第四章_压缩模塑成型
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压缩模塑
第四章 压缩模塑
二、常用预热与干燥的方法
1、热板加热
所用设备是一个用电、煤气或蒸气加热到规定 温度而又能作水平转动的金属板，通常放在压机 旁边，预压物必须按次序翻动，以期双面受热。
2、烘箱加热
(1)料层厚度如不超过2.5cm可不翻动； (2)干燥热塑性塑料时，烘箱温度约为95～ 110℃，时间可在l～3h或更长； (3)预热热固性塑料的温度一般为50～120℃， 少数也有高达200℃的。
二、常用预压物的形状及其优缺点
预压物形状 优缺点 压模简单，易于操作，运转中破损少， 可以用各种预热方法预热。 应用情况 广泛采用
节
圆片
塑料成型工艺学
第四章 压缩模塑
圆角或腰 鼓形长条
适用于较重的预压物，堆积较为紧密， 便于用高频电流加热，如果尺寸取得恰 较少采用 当，则模压时可使型腔受压均匀。缺点 是运转中破损较大。 运转中磨损较少，模压装料容易，缺点 是难以规整排列，表观密度低，不宜用 高频电流预热。 便于采用流动性较低的压塑粉，制品的 溢料痕迹不十分明显，模压时型腔受压 均匀。缺点制品表面易染上机械杂质， 有时不符合高频电流预热的要求。 模压时可保证型腔受压均匀，不使嵌件 移位或歪曲，不易使嵌件周围的塑料出 现熔接不紧的痕迹，缺点同上。
节
塑料成型工艺学
第四章 压缩模塑
四、适用范围 ①、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唱片生产； ②、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 ③、无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。
节
塑料成型工艺学
第四章 压缩模塑
缺点：
第四章-压缩成型工艺与模具设计
第四章压缩成型工艺与压缩模设计第一节压缩成型工艺⏹压缩模具又称压制模具或压塑模具（简称压模），主要用于成型热固性塑料，也可成型热塑性塑料。
⏹压缩模具没有浇注系统，直接将未塑化的塑料加入模腔，模具只能垂直安装。
一、压缩成型原理及特点将塑料加入高温的型腔和加料室，然后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，树脂和固化剂作用发生交联反应，生成不熔不溶的体型化合物，塑料因而固化，成为具有一定形状的制品，当制品完全定型并且具有最佳性能时，即开启模具取出制品。
压缩模塑原理图1—凸模固定板2—上凸模3—凹模4—下凸模5—凸模固定板6—垫板⏹与注射成型相比，压缩成型的优点是：⏹（1）没有浇注系统，料耗少，使用的设备为普通压力机，模具较简单，可以压制较大平面的塑件或利用多型腔模具，同时压制多个制品；⏹（2）压制时，由于塑料在型腔内直接受压成型，所以有利于模压成型流动性较差的或以纤维为填料的塑件，且塑件收缩小，变形小，各向性能较均匀；⏹但同时压缩成型也有着不可避免的缺点：⏹（1）生产周期长，效率低，特别是厚壁制品周期更长。
且不易压制形状复杂、壁厚相差较大的塑件；⏹（2）不易实现自动化，劳动强度较大，特别是移动式压缩模具。
由于模具要加热，原料常有粉尘纤维物飞扬，劳动条件差；⏹（3）塑件常有较厚溢边，且每模溢边值不同，因此会影响尺寸（尤其是高度尺寸）的准确性；⏹（4）厚壁制品和带有深孔、形状复杂的制品难于压制成型，不能压制带有精细和易断的嵌件的塑件；⏹（5）压缩模具要受到高温、高压的联合作用，对模具材料要求较高，重要零件均要进行热处理。
压缩成型中模具受到冲击较大，零件易磨损和变形，使用寿命较短，一般仅有20~30万次。
常见的用于压缩成型的塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等，其中酚醛塑料和氨基塑料使用最为广泛。
二、压缩成型工艺过程⏹1．压缩成型前的准备⏹（1）预压压缩成型前，为了成型时操作方便和提高塑件质量，可利用预压模具将粉状或纤维状的热固性塑料原料在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。
聚合物成型工艺学复习重点及习题
第一章绪论一、填空题1、人类社会的进步是与材料的使用密切相关的材料有四大类，即木材、水泥、钢铁、塑料。
2、高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、粘合剂、涂料、离子交换树脂等。
3、塑料工业包括塑料生产和塑料制品生产两个部分。
4、塑料制品生产主要由原料准备、成型、机械加工、修饰和装配等连续过程组成。
5、压缩模塑又称模压成型或压制成型。
6、挤出成型的优点：生产具有连续性、产率高、投资少、收效快。
7、合成树脂在常温常压下一般是固体，也有为粘稠状液体的。
