塑料成型工艺

塑料的成型工艺主讲人：吴琼副教授材料的工艺特性塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制品的工艺特性．即塑料的成型加工性。塑料的成型方法很多，根据加工时聚合物所处状态的不同，塑料成型加工的方法大体可分为三种：1、处于玻漓态的塑料，可以采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法。2、当塑料处于高弹态时，可以来用热压、弯曲、真空成型等加工方法。3、把塑料加热到粘流态，可以进行注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工。塑料成型方法的选择取决于塑料的类型(热塑性或热固性)、特性、起始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。塑料制品的一般过程配方设计－根据塑料制品的性能要求，进行塑料各组成成分的配方设计混炼－将合成树脂与各种添加剂充分混合成均匀的多组分分散体的过程造粒－将混合塑料塑炼制成便于成型时使用的颗粒状半成品原料成型－用不同的成型工艺设备，将半成品加工成塑料制品塑料制品的成型方法注射成型挤出成型压制成型吹塑成型压延成型滚塑成型铸塑成型搪塑成型醮涂成型流延成型传递模塑成型反应注塑成型手糊成型缠绕成型喷射成型真空成型注射成型定义特点设备工艺条件注射成型定义将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入料筒内加热熔融。塑化后，在柱塞或螺杆的加压下物料被压缩并向前移动，通过机筒前的喷嘴以很快的速度注入较低温度的闭合模腔内，经一定时间冷却定型后开启模具取出制品。注射成型的设备1、立式注射机2、卧式注射机3、角式注射机4、转盘式注射机1、立式注射机2、卧式注射机3、角式注射机4、转盘式注射机注射成型的特点可一次成型出外形复杂、尺寸精确的塑料制品可利用同一套模具成批生产相同产品制品无需进一步修饰或加工生产性能好，成型周期短，可实现自动化或半自动化生产，效率高注塑用的模具注塑成型的塑料凳注射成型的工艺条件温度机筒温度－保证物料塑化良好，又不会分解物料喷嘴温度－略低于机筒上的最低温度,减少物料熔体在喷嘴处流散模具温度－低于塑料的玻璃化温度或热变形温度（冷却制品)压力塑化压力－一般而言，塑化压力增大会降低塑化效率注射压力－注射压力高，保压时间长，制品尺寸精度高成型周期（完成一次注射成型过程所需要的时间）在保证制品尺寸精度的情况下，合理选择每一道工序所需要的最短时间挤出成型定义特点设备（单螺杆杆、双螺杆、、多螺杆和无无螺杆挤出机机）工艺条件挤出成型定义义将粒状或粉状状热塑性塑料料加入料斗，，在旋转的螺螺杆作用下塑塑料沿螺旋槽槽向前输送。。料筒内的塑塑料在筒传热热以及塑料与与料筒之间、、塑料与螺杆杆之间的剪切切与摩擦热的的作用下，逐逐渐熔融呈粘粘流态，然后后在挤压系统统的作用下，，塑料熔体通通过一定形状状的挤出模具具（机头）口口模而连续成成型为所需断断面形状的连连续型材。挤出成型的特特点设备成本低，，制造容易；；占地面积小小，生产环境境清洁，劳动动环境好生产效率高操作简单，工工艺过程易控控制，便于实实现连续自动动化生产产品质量均匀匀、致密可以一机多用用，进行综合合性生产（更更换螺杆和机机头）挤塑成型机挤塑板挤出成型的工工艺条件挤塑温度－由加料口到到机头逐渐增增加。