热塑性塑料成型工艺技术
第6章热固性塑料的主要成型加工技术
压缩率:表观相对密度与制品的相对密度比值
6.1.2 模压成型设备
6.1.2.1 压机
压机通过模具对塑料施压,有时还可开启模具 或顶出制品。 压机 上压式 (常用) 下压式 阳模(凸模)——构成内部形状的成型零件 阴模(凹模)——构成制品外形的成型零件
6.1.2.1 压机
(2) 热固性与热塑性塑料注射成型不同点
热固性塑料在料筒内的塑化(料筒温度)
热固性塑料熔体在充模过程的流动(剪切
应力和充模速度)
热固性塑料在模腔内的固化(模具温度)
6.4.2 热固性塑料注射成型机
(1)注射装置
作用:将塑料均匀地塑化成熔融状态,将熔料注射到模腔内
基本形式:螺杆式和柱塞式,主要采用往复式单螺杆注射
油缸设在压机的上方,栓塞由上往
下压,下压板是固定的。模具的阳模
和阴模可以分别固定在上下压板上, 靠上压板的升降来完成模具的启闭
和对塑料施加压力。
液压机工作原理 巴斯加定律:
p pL X
D2
4
X10-2
上压式液压机
行程决定模具高度,制品厚度
6.1.2.2 模具
溢式:用于压制扁平盘状或蝶状制品,压缩率较 小,厚度、强度难一致 不溢式:用于流动性较差和压缩率较大的塑料,牵 引度较长的制品
第6章热固性塑料的主要成型加工技术
热塑性塑料注射模塑工艺过程.
2 注射成型过程
注射成型工艺过程示意图
合模:
在锁模系统作用下,使动、定模严密闭合。
塑化:
塑料在料筒中加热,由固体粒子转变为熔体,使物料 具有良好的流动性。
塑化质量的影响因素: ①温度:使塑料得以形变、熔融和塑化的必要条件。 ②剪切作用: A . 强化了混合和塑化过程。 B . 温度分布、物料组成、分子形态发生变化,均
Ⅰ. 硬脂酸锌:不适用于PA。 Ⅱ. 白油:对PA效果好。 Ⅲ. 硅油:虽效果好,但价格高,使用麻烦。
●料筒的清洗:在更换原料、调换颜色或发现正在加工中的 塑料有一定降解现象出现时,就需要对料筒进行清洗。
对于螺杆式的注射机,一般采用直接换料清洗。对塑料的热 稳定性、成型温度范围和各种塑料的相容性要有较深入地了解。
热塑性塑料注射模塑工艺过程
热塑性塑料注射模塑工艺过程
准备阶段 注射成型工艺过程 后处理过程
1 成型前的准备
原料性能的了解
●热性能:
①热扩散系数:α=k/Cp·ρ(10-4,cm2/秒)
衡量原料热传导难易的重要参数。 式中:k为导热系数,Cp为恒压热容,ρ为密度。
② Tg,Tf,Tm,Td:决定了成型温度范围,一 般为Tf(Tm)~ Td。在保证物料具有良好的加 工流动性的同时使 物料不发生分解。
的柱塞或螺杆,迫使浇Fra Baidu bibliotek或喷嘴附近的熔体不断补充
塑料热压成型工艺
塑料热压成型工艺
塑料热压成型工艺是一种常见的塑料加工方法,它通过加热塑料材料,使其软化并加压成型,用于制造各种塑料制品。本文将详细介绍塑料热压成型工艺的原理、流程和应用。
一、原理
塑料热压成型是利用塑料的热塑性特性进行加工的一种方法。在热压成型过程中,首先将塑料颗粒或片材加热至熔融状态,然后将其放置在模具内,通过加压使其充分填充模具腔内的形状,最后冷却固化,取出成品。塑料材料在热塑性状态下具有较好的流动性,因此可以通过热压成型工艺制造出各种复杂形状的塑料制品。
二、流程
1. 材料准备:选择适合热压成型的塑料材料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。将塑料材料切割成颗粒状或片材状,以便于加热和加工。
2. 加热:将塑料材料放入加热装置中,通过加热使其达到熔融状态。加热温度通常根据塑料材料的熔点确定,同时要注意控制加热时间,避免过度加热导致材料性能下降。
3. 压制:将加热熔融的塑料材料放置在模具中,然后施加一定的压力使其充分填充模具腔内的形状。压制过程中需要控制压力的大小和持续时间,以确保成品的质量和尺寸精度。
4. 冷却:在压制完成后,需要将模具中的塑料制品进行冷却固化。冷却时间通常根据塑料材料的特性和成型件的厚度来确定,以确保成品具有足够的强度和稳定性。
5. 取出成品:冷却固化后,打开模具,取出成品。这时,成品已经具备了所需的形状和性能特点。
三、应用
塑料热压成型工艺广泛应用于各个领域,包括日常生活用品、工业制品、电子产品等。例如,塑料热压成型可以用于制造塑料碗、塑料杯等日常生活用品,具有成本低、生产效率高的优点;在工业制品中,塑料热压成型可以用于制造塑料托盘、塑料箱等,具有轻质、坚固、耐用的特点;在电子产品领域,塑料热压成型可以用于制造手机壳、键盘等,具有外观精美、绝缘性能好的特点。
