压注、压缩工艺设备

1、52 压缩成型原理及工艺压缩成型原理及工艺 压缩成型（又称压缩成型（又称压塑成型、压制成型、压塑成型、压制成型、模压成型或压缩模塑模压成型或压缩模塑）是塑料加工工业中出）是塑料加工工业中出现较早，并一直得到广泛应用的成型方法。现较早，并一直得到广泛应用的成型方法。目前主要用于目前主要用于热固性热固性塑料制品的生产，同时塑料制品的生产，同时作为热塑性塑料注射成型工艺的补充，在某作为热塑性塑料注射成型工艺的补充，在某些热塑性塑料及制品如些热塑性塑料及制品如聚四氟乙烯、聚氯乙聚四氟乙烯、聚氯乙烯硬板及增强塑料烯硬板及增强塑料的成型加工上也得到广泛的成型加工上也得到广泛使用。使用。 521 压缩成型原

2、理及特点压缩成型原理及特点 压缩成型的原理如图压缩成型的原理如图5-15所示。所示。 1凸模固定板凸模固定板 2上凸模上凸模 3凹模凹模 4下凸模下凸模 5凸模固定板凸模固定板 6垫板垫板 压缩成型与注射成型相比的优点是：压缩成型与注射成型相比的优点是：1.1.无浇注系统，耗料少；无浇注系统，耗料少；2.2.设备使用及模具较简单；设备使用及模具较简单；3.3.易于成型流动性较差如以纤维为填料的塑料；易于成型流动性较差如以纤维为填料的塑料；4.4.制品收缩率小，变形小，各向性能比较均匀；制品收缩率小，变形小，各向性能比较均匀；5.5.能成型面积大、厚度又比较小的大型扁平制品。能成型面积大、厚度又

3、比较小的大型扁平制品。缺点是：缺点是：1.1.生产周期长，效率低；生产周期长，效率低；2.2.不易成型尺寸精度要求较高、形状复杂、壁厚相不易成型尺寸精度要求较高、形状复杂、壁厚相差较大及带有精细易断嵌件的制品；差较大及带有精细易断嵌件的制品；3.3.劳动强度大，难以实现自动化，劳动条件较差；劳动强度大，难以实现自动化，劳动条件较差；4.4.模具寿命较短。模具寿命较短。 522 压缩成型工艺过程压缩成型工艺过程 压缩成型工艺过程主要包括预压、预热和压缩成型工艺过程主要包括预压、预热和干燥、嵌件的安放、加料、闭模、排气、固化、干燥、嵌件的安放、加料、闭模、排气、固化、脱模、清理模具、制品后处理等。

4、脱模、清理模具、制品后处理等。 1预压预压 在压缩成型前，将松散的粉状或纤维状的在压缩成型前，将松散的粉状或纤维状的热固性塑料在室温下预先用冷压法（即模具不热固性塑料在室温下预先用冷压法（即模具不加热）压成重量一定、形状一致的密实体的过加热）压成重量一定、形状一致的密实体的过程称为预压，所得到的物体称为预压物（或压程称为预压，所得到的物体称为预压物（或压锭、型坯、压片）。锭、型坯、压片）。 预压的作用主要有：预压的作用主要有：（1）加料快而准确。避免加料过多或不足而造成）加料快而准确。避免加料过多或不足而造成的残次品。的残次品。（2）减小模具的加料室，降低模具制造成本。）减小模具的加料室，降低

5、模具制造成本。（3）减少物料中的空气含量，加快物料中的热传）减少物料中的空气含量，加快物料中的热传导速度，提高了预压物的预热温度，缩短预热和固导速度，提高了预压物的预热温度，缩短预热和固化时间，减少制品中的气泡含量，提高制品质量。化时间，减少制品中的气泡含量，提高制品质量。（4）采用与制品相似的预压物有利于模压较大的）采用与制品相似的预压物有利于模压较大的制品。制品。（5）避免压缩粉的飞扬，改善了劳动条件。）避免压缩粉的飞扬，改善了劳动条件。 2预热和干燥预热和干燥 采用预热的热固性塑料进行模压有以下优点：采用预热的热固性塑料进行模压有以下优点：（1）缩短了模塑周期，提高了生产率。）缩短了模塑

