郑州大学：塑料成型工艺学 郑国强(模具方向)——第四章 压缩模塑.ppt

第四章压缩模塑 主要内容 模压成型主要用于热固性塑料制品的生产 成型经过加热使其熔化 加压充模 再经加热交联固化 脱模后即得制品 本章重点 模压过程和操作方法 模压成型方法简介 定义 模压成型又称压缩模塑 这种方法是将粉状 粒状 碎屑状或纤维状的塑料放入加热的阴模中 合上阳模后加热使其熔化 并在压力的作用下 使物料充满模腔 形成与模腔形状一样的模制品 再经加热或冷却 脱模后即得制品 从工艺角度看 上述过程可分为三个阶段 流动阶段 胶凝阶段 硬化阶段 适用对象 几乎所有热固性塑料 常见的有酚醛 脲醛 环氧塑料 不饱和聚酯 氨基塑料 聚酰亚胺 有机硅等 也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC生产 适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品 如电器零件 电话机件 收音机外壳等 无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品 特点 优点设备投资少 工艺简单 易操作 压力损失小 多用以成型大型平面制品及多型腔制品 材料取向小 无流道及浇口 材料浪费少 适用的材料广泛 可成型带碎屑状 片状及纤维状填料制品 缺点固化时间长 生产效率低 精度不高 合模面处易产生飞边 对形状复杂或带嵌件的制品不易成型 自动化程度低 适用范围模压成型主要用于热固性塑料制品的生产 对于热塑性塑料也可以采用 但由于生产效率低 很少采用 4 1预压 定义 将松散的原料预先用冷压法 模具不加热 压成形状规整 质量一定的密实体的过程压缩粉的性能对预压的影响水分及挥发分颗粒大小 最好是大小相间倾倒性 120g压缩粉通过管径为10mm 锥角为60度的标准漏斗时间来衡量 一般取25 30s 压缩率在3 0左右 润滑剂用量要适当 温度 一般为室温 压力 以预压物的密度达到制品密度的80 为适宜 约40 200MPa3 设备和操作压模结构 上下阳模和阴模组成预压机偏心式有 尺寸较大的预压物 但效率不高 旋转式 尺寸小的预压物 效率高 液压式 用于松散性较大的预压物 效率高 紧凑 两种 4 2预热 为了改善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发组分 对预压物进行加热处理作用缩短成型周期提高制品的力学性能提高塑料流动性降低模压压力预热工艺温度范围酚醛塑料 分低温和高温两种 低温为80 120 高温为160 200 脲甲醛塑料 最高不超过85 三聚氰胺甲醛塑料 105 120 脲 三聚氰胺甲醛塑料 80 100 聚酯塑料 只有增强塑料才预热 预热温度为55 60 预热方法热板加热烘箱加热 料层不要超过2 5cm 加热均匀 红外线加热 表面得到辐射热量 然后传到内部高频加热 热量不是从外传到内 而是在各点自行加热 不宜加热水分含量大 宜加热极性物质 高频电场使分子间发生摩擦而产生热量 4 3压缩模塑设备 一 压机 形式 上动式和下动式液压机 结构组成 上 下压板 固定 活动 垫块 柱塞 主机筒 特点 上动式 下压板固定 上压板与主柱塞连并上下运动 顶出机构由位于下部机座内的顶出活塞带动下动式 上压板固定 主柱塞位于下压板下并与之相连 脱模一般由安装在活动板上的机械装置完成 上动式液压机1 柱塞 2 压筒 3 液压管线 4 固定垫板 5 活动垫板 6 绝热层 7 上压板 8 拉杆 9 下压板 l0 机座 压缩模由阴阳模组成 按结构特征分为三种 溢式 不溢式和半溢式溢式压模成本低 操作容易 适合用于模压扁平状或近碟状制品 制品精度不高 二模具 溢式模塑示意图1 上模板 2 组合式阳模 3 导合钉 4 阴模 5 气口 6 下模板 7 推顶杆 8 制品 9 溢料缝 不溢式压模适合流动性较差的物料和深度较大的制品 投料量要准确 排气不利 半溢式模具兼具以上两种特点 不溢式塑模示意图1 阳模 2 阴模 3 制品 4 脱模杆 5 定位下模板 无支承面半溢式塑模示意图1 阳模 2 溢料槽 3 制品 4 阴模 A段为平直段 4 4模压过程和操作方法 模压成型工序 安放嵌件 加料 闭模 排气 固化 脱模 模具清理嵌件的安放 埋入塑料的部分要采用滚花 钻孔或设有凸出的棱角 型槽等以保证连接牢靠 安放时要正确平稳 嵌件材料收缩率要尽量与塑料相近加料加料方法 重量法 容量法 计数法 闭模阳模未触及物料前要快 触及物料后要放慢速度 排气闭模后需再将塑模松动少许时间 以便排出其中的气体 一般一到两次 20s 次固化热固性塑料依靠在型腔中发生交联反应达到固化定型的目的脱模一般是靠推顶杆完成 带嵌件的制品要先用专用工具将成型杆件拧脱 再行脱模清理模具型腔用钢刷或铜刷刮去残留的塑料 并用压缩空气吹净 4 5模压成型的控制因素 一模压压力的作用使塑料在模腔内流动 增加原料的密实性 克服树脂在缩聚反应中放出的低分子物和塑料中其它挥发物所产生的压力 避免出现胀大 脱层等缺陷 使模具紧密闭合 从而使制品具有固定的尺寸 形状和最小毛边 防止制品在冷却时发生变形 影响模压压力的因素 物料流动性越小 固化速度赶快 物料的压缩率越大时 所需模具压力越大 制品复杂 压力越大 用不溢式塑模时 压力与体积随时间的变化示意图 施压 阳模触及塑料后 塑料受到的压力上升 松散的塑料变为密实 体积缩小 塑料受热 固化 塑料发生化学收缩 压力重下降 压力解除 压力解除后制品体积会因弹性回复而有所增加 制品冷却 制品体积因冷却而下降 二 模压温度的作用使物料熔融流动充满型腔 提供固化所需热量 调节和控制模温的原则 保证充模固化定型并尽可能缩短模塑周期一般模压温度越高 模塑周期越短 对于厚壁制品 应适当降低模压温度 以防表面过热 而内部得不到应有的固化 模温与物料是否预热有关 预热料内外温度均匀 塑料流动性好 模压温度可比不预热的高些 其它影响因素还有如材料的形态 成型物料的固化特征等 应确保各部位物料的温度均匀 三 模压时间模压时间是指熔融体充满型腔到固化定型所需时间 一般提高模温 可缩短模压时间 模具温度不变 壁厚增加 时间延长 另外还受预热 固化速率 制品壁厚等因素影响