8、酚醛树脂，俗名电木，它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。
9、人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶。
10、常用压缩模的热固性塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等。
二、名词解释：1、成型：成型是将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形样的制品或坏件的过程，在整个过程中最为重要，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。
2、机械加工：机械加工是指在成型后的工件上钻眼、切螺纹、车削或铣削等，用来完成成型过程所不能完成或完成得不够准确的一些工作。
3、修饰：装配是将各个已经完成的部件连接或配套使其成为一个完整制品的过程。
4、挤出成型：挤出成型是将塑料在旋转螺杆与机筒之间进行输送、压缩、熔融塑化、定量地通过机头模子成型。
5、合成树脂：合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质。
6、过程集中制：过程集中制是将塑料制品的加工工序所需要的各种设备分别集中起来进行生产的机制。
7、过程集中制：按照一种产品所需要的生产过程实行配套成龙的生产。
三、问答题1、塑料主要应用于哪些方面答：塑料主要应用于农牧渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防工业、家具、日用品、玩具、医用等方面。
2、塑料制品生产目的是什么答：塑料制品生产是一种复杂而又繁重的过程，其目的在根据各种塑料的固有性能，利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定形状有价值的塑料制件和型材。
第四章 压缩模塑
塑料工艺
三种结构模具的比较
塑料工艺
溢式
配合： 无导柱定位
不溢式
较紧密单侧间隙0.07-0.08mm
半溢式
阴模上部略向外倾斜约3度
单侧间隙0.025～0.075mm
加料室： 无 有 有，上壁做成15～20度锥度
加料量： 不准确，稍过量
制品性能：外形简单质量不高 有水平飞边
4.1 概述(summarize)
塑料工艺
1. 模压成型的概念 又称压缩模塑或压制成型，这种方法是将粉状、粒状、碎 悄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。 • Charge is placed in cavity of matched mold in the open position • Mold is closed by bring the two halves together • Pressure is exerted to squeeze the resin so that it fills the mold cavity • While under pressure the mold is heated which cures the resin – Thermosets
塑料工艺
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
• 成型热固性塑料：加热加压，熔融流动，充模，交联 固化，开模取出制品。 • 成型热塑性塑料：加热加压，熔融流动，充模，冷却， 硬化定型。
2. 适用对象
塑料工艺
①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，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，如聚四氟乙烯和PVC唱片生产，但由于生产效率低，很 少采用。 ②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 ③无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品
塑料成型共工艺第四章 压缩模塑
例：若采用单型腔不溢式压模，用酚醛压缩粉模压如下图所示的 制品时，应采用多大吨位的液压机？
Part
Lower Mold
溢式塑模示意图
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
塑料工艺
Upper Mold
Part Lower Mold
2.不溢式压模Positive
Small Gap (no flash)
不溢式塑模示意图
1一阳模2一阴模3一制品4一脱模杆 5一定位下模板
②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