热塑性塑料常用的加工工艺
热塑性塑料常用的加工工艺
热塑性塑料是一类广泛应用于工业领域的塑性材料,在加工过程中可以通过加热融化,再通过一定的成型方式得到所需的形状和尺寸。
常用的热塑性塑料加工工艺包括挤出、注塑、吹塑、压延和热成型等。下面将对这几种工艺进行详细解析。
1. 挤出工艺
挤出是一种将热塑性塑料通过挤压从模具中挤出,形成连续截面的工艺。该工艺主要适用于制造管材、板材、棒材、型材等产品。在挤出过程中,热塑性塑料颗粒经过加热融化后,被送入螺杆内腔,螺杆带动熔融的塑料向前挤出,并通过模具沿着一定的截面形状进行冷却固化,最终得到所需的产品。
2. 注塑工艺
注塑是一种将热塑性塑料加热融化后注入模具中,冷却固化后得到形状完全符合模具空腔的产品的工艺。该工艺主要适用于制造各种复杂的塑料制品,如注塑模具、塑料包装、电子产品外壳等。在注塑过程中,热塑性塑料颗粒经过加热融化后,由注塑机高压注入模具的腔体中,然后经过冷却固化,最终得到所需的产品。
3. 吹塑工艺
吹塑是一种将加热融化的热塑性塑料通过吹气和模具形状的作用,使其膨胀成空腔形状,并在冷却固化后得到所需的产品的工艺。该工艺主要适用于制造薄壁容
器,如瓶子、罐子等。在吹塑过程中,热塑性塑料颗粒经过加热融化后,通过模具内的吹气,使其膨胀成空腔形状,然后经过冷却固化,最终得到所需的产品。
4. 压延工艺
压延是一种将热塑性塑料加热融化后,通过压力作用使其均匀地挤出成一定厚度和宽度的连续膜或板的工艺。该工艺主要适用于制造塑料膜、塑料板等产品。在压延过程中,热塑性塑料颗粒经过加热融化后,被挤出成一定厚度和宽度的连续膜或板,然后通过冷却固化,最终得到所需的产品。
热塑性弹性体成型工艺流程
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热塑性塑料成型工艺技术
热塑性塑料成型工艺技术
热塑性塑料成型工艺技术是一种常见的塑料加工方法,广泛应用于塑料制品的生产过程中。它基于热塑性塑料的特性,通过加热、塑形、冷却等步骤来实现塑料产品的形成。
首先,在热塑性塑料成型工艺技术中,首要的步骤是选材。不同的热塑性塑料有不同的熔化温度、流动性和机械性能,选择合适的塑料对于产品质量和性能至关重要。
接下来就是加热过程。将所选的热塑性塑料加热到其熔化温度以上,使其变得可塑性并具有良好的流动性。加热的方法包括电加热、气体加热、热风加热等。其中,温度的控制非常重要,过高会导致热塑性塑料分解,过低则无法达到所需的流动性。
然后是塑形过程。通过一系列的操作,将热塑性塑料塑造成所需要的形状。常见的塑形工艺包括注塑、挤出、吹塑、压延等。在注塑过程中,将熔融的热塑性塑料注入到模具的腔体中,经过冷却后形成所需的产品。而挤出则是将熔融的塑料通过模头挤出成连续的形状,然后经过后续的切割、冷却等工艺处理。
最后是冷却过程。将塑形好的热塑性塑料迅速冷却固化,以保持其所需的形状。冷却可以通过水冷却、风冷却等方式进行。冷却的速度和方式对于产品的质量和性能也有着重要的影响。
除了以上的基本工艺步骤外,还有一些辅助步骤和技术会被应用到热塑性塑料成型工艺中,如表面处理、模具设计和制造、辅助设备的选择等。
总的来说,热塑性塑料成型工艺技术在塑料制品生产过程中起着至关重要的作用。通过适当的选材、加热、塑形和冷却等步骤,可以生产出具有良好品质和性能的塑料制品。在实际应用中,还需要根据不同的产品需求和工艺要求进行相应的调整和改进,以提高生产效率和产品质量。热塑性塑料成型工艺技术是一种常见、广泛应用于塑料制品生产的工艺方法。不仅具有灵活性和可塑性,还能够满足各种产品形状和尺寸的需求。下面将继续介绍与热塑性塑料成型相关的一些工艺和技术。
塑料制品的制造工艺与技术指南
绝缘性好: 塑料制品具 有良好的绝 缘性能,适 合用于电气
设备
易加工:塑 料制品易于 加工,可以 制成各种形 状和尺寸的
产品
耐磨损:塑 料制品具有 耐磨损性, 使用寿命长
环保:塑料 制品可回收 利用,符合
环保要求
原理:通过将塑 料颗粒加热熔化, 然后注入模具中 冷却成型
优点:生产效率 高,成本低,产 品质量好
汇报人:
塑料的来源:石油、 天然气、煤炭等
塑料的分类:热塑 性塑料、热固性塑 料、弹性体塑料等
热塑性塑料:聚乙 烯、聚丙烯、聚苯
乙烯等
热固性塑料:环氧 树脂、酚醛树脂、
聚氨酯等
弹性体塑料:橡胶、 硅橡胶、聚氨酯弹 性体等
挤出成型: 通过挤出 机将塑料 熔融,通 过模具成 型
注射成型: 将塑料熔 融后,通 过注射机 注入模具 中成型
冲击强度测试: 测量塑料制品的 抗冲击性能
热变形温度测试: 测量塑料制品的 热变形温度和维 卡软化点