机头温温度应控制在在物料流动温温度与分解温温度之间螺杆转速－增加转速，，效率提高，，能耗增大，，提高物料塑塑化效果，改改善制品微观观质量；转速速过高，可能能使制品表面面粗糙，出现现皱纹机头压力－增大熔融物物料通过机头头的压力，使使产品质地紧紧密，将降低低产量牵引速度－牵引速度应应与挤出速度度配合压制成型压制成型主要要用于热固性性塑料制品的的生产，有模压法和层压法两种。压制成成型的特点是是：1、制品尺寸寸范围宽，可可压制较大的的制品；2、设备简单单，工艺条件件容易控制；；3、制件无浇浇口痕迹，容容易修整、表表面平整、光光洁；4、制品收缩缩率小、变形形小、各项性性能较均匀；；5、不能成型型结构和外形形过于复杂、、加强筋密集集、金属嵌件件多、壁厚相相差较大的塑塑料制件；6、对模具材材料要求高；；7、成型周期期长，生产效效率低，较难难实现自动化化生产。模压成型定义特点主要工艺设备备（液压机、、螺旋压力机机）工艺条件模压成型的定定义热固性塑料（（TS）将粉状、粒状状或纤维状等等模塑料加入入模具型腔中中然后闭模加加热加压使之之成型固化，，开模取出制制品。热塑性塑料（（TP）先将塑料加入入模具型腔中中，逐渐加热热加压，塑料料变成粘流态态并充满整个个型腔后停止止加热，开启启冷却装置，，待塑料冷却却到热变形温温度以下后，，开启模具，，取出制品。。模压成型的特特点因热塑性塑料料的模压成型型必须对模具具交替的加热热与冷却，生生产周期长，，能耗大，劳劳动强度大，，制品精度低低，所以模压压成型除用于于流动性很差差的热塑性塑塑料外主要用用于热固性塑塑料。热固性塑料模模压成型特点点：制品尺寸范围围宽，可采用用多槽模进行行大批量生产产设备简单，工工艺条件易控控制成型纤维状塑塑料时，纤维维不碎断，制制品强度较高高制品无浇口痕痕迹，容易修修整，表面平平整光洁不能成型结构构和外形过于于复杂、壁厚厚相差较大的的制品，制品的的尺寸精度低低成型周期长，，生产效率低低，实现自动动化生产困难难模压成型工艺艺条件温度温度低于树脂脂的成型温度度范围，树脂脂无法熔融，，再大的压力力也无法使树树脂固化。温度过高，固固化太快，制制品机械性能能降低，制品品表面易膨胀胀裂缝，甚至至会引起塑料料的分解。压力压力的作用：：①促进熔料料加速流动②②增加塑料的的密实性，避避免表面膨胀胀破裂③合紧紧模具，固定定制品形状，，防止冷却时时发生变形压力的大小取取决塑料的种种类、模温、、制品形状等等等。时间压力一定，升升高温度，模模塑时间可缩缩短温度一定，增增加压力，模模塑时间可缩缩短为防止制品缺缺陷（起泡、、裂缝、粘模模等），可适适当延长固化化和保温时间间层压成型将浸渍过树脂脂的片状材料料叠合至所需需厚度后放入入层压机中，，在一定的温温度和压力下下使之粘台固固化成层状制制品。层压成成型分为连续续式层压成型型和司歇式层层压成型。层层压成型制品品质地密实，，表面平整光光洁、生产效效率高。多用用于生严增强强塑料板材、、管材、棒材材和胶合板等等层压材料。。层压板吹塑成型用挤出、注射射等方法制出出管状型坯，，然后将压缩缩空气通入处处于热塑状态态的型坯内腔腔中，使其膨膨胀成为所需需形状的塑料料制品。吹塑塑成型分为薄膜吹塑成型型和中空吹塑成型型。用于制造塑塑料薄膜、中中空塑料制品品(如瓶子、、包装桶、油油箱、玩吕等等)。