③无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品
塑料工艺
塑料工艺
塑料工艺
3. 模压成型的原理
塑料工艺
塑料工艺
4. 模压成型的工艺
原料的准备：预热和预压 成型：嵌件安放、加料、闭模、排气、硬化、脱模、模具清理 后处理：热处理、机械加工、修饰、装配、检验
塑料工艺
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
• 成型热固性塑料：加热加压，熔融流动，充模，交联 固化，开模取出制品。
• 成型热塑性塑料：加热加压，熔融流动，充模，冷却， 硬化定型。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，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，如聚四氟乙烯生产，但由于生产效率低，很少采用。
塑料工艺
特点： 无溢料缝，有装料室，无支承面。因此，要求加料量要准
确。由于没有支承面，制品的密实度高，而且还适合于成 型流动性差的物料或压缩率比较大的塑料。 优点：没有溢料痕迹，制品的外观较好。 缺点：
Part
Lower Mold
溢式塑模示意图
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
塑料工艺
Upper Mold
Part Lower Mold
2.不溢式压模Positive
Small Gap (no flash)
不溢式塑模示意图
1一阳模2一阴模3一制品4一脱模杆 5一定位下模板
②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
③无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品
塑料工艺
塑料工艺
塑料工艺
3. 模压成型的原理
塑料工艺
塑料工艺
4. 模压成型的工艺
原料的准备：预热和预压 成型：嵌件安放、加料、闭模、排气、硬化、脱模、模具清理 后处理：热处理、机械加工、修饰、装配、检验
塑料工艺
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
• 成型热固性塑料：加热加压，熔融流动，充模，交联 固化，开模取出制品。
• 成型热塑性塑料：加热加压，熔融流动，充模，冷却， 硬化定型。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，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，如聚四氟乙烯生产，但由于生产效率低，很少采用。
塑料工艺
特点： 无溢料缝，有装料室，无支承面。因此，要求加料量要准
确。由于没有支承面，制品的密实度高，而且还适合于成 型流动性差的物料或压缩率比较大的塑料。 优点：没有溢料痕迹，制品的外观较好。 缺点：
第四章 压塑模塑
类及制品尺寸而定，一般酚醛或环氧塑料制件的后烘温度
在150℃左右，氨基塑料的后烘温度在100℃以下。有时， 后烘温度也选择在高于该塑料的马丁耐热温度10—15℃范
围内，时间从几小时到十几小时不等。
4-4模压工艺条件的控制
一、模压温度
模压温度是指模压时规定的模具温度,它并不总等于模腔中各 处物料的温度。 热塑性塑料：模压温度总是不低于模腔中物料的温度; 热固性塑料：由于在模压过程中会因 发生固化反应放出热量，模腔中某些部位 (如中心部位)的温度,有时能高于模具温度。
第四章 压缩模塑
4-1概述 4-2压缩模塑所用设备 4-3压缩模塑工艺过程 4-4模压工艺条件的控制 4-5冷压烧结成型
4-1概述
压缩模塑又称模压、压制成型或压塑成型。 模压成型的基本流程为：将粉状或糊团等形状的 热固性树脂加入加热的模具型腔内，然后闭合模具加 压加热，使树脂达到流动状态，并充满模具型腔的各
2、模压温度影响因素（如图）
模压温度越高，模压周期也就 越短。还应考虑成型材料的形 态、预热情况、成型物料的固 化反应特性、制品的厚度以及 型腔中各部位物料的温度均匀 程度等。
温度在物料中的过分不均匀分布所造成的影响：
A、会造成物料固化速度及固化程度不均匀，最终导致制品产生 内应力，影响制品的因次稳定性及物理机械性； B、造成制品表面过熟而中心欠熟的现象； C、温度过高甚至会引起制品表层材料的降解。
3、模压温度选择依据
A、成型前经过预压和预热过的物料在成型时可采用较高的模压 温度，而不致引起温度分布的过分不均匀；
B、如果制品厚度较大，传热距离增大时（大制件），应适当降 低模具温度； C、成型材料的固化反应特性不同，宜选用的模压温度也不同。
塑料成型工艺学课件第四章压缩模塑
预热是压缩模塑工艺中重要的环节，主要是通过加热的方式提高塑料原料的流动性，使其更容易充填模具型腔。