耐磨性测试:测 量塑料制品的耐 wenku.baidu.com性能
耐腐蚀性测试: 测量塑料制品的 耐腐蚀性能
家用电器:电视机、冰箱、 洗衣机等
建筑材料:管道、门窗、 地板等
包装材料:塑料袋、包装 盒、瓶子等
日用品:牙刷、杯子、餐 具等
吹塑成型原理:利用气体压力将 熔融塑料吹入模具,形成中空制 品
热塑性塑料成型
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※热塑性塑料成型热塑性塑料品种每繁多,即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使用及工艺特性也有所不同。另外,为了改变原有品种的特性,常用共聚、交联等各种化学方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分子等,以改变原有树脂的结构成为具有新的改进物性和加工性的改性产品。例如,ABS 即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三单体后成为改性共聚物,可看作称改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯优异综合性能,工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂,即使同一类的塑料也有仅供注塑用和挤出用之分,故本章节主要介绍各种注塑用的热塑性塑料。
1、收缩率、热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下: 1.1 塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。 1.2 塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。 1.3 进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。 1.4 成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方法设计模具:①对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况(测量时必须在脱模后 24 小时以后)。④按实际收缩情况修正模具。⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。
热塑性塑料(注塑成型)的工艺性能、 热固性塑塑料工艺性能-课件
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
一、热塑性塑料的工艺性能
7.相容性(共混性) 相容性(共混性) 相容性 相容性 —— 指两种或两种以上不同品种的塑 料,在熔融状态下不产生相分离现象的能力。
20122012-2-23
分子定向(取向) 8、分子定向(取向) 2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
一、热塑性塑料的工艺性能
2.流动性 塑料在一定温度与压力下填充型腔的能 力称为流动性。 常用塑料根据它的流动性可分为三类: 流动性好、流动性中等、 流动性好、流动性中等、流动性差 分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性 差,熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度 小,流动比大的塑料流动性就好。
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结晶度与材料性能 2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能 3) 结晶度与材料性能 结晶度 密度 强度 硬度 刚性 耐热性 电性能 化学稳定性 透明性
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结晶度 密度 透明性 柔软性 耐折性 伸长率 冲击强度
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
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影响注塑成型工艺性能指标的 因素艺.
