塑料成型工艺_图文_百度文库
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塑料成型工艺
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核心提示：压制成型模具主要成型热固性塑料制品，其成型工艺过程如下： (1)配料。热固性塑料原料由合成树脂、填料、固化刺、固化促进剂、润滑剂、色料按一定配比制成。 (2)加料。将塑料直接加入高温的压模型腔或加料室。 (3)
&&& 压制成型主要成型热固性塑料制品，其成型工艺过程如下：
&&& (1)配料。热固性塑料原料由合成树脂、填料、固化刺、固化促进剂、润滑剂、色料按一定配比制成。
&&& (2)加料。将塑料直接加入高温的压模型腔或加料室。
&&& (3)以一定的速度将模具闭合，塑料在热和压力的作用下熔融流动，并且很快地充满整个型腔。
&&& (4)减压放气，再加压。
&&& (5)固化。树脂与固化剂作用发生交联反应，生成不熔融且不溶解的体型化合物，甥料固化，成为具有一定形状的制品。
&&& (6)脱模。当制品完全定型并且具有最佳的性能时，即开启模具取出制品。
&&& 1.成型压力
&&& 压缩成型压力是指模压时迫使塑料充满型腔并进行固化而需要的压机对塑料所施加的压力，简称成型压力。
&&& 2.成型温度
&&& 压缩成型温度是指压缩成型时所需的模具温度。它是热同性塑料流动、充模并最后固化成型的主要影响因素，并决定成型过程中聚合物交联反应的速度，从而影响塑件的最终件能。
&&& 确定模具温度时需要考虑多方面因素，既不能过高也不能过低。如果模具温度取得过高，将会促使交联反应过早发生且反应速度也同时加快，这样虽有利于缩短制品所需的固化时间，有利于降低成型压力，但物料在模内的充模时问也相应变短，易发生无模困难的现象。另外，过高的模具温度还会导致制品表面暗淡、无光泽，甚至使制品发生膨胀、变形、开裂等缺陷。同时，如果模具温度过低，则会出现固化时间长，固化速度慢，以及需要较大成型压力等问题。
&&& 3.模压时间
&&& 模压时间是指模具从闭合到开启所需要的时间，也就是塑料充满型腔到固化成为塑件，在模腔内停留的时间。模压时间与塑料的种类、塑件的形状、压缩成型工艺（温度、压力）以及操作步骤（是否排气、预热、预压）等有关。经过预热、预压的塑料的模压时间比不经过预热、预压的塑料的模压时间要短；成型压力大的模压时间短；成型温度越高，塑料固化速度越快，摸压时间也就越短，反之亦然。
&&& 尽管如此，我们却不能一味地用升高模具温度的方法来提高生产率。实践证明温度过高或过低，模压时间过长或过短，制品质量都不高。只有在保证质量的前提下缩短模压时间。你现在的位置：
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&　　这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。
　　1、填充阶段
　　填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。
　　高速填充。高速填充时剪切率较高，由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低;局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。
　　低速填充。热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。
　　由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行;加上两股熔胶性质各异(在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同)，造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。
　　一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度;反之在低温区域，熔接强度较差。
　　2、保压阶段
　　保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度(增密)，以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。
　　在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域，塑料较为密实，密度较高;在压力较低区域，塑料较为疏松，密度较低，因此造成密度分布随位置及时间发生变化。保压过程中塑料流速极低，流动不再起主导作用;压力为影响保压过程的主要因素。保压过程中塑料已经充满模腔，此时逐渐固化的熔体作为传递压力的介质。模腔中的压力借助塑料传递至模壁表面，有撑开模具的趋势，因此需要适当的锁模力进行锁模。涨模力在正常情形下会微微将模具撑开，对于模具的排气具有帮助作用;但若涨模力过大，易造成成型品毛边、溢料，甚至撑开模具。因此在选择注塑机时，应选择具有足够大锁模力的注塑机，以防止涨模现象并能有效进行保压。
　　3.冷却阶段
　　在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要。这是因为成型只有冷却固化到一定刚性，脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%～80%，因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间，提高注塑生产率，降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长，增加成本;冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。
　　根据实验，由熔体进入模具的热量大体分两部分散发，一部分有5%经辐射、对流传递到大气中，其余95%从熔体传导到模具。塑料制品在模具中由于冷却水管的作用，热量由模腔中的塑料通过热传导经模架传至冷却水管，再通过热对流被冷却液带走。少数未被冷却水带走的热量则继续在模具中传导，至接触外界后散溢于空气中。