总结词
在预热阶段，塑料原料被加热至适当的温度，使其软化并增加流动性。预热可以促进塑料分子之间的活动性，降低成型难度，提高充填效果。预热温度和时间需要根据塑料的性质和成型要求进行控制。
详细描述
成型是压缩模塑工艺的核心环节，主要是通过施加压力将预热后的塑料原料完全充填到模具型腔中，并在压力下冷却固化。
成型压力对塑料材料的流动、充模和产品密度有重要影响，压力过低可能导致充模不足或产生气泡，压力过高可能导致材料过度流动和产品变形。
成型压力
成型温度
04
CHAPTER
压缩模塑的优缺点分析
压缩模塑需要大型成型设备和专用模具，初始投资成本较高。
设备成本高
压缩模塑要求塑料材料具有较好的热稳定性和流动性，对于一些特殊性能的塑料可能不太适用。
塑料成型工艺学课件第四章压缩模塑
目录
压缩模塑简介压缩模塑的工艺流程压缩模塑的主要影响因素压缩模塑的优缺点分析压缩模塑的未来发展与展望
01
CHAPTER
压缩模塑简介
定义：压缩模塑是将塑料原料置于加热模具型腔中，通过加热和加压使塑料原料塑化并充满型腔，然后冷却定型得到塑料制品的成型方法。
特点
需要加热和加压，适用于热塑性塑料；
当塑料原料冷却固化后，从模具中脱出得到制品。
02
CHAPTER
压缩模塑的工艺流程
总结词
预压是压缩模塑工艺的第一步，主要是将塑料原料进行初步的压缩，使其密度增加并减少空气含量，为后续的成型过程做好准备。
详细描述
在预压阶段，塑料原料被放入模具中，通过施加压力将其压缩至一定密度。这一步骤的目的是为了减少空气含量和去除原料中的空隙，提高原料的致密性，使其更易于成型。预压的程度需要根据不同塑料的性质和成型要求进行控制。
总结词
在预热阶段，塑料原料被加热至适当的温度，使其软化并增加流动性。预热可以促进塑料分子之间的活动性，降低成型难度，提高充填效果。预热温度和时间需要根据塑料的性质和成型要求进行控制。
详细描述
成型是压缩模塑工艺的核心环节，主要是通过施加压力将预热后的塑料原料完全充填到模具型腔中，并在压力下冷却固化。
成型压力对塑料材料的流动、充模和产品密度有重要影响，压力过低可能导致充模不足或产生气泡，压力过高可能导致材料过度流动和产品变形。
成型压力
成型温度
04
CHAPTER
压缩模塑的优缺点分析
压缩模塑需要大型成型设备和专用模具，初始投资成本较高。
设备成本高
压缩模塑要求塑料材料具有较好的热稳定性和流动性，对于一些特殊性能的塑料可能不太适用。
塑料成型工艺学课件第四章压缩模塑
目录
压缩模塑简介压缩模塑的工艺流程压缩模塑的主要影响因素压缩模塑的优缺点分析压缩模塑的未来发展与展望
01
CHAPTER
压缩模塑简介
定义：压缩模塑是将塑料原料置于加热模具型腔中，通过加热和加压使塑料原料塑化并充满型腔，然后冷却定型得到塑料制品的成型方法。
特点
需要加热和加压，适用于热塑性塑料；
当塑料原料冷却固化后，从模具中脱出得到制品。
02
CHAPTER
压缩模塑的工艺流程
总结词
预压是压缩模塑工艺的第一步，主要是将塑料原料进行初步的压缩，使其密度增加并减少空气含量，为后续的成型过程做好准备。
详细描述
在预压阶段，塑料原料被放入模具中，通过施加压力将其压缩至一定密度。这一步骤的目的是为了减少空气含量和去除原料中的空隙，提高原料的致密性，使其更易于成型。预压的程度需要根据不同塑料的性质和成型要求进行控制。
压缩模塑
以热固性塑料在一定的温度和压力下，压制标
准试样时，使制品的物理力学性能达到最佳值
所需的时间与制件的厚度的比值表示。 比值↓ 固化速率过小： 生产周期长； 固化速率↑
固化速率过大：
流动性下降，塑料未充满模具就已固化。
三、成型收缩率
L0 L SL 100% L0
SL，成型收缩率；L0模具型腔的单向尺寸； L制品相应的单向尺寸。 SL大易翘曲，甚至开裂。 产生原因： 交联； 冷却收缩； 弹性恢复和塑性变形。
粉粒状、纤 维状的料
置于成型温 度的型腔中
合模 加压
成型 固化
电机冲压模具
模压成型设备
汽车冲压模具
塑料椅模具
特点：
优点:
工艺成熟，生产过程控制方便、使用的设备和模具 较简单，制品内应力小，取向程度低，不易变形。
缺点: 固化时间长，生产周期长，效率低，较难实现自动 化，尺寸准确性低，不能成型形状复杂和较厚制品。
预热方法 1.热板加热（热传递）
2.烘箱加热（对流）
3.红外线加热（辐照）
4.高频电热加热 （内热源预热）
二、模 压
模压工序：加料、闭模、排气、固化、脱模、模
具清理。有嵌件的需在加料前安放。
（一）嵌件的安放 作为制品中导电部分或使制品与其它物体结合用 的，如：轴套、轴帽、螺钉和接线柱等。 要求：平稳准确
四、压缩率
d2 RP d1
d1, 原料表观相对密度； d2, 制品相对密度。
压缩率大，要求模具装料室大，不利传热，生产 效率低，易混入空气。 降低压缩率的措施：预压
3 压缩模塑用的设备
一、压机 作用：通过塑模（模具）对塑料施加压力，某些 情况下可以开闭模具和顶出制品。