薄膜吹塑薄膜吹塑（挤挤出吹塑）成成型是将熔融融塑料从挤出出机机头口模模的环行间隙隙中呈圆筒形形薄管挤出，，同时从机头头中心孔向薄薄管内腔吹入入压缩空气，，将薄管吹胀胀成直径更大大的管状薄膜膜(俗称泡管管)，冷却后后卷取。薄膜膜吹塑成型主主要用于生产产塑料薄膜。。中空吹塑中空吹塑成型型是将从挤出出机挤出的、、处于软化状状态的管状热热塑性坯料放放入成型模内内，然后通入入压缩空气，，利用空气的的压力使坯料料沿模腔变形形，从而吹成成颈口短小的的中空制品。。压延成型压延成型是利利用热的辊筒筒，将热塑性性塑料经连续续辊压、塑化化和延展成薄薄膜或薄片的的一种成型方方法。压延成型生产产能力大，产产品质量好，，易于实现自自动化生产，，设备投资大大。是生产各各种大长塑料料薄膜、薄板板、片材、人人造革和壁纸纸等的主要方方法。适合压延成型型的塑料有：：聚氯乙烯、、聚乙烯、ABS、聚乙乙烯醇等等。。滚塑成型滚塑成型是将将粉状或糊状状塑料置于模模具中，通过加热并滚动动旋转塑模，，使模内物料料熔融塑化，，进而均匀散布到到模具表面，，经冷却定型型得到制品。。适于生产中空制制品、大型容容器和儿童玩玩具等。铸塑成型铸塑成型又称称浇铸成型。。将加有固化化剂和其他助助剂的液态树树脂混合物料料倒入成型模模具中，在常常温或加热条条件下使其逐逐渐固化而成成为具有一定定形状的制品品。铸塑成型型工艺简单，，成本低，可可以生产大型型制件，适用用于流动性大大而又有收缩缩性的塑料，，如有机玻璃璃、尼龙、聚聚氢酯等热塑塑性塑料和酚酚醛树脂不不饱和聚酯酯、环氧树脂脂等热固性塑塑料成型采用用。搪塑成型将配置好的的塑料糊注注入预热的的阴模中，，使整个模模具内壁均均为塑料糊糊所湿润附附着，待接接触模壁的的部分糊料料胶凝时，，倒出多余余的未胶凝凝糊料，将将模具加热热使其中的的糊料层完完成胶凝，，经冷却脱脱模而得制制件。多用用于生产中中空软质塑塑料制品。。醮涂成型将醮涂用的的预热阳模模浸入配置置好的塑料料糊料或粉粉料内，一一段时间后后慢慢提起起阳模，阳阳模表面便便均匀地附附上一层塑塑料，经过过热处理和和冷却，从从阳模上可可剥下中空空的成型制制件。用粉粉末物料醮醮涂时，先先将粉末物物料变为沸沸腾状态，，再将加热热的阳模浸浸入，此法法称为硫化化床醮涂法法。多用来来制作防护护手套、把把手、玩具具、柔性管管等。流延成型流延成型是是生产薄膜膜的方法之之一。将流流动性好的的塑料糊料料均匀地流流布在运行行的载体(如金属滚滚筒或传送送带)上、、随即用适适当方法将将其固化、、干燥，然然后从载体体上剥取薄薄膜。此这这模具成本本低，产品品表面光洁洁，适合小小批量产品品的生产。。流延成型生生产线流延成型的的薄膜传递模塑成成型传递成型又又称传递压压铸成型，，热固性塑塑料的成型型方法之一一。将热固固性塑料原原料在加料料腔中加热热熔化。然然后加压注注入成型模模腔中使其其固化成型型。传递模模塑成型与与模压成型型相似，但但又具有注注射成型的的特点，如如制品尺寸寸精确，生生产周期短短，所用模模具结构复复杂(没有有浇口和流流道)，适适合生产形形状复杂和和带嵌件的的制品。多多用于酚醛醛塑料、氢氢基塑料、、环氧塑料料等热固性性塑料成型型。反应注塑成成型反应注塑成成型简称RIM，具具有化学反反应的注射射成型法。。将能发生生化学反应应的两种或或两种以上上液态单体体或预聚体体按一定比比例混合后后，立即注注射到模具具型腔中，，快速反应应而固化成成型，冷却却脱模而得得制品。反反应注塑成成型要求原原料应具有有较高活性性，能快速速反应固化化：主要构构于聚氨酯酯塑料成型型。