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
热塑成型法
热塑成型法
一、介绍
热塑成型法是一种常用的塑料加工技术,利用热塑性塑料的可塑性和可变性,在一定的温度下将塑料加热到熔化状态,然后通过形状和压力将其成型成所需的产品。该方法广泛应用于制造各种塑料制品,如塑料容器、塑料包装材料、塑料零件等。
二、热塑成型的原理
热塑成型的原理是利用热塑性塑料的性质,通过热塑化和成型的过程将塑料加工成所需的形状。具体步骤包括:
2.1 塑料加热
将热塑性塑料加热到熔化温度以上,使其变为可流动的熔融状态。加热温度一般根据塑料的熔点确定,可以采用热空气、热水、热油等方式进行加热。
2.2 塑料成型
在塑料变为熔融状态后,将其注入或挤出到成形模具中。成形模具可以是一对模具,也可以是旋转模具或其他特殊形状的模具。通过对塑料施加形状和压力,使其逐渐固化并成形为所需的产品。
2.3 冷却和固化
在塑料成型后,将其冷却到室温以下,使其固化和硬化。冷却的速度和方式对最终产品的性能有一定的影响,通常可以采用冷却水或其他冷却介质进行快速冷却,也可以采用自然冷却的方式。
三、热塑成型的类型
根据不同的成型方式和设备,热塑成型可以分为多种类型。常见的热塑成型方法包括:
3.1 注塑成型
注塑成型是将熔融热塑性塑料注入到闭合模具中,经过压力固化成形的过程。该方法适用于生产大批量的塑料制品,如塑料杯子、塑料桶等。
3.2 挤出成型
挤出成型是将熔融热塑性塑料通过挤压机挤出成连续的均匀截面形状,然后用切割设备将其切断成所需长度的产品。该方法适用于生产塑料管道、塑料板材等形状简单且长度较长的产品。
3.3 吹塑成型
吹塑成型是将熔融热塑性塑料注入到吹塑机的模具中,然后用高压空气吹气,将塑料吹膨而成空腔状的产品。该方法适用于生产塑料瓶子、塑料容器等具有中空形状的产品。
【收藏】13种最常用的塑料成型工艺流程
【收藏】13种最常⽤的塑料成型⼯艺流程
塑料成型的⼯艺包括:注塑成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型、压延成型、滚塑成型、真
空成型(吸塑成型)、浇铸成型(铸塑成型)、搪塑成型、流延成型、发泡成型、传递模塑成
型(压注成型)、缠绕成型等
本⽂将简单介绍以上塑料成型⽅法的过程、优缺点,以及应⽤的领域。增加⼤家对成型⼯艺的
了解。
1.注塑成型
注塑成型⼜称注射成型,是⼗分常⽤的塑料成型⼿法。将融熔的塑料利⽤压⼒注进塑料制品模
具中,随后冷却成型得到想要的部件。
过程:
a.合模。将模具闭合形成注塑的空间。
b.填充。将融熔的塑料利⽤压⼒注⼊模具中,填充模具型腔的95%后停⽌。
c.保压。持续施加压⼒,以压实熔体,使成型件结构紧密。
d.冷却。使成型件冷却到可以脱模为⽌,这个过程占据整个流程70%的时间。
e.冷却脱模。模具打开,⽤顶杆或脱模板将产品顶出。
卧式注塑机
优点:⽣产效率⾼,全程由机器进⾏操作。由于成型时会对熔体施加压⼒,因此可以⽣产形状
复杂的塑件。对原料的浪费少。
缺点:由于需要均匀冷却,因此限制了塑件的厚度。模具和注塑机成本⾼,不适合⼩批量⽣
产。
应⽤:
2.挤出成型
挤出成型是⼀种⾼效、连续、低成本的加⼯⽅法。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作⽤,
边受热边塑化,边被螺杆向前推送。主要⽤于加⼯各种管材、棒材、板材、单丝等。
过程:
a.加料。将塑料加热成粘流态,在加压的情况下通过螺杆向前推进。
b.挤出。使塑料通过⼀定形状的料⼝
c.冷却。冷却成型,根据需要进⾏剪裁或切割
单螺杆挤出机
优点:加⼯⼯艺简单,成本低。可以实现连续、⾃动化⽣产,效率⾼。产品均匀,质量⾼。对
塑料挤出成型工艺
塑料挤出成型工艺
1.2挤出成型设备
3.控制系统 控制系统的作用是控制挤出设备主、 辅机的电动机,使其满足工艺所需 的转速和功率;控制主、辅机的温 度、压力、流量,保证塑件质量; 实现整个挤出机组的自动控制,保 证主、辅机协调地运行。
塑料挤出成型工艺
1.3挤出成型工艺过程
热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段: (1)第一阶段为塑化。塑料原料在挤出机的机 筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下,由粉状 或粒状转变成黏流态物质(常称为干法塑化), 或固体塑料在机外溶解于有机溶剂中而成为黏流 态物质(常称为湿法塑化),然后加入到挤出机 的料筒中。生产中通常采用干法塑化。 (2)第二阶段为成型。黏流态塑料熔体在挤出 机螺杆螺旋力的推挤作用下,通过具有一定形状 的口模而得到截面与口模形状一致的连续型材。 (3)第三阶段为定型。通过适当的处理方法, 如定径处理、冷却处理等,使已挤出的塑料连续 型材固化为塑件。
塑料挤出成型工艺
1.3挤出成型工艺过程
冷却一般采用空气冷却或水冷却,冷却速 度对塑件性能有很大影响。硬质塑件(如 聚苯乙烯、低密度聚乙烯和硬聚氯乙烯等) 不能冷却得过快,否则容易造成残余内应 力,并影响塑件的外观质量;软质或结晶 型塑件则要求及时冷却,以免塑件变形。
塑料挤出成型工艺
1.3挤出成型工艺过程
2)传动系统 传动系统的主要作用是驱 动螺杆,保证螺杆在工作 过程中所需的扭矩和转速。
塑胶成型工艺