准试样时，使制品的物理力学性能达到最佳值
所需的时间与制件的厚度的比值表示。 比值↓ 固化速率过小： 生产周期长； 固化速率↑
固化速率过大：
流动性下降，塑料未充满模具就已固化。
三、成型收缩率
L0 L SL 100% L0
SL，成型收缩率；L0模具型腔的单向尺寸； L制品相应的单向尺寸。 SL大易翘曲，甚至开裂。 产生原因： 交联； 冷却收缩； 弹性恢复和塑性变形。
粉粒状、纤 维状的料
置于成型温 度的型腔中
合模 加压
成型 固化
电机冲压模具
模压成型设备
汽车冲压模具
塑料椅模具
特点：
优点:
工艺成熟，生产过程控制方便、使用的设备和模具 较简单，制品内应力小，取向程度低，不易变形。
缺点: 固化时间长，生产周期长，效率低，较难实现自动 化，尺寸准确性低，不能成型形状复杂和较厚制品。
预热方法 1.热板加热（热传递）
2.烘箱加热（对流）
3.红外线加热（辐照）
4.高频电热加热 （内热源预热）
二、模 压
模压工序：加料、闭模、排气、固化、脱模、模
具清理。有嵌件的需在加料前安放。
（一）嵌件的安放 作为制品中导电部分或使制品与其它物体结合用 的，如：轴套、轴帽、螺钉和接线柱等。 要求：平稳准确
四、压缩率
d2 RP d1
d1, 原料表观相对密度； d2, 制品相对密度。
压缩率大，要求模具装料室大，不利传热，生产 效率低，易混入空气。 降低压缩率的措施：预压
3 压缩模塑用的设备
一、压机 作用：通过塑模（模具）对塑料施加压力，某些 情况下可以开闭模具和顶出制品。
压缩模塑
聚合物成型原理及工艺
第四章 压缩模塑
二、压塑模具 要求耐热、耐压、耐腐蚀（因为有交 联反应，模具是一个高压化学反应器）。 所以模具要有一定的强度和耐腐蚀性，要 求模具进行表面处理。 模具按其结构特征分为：溢式模具、 不溢式模具、半溢式模具。
聚合物成型原理及工艺
第四章 压缩模塑
（1）溢式模 结构简单、操作容易，不设加料室， 料直接加入型腔内。因此加压时，料有可 能从上下模之间的溢料缝溢出，所以加料 要稍稍过量，以保 证制品的尺寸和性 质。一般适用于压 缩率小的或经过预 压的塑料。
聚合物成型原理及工艺
第四章 压缩模塑
模具比较
结构特征 模具特点 溢式模 不溢式模
结构简单，有溢料缝，无加 结构复杂，有加料室，无溢料 料室，制模加工要求低，成 缝，模具成本高 本低 压缩率小（或预压）的物料， 有较大的加料室，可以用压缩 加料量可能稍稍过量，需要 率大的料，要求加料准确 过量多少与操作者技术有关
所适用的 塑料种类
制品质量
溢料缝造成外观质量差，去 外观质量好，无后加工量，尺 除时后加工量大，尺寸公差 寸公差小，物理机械性能好 大，物理机械性能差
聚合物成型原理及工艺
第四章 压缩模塑
（3）半溢式模 工厂中更多的使用是半溢式模具，它 兼有两种模具的优点，尽量克服两者的缺 点。 半溢式模具在闭合的开始，多余的料 从斜缝中溢出，当闭合达到一定程度，则 没有狭缝了，料就不可能再溢出，所以溢 料量可以限制。
聚合物成型原理及工艺
第四章 压缩模塑
（2）加料方法： 重量法——称重 容量法——用一定容积的加料器 记数法——适用于预压料 物料在模具中采用中央堆放的方式， 便于排除空气，加热较均匀。
聚合物成型原理及工艺
塑料成型工艺学第四章压缩模塑
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
二 模具
●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。
等，应确保各部位物料的温度均匀。
✓ 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。 通常，模压压力、温度和时间三者并不是独立的，实际生产 中一般是凭经验确定三个参数中的一个，再由试验调整其它 两个，若效果不好，再对已确定的参数进行。
✓ 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
①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；
②塑料受热： ③固化：塑料发生化学收缩，压力重下降；
④压力解除：压力解除后制品体积会因弹性 回复而有所增加；
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
第四章_压缩模塑成型
15
3.影响因素 ①一般模压温度越高，模塑周期越短 ②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 ③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 ④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，一般温差控制在 5 ℃内）