聚氨酯硬泡泡板聚氨酯泡沫沫塑料手糊成型手糊成型是是增强塑料料成型方法法之一，以以手工作业业为主。在在涂有脱模模剂的模具具上均匀地地刷一层树树脂，再将将按要求剪剪裁成一定定形状的片片状增强材材料(如纤纤维增强织织物)，铺铺贴到模具具上，然后后再涂刷树树脂，再铺铺贴增强材材料，如此此重复直至至达到所需需厚度和预预定形状，，然后加热热固化，脱脱模即得制制品。成型型时要求铺铺贴平整、、无皱折，，涂刷树脂脂要均匀浸浸透织物层层并排出气气泡。手糊糊成型工艺艺简单、操操作方便，，不需专用用设备，适适用性强，，不受形状状和尺寸限限制，但制制品精度低低，劳动条条件差、效效率低。多多用来制作作大型物品品，也是制制作玻璃钢钢模型的主主要方法。。缠绕成型缠绕成型是是用连续的的纤维，如如玻璃纤维维、碳纤维维、硼纤维维以及它们们的编织物物作为增强强材料，浸浸以树脂，，按照一定定规律连续续缠绕在芯芯模或衬胆胆上，然后后固化成型型。缠绕成成型是生产产圆筒形、、球形、管管形、方盒盒形或异形形回转体的的纤维增强强塑料制品品的一种方方法。可用用来制造输输油管道、、火箭筒，，火箭、导导弹的发动动机外壳等等。喷射成型喷射成型是是增强塑料料的成型方方法之一。。用喷枪将将树脂、助助剂及切断断的短纤维维同时喷射射到一定形形状的模具具上，达到到一定厚度度后固化成成型。喷射射成型生产产效率高，，制品形状状、尺寸不不受限制。。制品整体体性好，但但场地污染染大。多用用于制造大大型制件。。也可用于于泡沫塑料料的成型，，通常是将将快速反应应的树脂(如果氨酯酯)和助剂剂喷射到模模具或基体体表面上，，然后发泡泡、固化而而成型。真空成型真空成型是是将热塑性性塑料薄片片或薄板（（厚度小于于6cm））重新加热热软化，置置于许多带带小孔的模模具上，采采取抽真空空的方法使使片材紧吸吸在模具上上成型。广广泛用于生生产钙塑天天花板，洗洗衣机、电电冰箱外壳壳，艺术品品和生活用用品等。塑料的二次次加工为适应不同同的使用要要求，对制制品需进行行再加工。。二次加工工，既包括括二次成型型，也包括括进行机械械加工、热热处理、表表面处理、、粘合，以以及各种表表面装饰性性及保护性性加工等。。塑料机械加工塑料的热成成型塑料的连接接表面处理塑料机械加加工与金属切削削加工大致致相同，设设备工具一一样。但塑塑料导热性性差，温度度过高会发发粘；弹性性大，加工工误差大；；片层塑料料易开裂、、起毛等，，加工需注注意以下几几方面：①

为保证证表面质量量，加工工工具需锋利利，进给量量小，切削削速度高，，有足够的的冷却。②多数塑料料对加工表表面刀痕较较敏感，故故应保证塑塑件表面平平整、光洁洁，过渡光光滑。③加工时不不宜夹持过过紧，设备备动平衡性性能好。塑料热成型型将塑料板材材(或管材材、棒材)加热软化化进行成型型的方法。。根据所使使用的模具具，可分为为无模成型型、阳模成成型、阴模模成型和对对模成型。。主要成型型方法有模模压热成型型和真空成成型。热成成型方法适适用范围广广，多用于于热塑性塑塑料、热塑塑性复合材材料的成型型。塑料的连接接塑件与塑件件、塑件与与金属及其其它材料除除一般使用用的机械连连接方法外外，还有：：①热熔粘接接（也称塑塑料焊接））该法是热塑塑性塑料薄薄膜和板材材连接的基基本方法。。热固性塑塑料不能成成熔融状态态，不宜用用此法。利利用电阻、、热气流、、摩擦、超超声波等发发热源，使使塑件连接接处