6、周期，提高了生产率。（2）增进了制品固化的均匀性，进而提高了制品）增进了制品固化的均匀性，进而提高了制品的物理机械性能。的物理机械性能。 （3）提高了塑料的流动性，减小了制品的塑料损）提高了塑料的流动性，减小了制品的塑料损耗、收缩率和内应力，提高了制品的稳定性、表耗、收缩率和内应力，提高了制品的稳定性、表面光洁度及成品率。面光洁度及成品率。（4）降低了成型压力，提高了设备利用率（用小）降低了成型压力，提高了设备利用率（用小吨位的压机模压较大的制品）。吨位的压机模压较大的制品）。 图图5-16 热固性塑料流动性与预热时间的关系曲线图热固性塑料流动性与预热时间的关系曲线图 3嵌件的安放嵌件的安放

7、嵌件通常是作为制品中导电部分或使制品与其嵌件通常是作为制品中导电部分或使制品与其它物体结合用的，常用的嵌件有轴套、轴帽、螺钉它物体结合用的，常用的嵌件有轴套、轴帽、螺钉和接线柱等。和接线柱等。 4加料加料 在模具内加入模压制品所需分量塑料的操作为在模具内加入模压制品所需分量塑料的操作为加料。加料前应仔细检查型腔，清除异物和污渍，加料。加料前应仔细检查型腔，清除异物和污渍，加料时应根据型腔的形状对塑料流动阻力大的部位加料时应根据型腔的形状对塑料流动阻力大的部位多加些料，对嵌件周围的粉料应预先压紧，防止塑多加些料，对嵌件周围的粉料应预先压紧，防止塑料受压流动时冲击嵌件。料受压流动时冲击嵌件。 加料

8、准确。加料准确。5闭模闭模 加料完毕后即进行闭模，当模具没完全加料完毕后即进行闭模，当模具没完全闭合前，合模的速度应尽可能快，目的是缩闭合前，合模的速度应尽可能快，目的是缩短模塑周期和避免塑料过早固化或过多降解。短模塑周期和避免塑料过早固化或过多降解。当凸模触及到塑料后，合模速度即行放慢当凸模触及到塑料后，合模速度即行放慢（当然速度也不应过慢），目的一是避免模（当然速度也不应过慢），目的一是避免模具中嵌件、各种成型杆或型腔遭到损坏，二具中嵌件、各种成型杆或型腔遭到损坏，二是可使模内的气体得到充分的排除。闭模所是可使模内的气体得到充分的排除。闭模所需的时间自几秒至数十秒不等。需的时间自几秒至数十

9、秒不等。6排气排气 成型热固性塑料时，由于化学交联反应的成型热固性塑料时，由于化学交联反应的发生，常有水分和低分子物放出，因此在模具发生，常有水分和低分子物放出，因此在模具闭合后，待化学交联反应进行到适当时间时还闭合后，待化学交联反应进行到适当时间时还需要将模具需要将模具松动片刻松动片刻，以排除以上气体，该工，以排除以上气体，该工序称为排气。序称为排气。 7固化固化 热塑性塑料的固化是将模具冷却，以使制热塑性塑料的固化是将模具冷却，以使制品获得相当强度而不致在脱模时发生变形即可。品获得相当强度而不致在脱模时发生变形即可。热固性塑料的固化是在规定模温下保持一段时热固性塑料的固化是在规定模温下保持

10、一段时间，使其性能达到最佳为度。间，使其性能达到最佳为度。 8脱模脱模 固化后制品与模具分开的工序称为脱模。固化后制品与模具分开的工序称为脱模。 9清理模具清理模具 脱模后，须用脱模后，须用铜刷（或铜签）铜刷（或铜签）刮出留在模具刮出留在模具内的塑料，然后再用压缩空气吹净凸模和凹模，内的塑料，然后再用压缩空气吹净凸模和凹模，当上述方法不能将模具清理干净时，需用抛光剂当上述方法不能将模具清理干净时，需用抛光剂拭刷。拭刷。1010制品后处理制品后处理 后处理的温度为高于成型温度的后处理的温度为高于成型温度的10151015。 523 压缩成型的工艺特性和影响因素压缩成型的工艺特性和影响因素 压缩成

11、型的工艺条件主要是成型（模压缩成型的工艺条件主要是成型（模压）压力、成型（模压）温度和成型（模压）压力、成型（模压）温度和成型（模压）时间。而其中成型温度和成型时间又压）时间。而其中成型温度和成型时间又有着密切的关系有着密切的关系 图图5-17 热固性塑料压缩成型时体积热固性塑料压缩成型时体积-温度温度-压力关系图压力关系图 1成型压力成型压力 成型压力是指压缩成型时为迫使塑料充成型压力是指压缩成型时为迫使塑料充满型腔和进行固化而由压力机通过模具对塑满型腔和进行固化而由压力机通过模具对塑料所施加的压力。其小于等于压力机的最大料所施加的压力。其小于等于压力机的最大公称压力。公称压力。 其选取原则