影响因素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一般温差控制在内5?塑料种类模压温度模压压力mpa16苯酚甲醛塑料145180742三聚氰胺甲醛塑料1401801456脲甲醛塑料1351551456聚酯塑料8515003535聚邻苯二甲酸二丙稀酯塑料1201603514环氧塑料1452000714有机硅塑料150190756呋喃塑料135150069345三
3
5.几种模压产品实例 聚四氟乙烯产品
4
PP&HDPE材料生产的菜板
5
第二节 成型材料的预处理
一.预压
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 1．预压的作用P87 ①～⑦ ２．压缩粉的性能对预压的影响 ①水分及挥发分 ②颗粒大小，最好是大小相间 ③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） ④压缩率在3.0左右 ⑤润滑剂用量要适当 ⑥温度，一般为室温 ⑦压力,以预压物的密度达到制品密度的80％为适宜。约40～200MPa 3. 设备和操作 • 压模，上下阳模和阴模组成 • 预压机， 偏心式（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）
塑料成型工艺第四章 压缩成型
压缩成型优点： 压缩成型优点：
使用的设备（用液压机） 使用的设备（用液压机）及模具结构要求比较 简单，对成型压力要求比较低； 简单，对成型压力要求比较低； 压缩模没有浇注系统和复杂的顶出系统， 压缩模没有浇注系统和复杂的顶出系统，结构 比较简单； 比较简单； 塑件的收缩率小；取向组织少， 塑件的收缩率小；取向组织少，取向程度低性 能比较均匀； 能比较均匀； 压力损失小，可以生产一些流动性差， 压力损失小，可以生产一些流动性差，难以用 注射方法成型的，面积大，厚度小的扁平塑件。 注射方法成型的，面积大，厚度小的扁平塑件。
计量 预热和干燥 加料 合模 预压预压-锭料 嵌件的安放 排气
压缩成型过程
脱模 保压与固化 整形去应力 修饰抛光
模具清理
模压后处理
特殊处理
一、压缩成型前的准备
（1）计量 对于不同尺寸制品首先要知道所压制制品的体 对于不同尺寸制品首先要知道所压制制品的体 积和真实密度，再加上毛刺、飞边等的损耗，然 真实密度，再加上毛刺、飞边等的损耗， 后进行投料量的估算 后进行投料量的估算，以保证制品几何尺寸的精 估算， 确，防止物料不足或过多造成废品和材料的浪费。 防止物料不足 过多造成废品和材料的浪费 物料不足或 造成废品和材料的浪费。
适用对象
①、几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、脲醛、 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、 环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、 酰亚胺、 有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱 PVC唱 有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC 片生产； 片生产； 适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品， ②、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 器零件，电话机件、 ③、无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。 无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。
《塑料成型工艺与模具设计》课件—04压缩与压注模具设计
必须设有各种侧向分型抽芯机构，制品方能脱出，图4-1中的制 品有一侧孔在推出之前用手动丝杠(侧型芯18)抽出侧型芯。
（5）推出机构 固定式压缩模在模具上必须有推出机构(脱模机构)，图4-1
中的推出机构由推板15、推杆固定板17、推杆11等零件组成。 （6）加热系统 热固性塑料压缩成型需在较高的温度下进行，因此模具必须
任务小结
思考与练习 ➢ 掌握压缩模具设计方法，能设计简单压缩模具。 ➢ 了解压缩模具成型设备类型、工作原理和规格。
2020年11月6日
任务一 压缩成型模具设计
任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结
压缩模具又称压塑模或压胶模，它主要用于成型热 固性塑料，但随着技术的进步和生产的需要，有时也 用于成型热塑性塑料。压缩模具是塑料制品生产的一 种较为古老的方法，由于其结构简单，至今仍然有广 泛的使用。