　　注塑成型的成型周期由合模时间、充填时间、保压时间、冷却时间及脱模时间组成。其中以冷却时间所占比重最大，大约为
70%～80%。因此冷却时间将直接影响塑料制品成型周期长短及产量大小。脱模阶段塑料制品温度应冷却至低于塑料制品的热变形温度，以防止塑料制品因残余应力导致的松弛现象或脱模外力所造成的翘曲及变形。
　　影响制品冷却速率的因素有：
　　塑料制品设计方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷却时间越长。一般而言，冷却时间约与塑料制品厚度的平方成正比，或是与最大流道直径的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷却时间增加4倍。
　　模具材料及其冷却方式。模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很大。模具材料热传导系数越高，单位时间内将热量从塑料传递而出的效果越佳，冷却时间也越短。
　　冷却水管配置方式。冷却水管越靠近模腔，管径越大，数目越多，冷却效果越佳，冷却时间越短。
　　冷却液流量。冷却水流量越大(一般以达到紊流为佳)，冷却水以热对流方式带走热量的效果也越好。
　　冷却液的性质。冷却液的粘度及热传导系数也会影响到模具的热传导效果。冷却液粘度越低，热传导系数越高，温度越低，冷却效果越佳。
　　塑料选择。塑料的是指塑料将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度。塑料热传导系数越高，代表热传导效果越佳，或是塑料比热低，温度容易发生变化，因此热量容易散逸，热传导效果较佳，所需冷却时间较短。
　　加工参数设定。料温越高，模温越高，顶出温度越低，所需冷却时间越长。
　　冷却系统的设计规则:
　　所设计的冷却通道要保证冷却效果均匀而迅速。
　　设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔应使用标准尺寸，以方便加工与组装。
　　设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数&&冷却孔的位置与尺寸、孔的长度、孔的种类、孔的配置与连接以及冷却液的流动速率与传热性质。
　　4.脱模阶段
　　脱模是一个注塑成型循环中的最后一个环节。虽然制品已经冷固成型，但脱模还是对制品的质量有很重要的影响，脱模方式不当，可能会导致产品在脱模时受力不均，顶出时引起产品变形等缺陷。脱模的方式主要有两种：顶杆脱模和脱料板脱模。设计模具时要根据产品的结构特点选择合适的脱模方式，以保证产品质量。
　　对于选用顶杆脱模的模具，顶杆的设置应尽量均匀，并且位置应选在脱模阻力最大以及塑件强度和刚度最大的地方，以免塑件变形损坏。
　　而脱料板则一般用于深腔薄壁容器以及不允许有推杆痕迹的透明制品的脱模，这种机构的特点是脱模力大且均匀，运动平稳，无明显的遗留痕迹。
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PET塑料注塑成型工艺简介
& PET塑料注塑成型工艺是塑料加工中非常重要的技术工艺之一，对于PET塑料瓶而言，大多数情况下塑料包装厂都会采用吹塑成型的方式制作加工，但注塑成型工艺尤其特有的加工优势，对于PET注塑成型来说，需要考虑以下方面因素：&PET塑料简介：& PET化学名为聚对苯二甲酸乙醇酯，又称聚酯。目前在客户中使用最多的是GF-PET，主要用途是瓶胚注塑件。& PET在熔融状态下的流变性较好，压力对粘度的影响比温度要大，因此主要从压力着手来改变熔体的流动性。&PET化学和物理特性:& PET的玻璃化转化温度在165℃左右，材料结晶温度范围是120~220℃。PET在高温下有很强的吸湿性。对于玻璃纤维增强型的PET材料来说，在高温下还非常容易发生弯曲形变。可以通过添加结晶增强剂来提高材料的结晶程度。用PET加工的透明制品具有光泽度和热扭曲温度。可以向PET中添加云母等特殊添加剂使弯曲变形减小到最小。如果使用较低的模具温度，那么使用非填充的PET材料也可获得透明制品。&注射成型工艺：& 注射成型法主要用于增强PET的成型。通常采用螺杆式注射机。螺杆一般均需进行硬化处理，以免在长期使用后发生磨耗。注射机喷嘴孔的长度应尽可能短,其直径应控制在3mm左右。增强PET的熔点高达260℃，为防止喷嘴堵塞，应安装功率较大的加热器。另外，喷嘴孔的尖端最好加工成如图-1所示的逆锥式，使流道和喷嘴内的熔融物料能够方便地切断。注塑机：& 注塑成型主要用于增强PET的成型。PET一般情况下只能选用螺杆式注塑机成型。最好选用顶部带有止逆环的突变型螺杆，其表面硬度大而且耐磨损，长径比未L/D＝(15～20)：1压缩比约为3：1。L/D太大物料在料筒内停留时间过长，过度受热容易引起降解，影响制品性能。压缩比太小剪切生热少，易塑化不良，制品性能差。反之会使玻璃纤维较多的断裂，力学性能下降。加工玻璃纤维增强PET时，料筒内壁磨损较厉害，料筒使用耐磨材料制造或者衬有耐磨材料。喷咀以短为好，内壁要求磨光，孔径要求尽可能大些。以液压制动阀门式喷咀为好。喷咀要有保温和控制温度的措施来保证喷咀不会冻结堵塞。但是喷咀温度不可太高，否则造成流涎。开始成型前必须使用低压PP料，把料筒清洗干净。PET的主要注塑成型条件：1.料筒温度：PET的成型温度范围窄，温度的高低会直接影响制品的性能。若温度过低，则塑化不好，使塑件出现凹陷、缺料等缺陷；反之，温度过高，会造成溢边，喷嘴流涎，色泽变深，机械强度下降，甚至引起降解。通常，料筒温度控制在240~280℃，玻纤增强PET的料筒温度为250~290℃，不得超过300℃,喷嘴温度一般比料筒温度低10~20℃。2.模具温度：模温直接影响熔料的冷却速度和结晶度，结晶度不同、则塑件性能不同。通常，模具温度控制在100~140℃，当成型薄壁塑件时，可取小值；成型厚壁塑件时，可取大值。3.注射压力：PET熔体的流动性好，易于成型，通常采用中等压力，压力为80~140MPa，玻纤增强PET的注射压力为90~150MPa。注射压力的确定， 应考虑PET的粘度、填料的种类和数量，浇口的位置及大小，塑件的形状和尺寸、模温、注塑机类型等。了解更多注塑成型相关内容请移步：&广州标牌厂
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