12、：其选取原则：（1 1）塑料的流动性越小、硬化速度越快、压缩率大，塑料的流动性越小、硬化速度越快、压缩率大，所需要的成型压力也越大；所需要的成型压力也越大；（2 2）制品形状复杂、深度大、薄壁和面积大时，所制品形状复杂、深度大、薄壁和面积大时，所需要的成型压力也越大；需要的成型压力也越大；（3 3）当压制带有布片、石棉纤维填料类的制品时，当压制带有布片、石棉纤维填料类的制品时，所需的成型压力也越大。所需的成型压力也越大。 图图5-18 成型压力与预热温度的关系示意图成型压力与预热温度的关系示意图 5-42成型温度成型温度 成型温度是指压缩成型时所规定的模具成型温度是指压缩成型时所规定的模具温度

13、。成型温度并不等于模具型腔内塑料熔温度。成型温度并不等于模具型腔内塑料熔体的温度体的温度 热固性塑料在压缩成型时，模具温度是热固性塑料在压缩成型时，模具温度是影响其影响其塑化流动塑化流动及及固化成型固化成型的主要因素，它的主要因素，它决定着成型过程中决定着成型过程中交联反应交联反应的速度，并影响的速度，并影响塑料的塑料的充模过程充模过程及制品的及制品的最终性能最终性能。 图图5 5-19 温度与热固性塑料熔体流动性的关系温度与热固性塑料熔体流动性的关系 成型过程中模具温度的选择要成型过程中模具温度的选择要适度适度，过高，过高虽会加快硬化速度，缩短固化时间，但往往会虽会加快硬化速度，缩短固化时间

14、，但往往会因因硬化速度太快硬化速度太快，使塑料熔体的，使塑料熔体的流动性降低太流动性降低太多多而导致而导致充模不满充模不满，特别是在成型形状复杂、，特别是在成型形状复杂、壁薄、深度大的制品时，这种弊病更为突出。壁薄、深度大的制品时，这种弊病更为突出。另外，过高的模温还可能引发制品另外，过高的模温还可能引发制品变色变色，表面，表面暗淡暗淡，内外硬化速度不均而产生，内外硬化速度不均而产生内应力内应力，内层，内层的挥发物难以排除，致使制品在模具开启时发的挥发物难以排除，致使制品在模具开启时发生生膨胀、开裂、变形或翘曲膨胀、开裂、变形或翘曲等，甚至引起有机等，甚至引起有机填料的填料的分解分解，最终使制

15、品的力学性能降低。，最终使制品的力学性能降低。 但模温也不能过低，过低的模温不仅但模温也不能过低，过低的模温不仅使固化速度使固化速度慢慢，而且效果，而且效果差差，也会造成制，也会造成制品的品的灰暗灰暗，甚至表面发生，甚至表面发生肿胀肿胀，这是因为，这是因为固化不完全的外层受不住内部挥发物压力固化不完全的外层受不住内部挥发物压力作用的结果。作用的结果。 成型厚度较大的制品时，宜采用成型厚度较大的制品时，宜采用降低降低模具温度，延长成型时间模具温度，延长成型时间的工艺规程。的工艺规程。 图图5-20 不同温度下的流动不同温度下的流动-固化曲线固化曲线温度：温度：T1 T2 T3 T4 T5 固化时

16、间：固化时间：t1 t2 t3 t4 t53成型时间成型时间 成型时间是成型时间是指从闭模加压起，指从闭模加压起，物料在模具内升物料在模具内升温到固化脱模为温到固化脱模为止的这段时间。止的这段时间。它直接影响制品它直接影响制品的成型周期和固的成型周期和固化度。化度。 图图5-21 模具温度与成型周期的关系模具温度与成型周期的关系 压缩成型中制品容易出现的问题、原因及压缩成型中制品容易出现的问题、原因及解决办法见表解决办法见表5-5。 本节要点：本节要点：1. 掌握压缩成型原理及特点。掌握压缩成型原理及特点。2. 掌握压缩成型的优缺点。掌握压缩成型的优缺点。3. 在压缩成型中为什么要进行排气？在