在设计压缩模具时，原则上应以满足生产批量 及生产时间为前提来选择压机，而不是根据压机来 决定模具。在选择压机时，主要应进行以下几方面 的计算和校核：
2020年11月6日
任务一 压缩成型模具设计
任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结 思考与练习
（1）成型压力的计算
压制时所需要的成型压力与制品的塑料种类及成型所
加热，常见的加热方式有：电加热、蒸汽加热、煤气或天然气加 热等，但以电加热为普遍。图4-1中加热板5、10分别对上凸模、 下凹模和凹模进行加热，加热板圆孔中插入电加热棒。在压缩热 塑性塑料时，在型腔周围开设温度控制通道，在塑化和定型阶段， 分别通入蒸汽进行加热或通人冷水进行冷却。
2020年11月6日
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任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结 思考与练习
（5）推出机构 固定式压缩模在模具上必须有推出机构(脱模机构)，图4-1
中的推出机构由推板15、推杆固定板17、推杆11等零件组成。 （6）加热系统 热固性塑料压缩成型需在较高的温度下进行，因此模具必须
任务小结
思考与练习 ➢ 掌握压缩模具设计方法，能设计简单压缩模具。 ➢ 了解压缩模具成型设备类型、工作原理和规格。
2020年11月6日
任务一 压缩成型模具设计
任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结
压缩模具又称压塑模或压胶模，它主要用于成型热 固性塑料，但随着技术的进步和生产的需要，有时也 用于成型热塑性塑料。压缩模具是塑料制品生产的一 种较为古老的方法，由于其结构简单，至今仍然有广 泛的使用。
在设计压缩模具时，原则上应以满足生产批量 及生产时间为前提来选择压机，而不是根据压机来 决定模具。在选择压机时，主要应进行以下几方面 的计算和校核：
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任务一 压缩成型模具设计
任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结 思考与练习
（1）成型压力的计算
压制时所需要的成型压力与制品的塑料种类及成型所
加热，常见的加热方式有：电加热、蒸汽加热、煤气或天然气加 热等，但以电加热为普遍。图4-1中加热板5、10分别对上凸模、 下凹模和凹模进行加热，加热板圆孔中插入电加热棒。在压缩热 塑性塑料时，在型腔周围开设温度控制通道，在塑化和定型阶段， 分别通入蒸汽进行加热或通人冷水进行冷却。
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任务目标 任务分析 相关知识 任务实施 任务小结 思考与练习
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第五节 模压工艺条件的控制
模压温度、模压压力和时间
一．模压压力 使模塑料完全充满型腔所施加的必要压力，用塑件在垂直压力方向上单位 面积所受的力表示
Pm Pl R 2 / A
部分的投影面积
其中Pl为压机表压，R为主柱塞半径，A为阳模与塑件接触
Pm的作用： 充模，压实物料；克服由气体逸散，小分子物质挥发及物料热膨胀造成的负 压；闭模；制件获得模具型腔赋予的形状及尺寸 实际生产中采用的模压压力比计算压力高20～30％
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1.聚合物主要有哪几种聚集态形式，无定型和结晶型聚合物加热成型时,各 自的聚集 态形式是如何变化的？ 2.线性无定形聚合物当加工温度T处于T<Tg,Tg<T<Tf,Tf<T<Td时，分别适 合进行何种形式的加工？ 3.分别写出宾哈、牛顿、膨胀性、假塑性流体的流动方程，并画出其流动 曲线。 4.何谓端末效应？由什么原因造成的？ 5.什么是鲨鱼皮症和熔体破裂？ 6.什么是离模膨胀效应，产生的原因是什么？ 7.常见的成型原料形态有哪几种？粒料的制备过程怎样？ 8.混和时常见的作用力形式有哪几种？ 9.塑炼的目的是什么？为何塑炼前要进行初混和？ 10.降低热固性塑料收缩率的常见措施有哪些？ 11. 压缩模塑成型常用的压机和模具分别有哪些? 12. 压缩模塑成型时预热和预压的作用分别是什么? 13. 用溢式模具成型时压力随时间的变化情况如何? 14. 用不溢式模具 生产时,压力和体积随时间的变化规律是怎样的?画图表示 15. 试述压缩模塑成型时的模压工艺过程 16.查阅资料并列举出压缩模塑成型常用的树脂材料及相应的制品.