塑胶成型工艺※ 热塑性塑料成型 热塑性塑料品种每繁多,即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使 用及工艺特性也有所不同。另外,为了改变原有品种的特性,常用共聚、交联等各种化学 方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分子等,以改变原 有树脂的结构成为具有新的改进物性和加工性的改性产品。例如,ABS即为在聚苯乙烯分子 中导入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三单体后成为改性共聚物,可看作称改性聚苯乙烯,具有比 聚苯乙烯优异综合性能,工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂,即使同一类的塑料 也有仅供注塑用和挤出用之分,故本章节主要介绍各种注塑用的热塑性塑料。 1、收缩率 热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下: 1.1塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强, 冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大, 收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热 固性塑料大。 1.2塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由 于塑料的导热性差,3使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却 慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密 度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。 1.3进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作 用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收缩小但方向性大,进 料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。 1.4成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶 度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影 响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时 间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性 回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成型时调整模温、 压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。 模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布 情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再
注塑成型技术
注塑成型技术
引言
注塑成型技术是一种常见的塑料加工方法,通过将熔融的塑料材料注入到模具中,经过冷却和固化后,得到所需形状的制品。这种技术广泛应用于各个行业,包括汽车制造、电子制造、医疗器械等。本文将详细介绍注塑成型技术的原理、设备和应用领域。
一、原理
注塑成型技术的原理基于热塑性塑料的可加热性和可流动性。具体而言,注塑成型工艺包括以下几个步骤:
1. 熔融塑料:将塑料颗粒或颗粒进料到注塑机的料斗中。经过加热和搅拌,塑料颗粒逐渐熔化成为流动的熔体。
2. 塑料注射:将熔化的塑料经过加压,推入注塑机的模具中。注塑机中的螺杆将塑料从料斗中推进,并保持压力以使塑料充满整个模具腔室。
3. 冷却和固化:一旦塑料填充到模具中,冷却水会通过模具中的冷
却通道流动,迅速冷却和固化塑料。冷却时间取决于塑料的种类和
厚度。
4. 脱模:冷却固化后,模具会打开,将成品从模具中取出。一些复
杂的模具可能需要辅助机械脱模。
5. 加工和整理:成品从模具中取出后,可能需要进行一些额外的加
工和整理,例如修边、穿孔等。
二、设备
注塑成型技术需要使用专门的注塑机和模具。注塑机包括料斗、加
热装置、螺杆和压力系统。模具则是根据产品形状进行定制制作的。
1. 注塑机:注塑机可以分为垂直注塑机和水平注塑机。垂直注塑机
适用于较小的产品,水平注塑机适用于较大的产品。注塑机的大小
和能力取决于所需生产的产品规模。
2. 模具:模具是注塑成型中至关重要的一部分,它决定了最终产品
的形状和质量。模具可以根据产品的设计图纸进行定制,通常由金
属材料制成。
三、应用领域
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第一章热塑性塑料成型
热塑性塑料品种每繁多,即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使用及工艺特性也有所不同。另外,为了改变原有品种的特性,常用共聚、交联等各种化学方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分子等,以改变原有树脂的结构成为具有新的改进物性和加工性的改性产品。例如,ABS即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三单体后成为改性共聚物,可看作称改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯优异综合性能,工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂,即使同一类的塑料也有仅供注塑用和挤出用之分,故本章节主要介绍各种注塑用的热塑性塑料。
1、收缩率
热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下:
1.1塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。
1.2塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。
1.3进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收
缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。
1.4成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。
模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方法设计模具:
①对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。
②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况(测量时必须在脱模后24小时以后)。
④按实际收缩情况修正模具。
⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。
2、流动性
2.1热塑性塑料流动性大小,一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比(流程长度/塑件壁厚)等一系列指数进行分析。分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差,熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小,流动比大的则流动性就好,对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模具设计要求大致可将常
用塑料的流动性分为三类:
①流动性好尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚(4)甲基戍烯;
②流动性中等聚苯乙烯系列树脂(如ABS、AS)、有机玻璃、聚甲醛、聚苯醚;
③流动性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
2.2各种塑料的流动性也因各成型因素而变,主要影响的因素有如下几点:
①温度料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异,聚苯乙烯(尤其耐冲击型及MFR值较高的)、聚丙烯、尼龙、有机玻璃、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、聚碳酸酯、醋酸纤维素等塑料的流动性随温度变化较大。对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。
②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大,流动性也增大,特别是聚乙烯、聚甲醛较为敏感,所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。
③模具结构浇注系统的形式,尺寸,布置,冷却系统设计,熔融料流动阻力(如型面光洁度,料道截面厚度,型腔形状,排气系统)等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性,凡促使熔融料降低温度,增加流动性阻力的则流动性就降低。模具设计时应根据所用塑料的流动性,选用合理的结构。成型时则也可控制料温,模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。
3、结晶性
热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑料两大类。
所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运动,按略微固定的位置,并有一个使分子
排列成为正规模型的倾向的一种现象。
作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透明或半透明(如聚甲醛等),无定形料为透明(如有机玻璃等)。但也有例外情况,如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS 为无定形料但却并不透明。
在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项:
①料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。
②冷却回化时放出热量大,要充分冷却。
③熔融态与固态的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔。
④冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。结晶度与塑件壁厚有关,壁厚则冷却慢,结晶度高,收缩大,物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。
⑤各向异性显著,内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲。
⑥结晶化温度范围窄,易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。
4、热敏性塑料及易水解塑料
4.1热敏性系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发生变色、降解,分解的倾向,具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物,特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因此,模具设计、选择注塑机及成型时都应注意,应选用螺杆式注塑机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀铬,不得有死角滞料,必须严格控制成型温度、塑料中加入稳定剂,减弱其热敏性能。
4.2有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高温、高压下也会发