17、压缩成型中为什么要进行排气？4. 在清理模具时应采用什么材质的刷子？在清理模具时应采用什么材质的刷子？5. 在选择压缩成型模具温度时应注意什么问题？在选择压缩成型模具温度时应注意什么问题？53 压注成型原理及工艺压注成型原理及工艺 压注成型（压注成型（又称压铸成型、传递成型又称压铸成型、传递成型），是），是将塑料加入到独立于型腔之外的加料室内，经初将塑料加入到独立于型腔之外的加料室内，经初步受热后在液压机压力作用下，通过压料柱塞将步受热后在液压机压力作用下，通过压料柱塞将塑料熔体经由浇注系统压入已经封闭的型腔，在塑料熔体经由浇注系统压入已经封闭的型腔，在型腔内迅速固化成为塑件的成型方法。压注成

18、型型腔内迅速固化成为塑件的成型方法。压注成型是在改进压缩成型的基础上发展起来的一种成型是在改进压缩成型的基础上发展起来的一种成型方法，其主要用于方法，其主要用于热固性热固性塑料的成型加工。塑料的成型加工。 531 压注成型原理和特点压注成型原理和特点 其成型原理如图其成型原理如图5-22所示所示 1柱塞柱塞 2加料腔加料腔 3上模板上模板 4凹模凹模 5型芯型芯 6型芯固定板型芯固定板 7下模座下模座 8浇注系统浇注系统 9塑件塑件 与压缩成型相比，其具有如下特点：与压缩成型相比，其具有如下特点：（1）具有独立于型腔之外的单独加料室，而具有独立于型腔之外的单独加料室，而不是型腔的自然延伸，并经

19、由浇注系统与型腔不是型腔的自然延伸，并经由浇注系统与型腔相连。塑料在进入型腔之前型腔已经闭合，故相连。塑料在进入型腔之前型腔已经闭合，故而塑件的飞边少而薄，塑件尺寸精度高。而塑件的飞边少而薄，塑件尺寸精度高。（2）塑料在进入型腔前已在加料室得到初步塑料在进入型腔前已在加料室得到初步受热塑化，当其在柱塞压力作用下快速流经浇受热塑化，当其在柱塞压力作用下快速流经浇注系统时会因摩擦生热使塑化得到进一步加强，注系统时会因摩擦生热使塑化得到进一步加强，并迅速填充型腔和固化，因此，成型周期短，并迅速填充型腔和固化，因此，成型周期短，生产效率高，产品质量好，并利于壁厚变化较生产效率高，产品质量好，并利于壁厚

20、变化较大和形状复杂塑件的成型。大和形状复杂塑件的成型。（3）由于柱塞的压力不象压缩成型一样是直由于柱塞的压力不象压缩成型一样是直接加在型腔中的塑料上的，因而对带有细小嵌接加在型腔中的塑料上的，因而对带有细小嵌件、多嵌件、或含有细长小孔的塑件成型有利。件、多嵌件、或含有细长小孔的塑件成型有利。而对于含有纤维状填料的塑料，由于在经过浇而对于含有纤维状填料的塑料，由于在经过浇注系统时纤维状填料会受到较强的摩擦剪切作注系统时纤维状填料会受到较强的摩擦剪切作用而发生断裂，故有损于该类塑料塑件的力学用而发生断裂，故有损于该类塑料塑件的力学性能，特别是冲击强度。性能，特别是冲击强度。（4）塑件的收缩率大于压

21、缩成型，各向异性塑件的收缩率大于压缩成型，各向异性明显。适于粉状、粒状、碎屑状、纤维状、团明显。适于粉状、粒状、碎屑状、纤维状、团块状，但不适于片状塑料的成型。块状，但不适于片状塑料的成型。 （5）塑料的流动性要好，所需成型压力较高，塑料的流动性要好，所需成型压力较高，塑料的耗量比压缩成型大。塑料的耗量比压缩成型大。（6）模具磨损也较小。但压注所用模具结构较模具磨损也较小。但压注所用模具结构较复杂，模具制造成本高，成型塑料浪费较大，复杂，模具制造成本高，成型塑料浪费较大，塑料因有浇口痕迹，使整修工作量大，成型工塑料因有浇口痕迹，使整修工作量大，成型工艺条件较压缩成型要求严格，操作难度大。艺条件较压缩成型要求严格，操作难度大。532 压注成型的工艺过程及工艺条件压注成型的工艺过程及工艺条件 压注成型的工艺过程和压缩成型基本相压注成型的工艺过程和压缩成型基本相似，只是操作细节略有差异，压缩成型过程似，只是操作细节略有差异，压缩成型过程是先加料后合模，而压注成型则是先合