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3.影响因素 ①一般模压温度越高，模塑周期越短 ②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 ③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 ④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，一般温差控制在 5 ℃内）
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第三节 设备
一.压机 1. 形式: 上动式和下动式液压机 2. 结构组成：上、下压板，固定（ 活动）垫块，柱塞（主机筒）。 3. 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 • 阳、阴模分别装在上、下压板上
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2．与物料预热温度的关系 Tp<Tc,预热对Pm的影响是通过增加物料的流动性实现的（预热温度 越高，模压压力越小）； Tp=Tc,临界预热温度 Tp>Tc，导致交联发生，流动性降低，此时，Tp升高，所需的模压压 力升高 3．其它的原因如制品形状越复杂、深度越高，模压压力越大；深度 一定时，面积越大所需模压压力越大 二．模压温度Tm 模压时规定的模具温度 1. 作用：使物料熔融流动充满型腔；提供固化所需热量。 2. 调节和控制Tm的原则：保证充模固化定型并尽可能缩短模塑周期
塑料种类 苯酚甲醛塑料 三聚氰胺甲醛塑料 脲甲醛塑料 模压温度℃ 145~180 140~180 135~155 模压压力MPa 7~42 14~56 14~56
聚酯塑料
聚邻苯二甲酸二丙稀酯塑料
85~150
120~160
0.35~3.5
3.5~14
环氧塑料
有机硅塑料 呋喃塑料
145~200
150~190 135~150
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二．预热
为了改善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发分，对预压物进行加热处理 1．作用 ①缩短成型周期 ②提高制品的力学性能 ③提高塑料流动性 ④降低模压压力 2．预热工艺 ①预热温度的确定：测定物料的 －T 曲线，其粘度值降至最低时的初始温度Ti或稍 低即为预热温度 ②时间，找出Ti时的 －t 曲线，粘度呈最低值的时间段内取一合适的值即可 3．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 • 高频加热（不宜加热水分含量大的物料和非极性物料）
第三章 压缩模塑 compression molding
第一节 绪论
压缩模塑是一种压制成型方法,依靠外力的压缩作用实现成型物料的造型,并且是研究材料 性能最常采用的一种工艺方法 。 1．成型过程(热固性材料) 将已加热到成型温度的模腔中加入物料、闭模加热加压、定型固化、脱模取出制品从工艺 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
2.适用对象 ①．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唱片生产； ②．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 ③.无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。
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3.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） 4.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。
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压机 Press
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二.模具
由阴阳模组成
按结构特征分为三种： 溢式 不溢式 半溢式
阴模上部略向外倾斜约3度单侧间隙0.025～0.075mm
有，上壁做成15～20度锥度 稍过量 料从非配合面溢出，有水平飞边尺寸大外形 复杂、压缩率大的制品精度较好
配合： 无，导柱定位 较紧密单侧间隙0.07~0.08mm 加料室： 无 有 加料量： 不准确，稍过量 加料准确（称量法） 制品性能：外形简单质量不高 无明显毛边高度可较大
1．模压压力的变化规律与采用的模具类型有关
(1)溢式模具 阳模触及物料
粘度高到不再溢料 模压逐渐增大 溢料开始 压力逐渐降低
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保压
固化卸压( 固化是在不等压的条件下进行)
（2）不溢式模具 ①. 压力急剧上升到规定模压压 力（体积减小）； ②. 之后（图中②、③）压力不变 （先受热膨胀，体积增大，然 后由于交联反应，③处体积开 始减小直至完全固化） ③. 开模卸压（由于弹性回复，图 中④处体积增大） ④. 制品恢复到常压（由于冷却， 体积下降） 固化是在等压下进行的 图4－16是带支承面的半溢式模具 压力，体积随时间变化规律（ 自学）
4. 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
5. 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 6. 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 7. 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。 11
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第四节 模压过程
工序：安装嵌件、加料、闭模、排气、固化、脱模、模具清理
1．安放嵌件 ①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 ②安放时要正确平稳 ③嵌件材料收缩率要尽量与塑料相近 2．加料 加料方法：质量法（准确但麻烦）；容量法（方便但不准确）；计数法（只用于预压过的物料） 3．闭模 阳模未触及物料前要快； 触及物料后要放慢速度
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5.几种模压产品实例 聚四氟乙烯产品
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PP&HDPE材料生产的菜板
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第二节 成型材料的预处理
一.预压
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 1．预压的作用P87 ①～⑦ ２．压缩粉的性能对预压的影响 ①水分及挥发分 ②颗粒大小，最好是大小相间 ③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） ④压缩率在3.0左右 ⑤润滑剂用量要适当 ⑥温度，一般为室温 ⑦压力,以预压物的密度达到制品密度的80％为适宜。约40～200MPa 3. 设备和操作 • 压模，上下阳模和阴模组成 • 预压机， 偏心式（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）
0.7~14
7~56 0.69~3.45
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三．模压时间
指熔融体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 Tm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
通常，模压压力、温度和时间三者并不是独立的， 实际生产中一般是凭经验确定三个参数中的一个， 再由试验调整其它两个，若效果不好，再对已确定 的参数进行调整