第三章 塑料成型加工
最新塑料成型工艺学(思考题答案)
序言及第一章1.为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、改造和创新三个时期？(P2)第一段2.移植期、改造期和创新期的塑料成型加工技术各有什么特点?答：移植时期用移植技术制造的塑料制品性能较差，只能成型加工形状与结构简单的制品．而且制品的生产效率也比较低。
这段时问虽然已经出现了几种改性纤维素类热塑性塑料，但其使用性远不如酚醛和脲醛等热固性塑料料，从而使压缩模塑等特别适合成型热固性塑料的制品生产技术；其一是塑料的成型加工技术更加多样化，从前一时期仅有的几种技术发展到数十种技术，借助这几十种技术可将粉状、粒状、纤维状、碎屑状、糊状和溶液状的各种塑料原材料制成多种多样形状与结构的制品，如带有金属嵌件的模制品、中空的软制品和用织物增强的层压制品等；其二是塑料制品的质量普遍改善和生产效率明显提高，成型过程的监测控制和机械化与自动化的生产已经实现，全机械化的塑料制品自动生产线也已出现；其三是由于这一时期新开发的塑料品种主要是热塑性塑料，加之热塑性塑料有远比热固性塑料良好的成型工艺性，因此，这一时期塑料成型加工技术的发展，从以成型热固性塑料的技术为重点转变到以成型热塑性塑料的技术为主; 进入创新时期的塑料加工技术与前一时期相比，在可成型加工塑料材料的范围、可成型加工制品的范围和制品质量控制等方面均有重大突破。
采用创新的成型技术，不仅使以往难以成型的热敏性和高熔体粘度的她料可方便地成型为制品，而且也使以往较少采用的长纤维增强塑料、片状馍型料和团状模塑料也可大量用作高效成型技术的原材料。
3.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。
答：一次成型技术,二次成型技术,二次加工技术一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。
目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版
《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程制品设计模具设计成型设备选择成型工艺参数设定1.3 塑料成型工艺的特点及应用不同塑料的成型特点常见塑料成型工艺的应用领域第二章：塑料材料的性质与选择2.1 塑料的基本性质物理性质化学性质电性能2.2 塑料的成型性能流动性能热性能收缩与翘曲性能2.3 塑料材料的选择塑料选材原则常见塑料材料介绍第三章：塑料成型设备3.1 塑料成型设备分类注射成型机挤出成型机压制成型机吹塑成型机3.2 主要成型设备的工作原理与结构注射成型机的工作原理与结构挤出成型机的工作原理与结构3.3 塑料成型设备的选择与使用设备选择的考虑因素设备的使用与维护第四章：塑料成型模具设计基础4.1 模具的基本结构与分类冷模具热模具4.2 模具设计的基本原则与步骤模具设计的原则模具设计的步骤4.3 模具设计中的关键因素模具尺寸与精度模具的材料与热处理模具的冷却与加热第五章：塑料成型工艺参数设定与调整5.1 成型工艺参数的定义与作用温度压力速度时间5.2 工艺参数的设定与调整方法实验法经验法计算机模拟法5.3 工艺参数的优化与控制工艺参数优化的目的与方法工艺参数的控制与调整技巧第六章：塑料注射成型工艺6.1 注射成型工艺流程注射成型工艺的基本步骤模具的加热和冷却注射成型周期6.2 注射成型参数设定与调整注射压力注射速度模具温度保压时间和冷却时间6.3 常见注射成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第七章：塑料挤出成型工艺7.1 挤出成型工艺流程挤出成型工艺的基本步骤挤出机的选择与调整挤出成型参数设定7.2 挤出成型设备与模具挤出成型设备的结构与工作原理挤出成型模具的设计要点7.3 常见挤出成型问题及解决方案产品厚度不均匀表面质量问题产品的强度和韧性不足第八章：塑料压制成型工艺8.1 压制成型工艺流程压制成型工艺的基本步骤压制成型机的选择与调整压制成型参数设定8.2 压制成型模具设计要点压制成型模具的结构与分类模具设计中的关键因素8.3 常见压制成型问题及解决方案产品开裂和变形产品尺寸不准确表面质量问题第九章：塑料吹塑成型工艺9.1 吹塑成型工艺流程吹塑成型工艺的基本步骤吹塑成型机的选择与调整吹塑成型参数设定9.2 吹塑成型设备与模具吹塑成型设备的结构与工作原理吹塑成型模具的设计要点9.3 常见吹塑成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第十章：塑料成型工艺的优化与控制10.1 成型工艺的优化方法实验法经验法计算机模拟法10.2 成型工艺的控制技巧工艺参数的实时监测工艺参数的调整技巧10.3 成型工艺的持续改进生产过程中的问题分析与解决新技术和新工艺的应用重点和难点解析重点环节1：塑料的基本性质、成型性能及选材原则解析：了解塑料的基本性质和成型性能对于选择合适的塑料材料进行成型加工至关重要。
塑料成型工艺
塑料成型工艺1. 引言塑料成型工艺是一种将塑料原料经过加热、软化、塑性成型、冷却固化等过程，制成所需形状的工艺过程。
塑料成型工艺被广泛应用于各个领域，如塑料制品、电子产品、汽车零部件等行业。
本文将介绍几种常见的塑料成型工艺，包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型以及压力成型。
2. 注塑成型注塑成型是一种常用的塑料成型工艺，它通过将塑料原料加热至熔化状态后，注入到模具中，经过冷却固化后获得所需形状的制品。
注塑成型具有制作复杂零件、生产效率高、成本低等优点。
常见的注塑成型设备包括注塑机、模具和辅助设备等。
在注塑成型过程中，需要控制好注塑机的温度、压力、注射速度等参数，以确保产品的质量。
3. 挤出成型挤出成型是将塑料原料加热至熔化状态后，通过挤出机将熔化的塑料挤出流动成型。
挤出成型可以制造出长条状、管状、片状等不同形状的产品。
挤出成型广泛应用于制造塑料薄膜、塑料管道、塑料板材等。
在挤出成型过程中，需要控制好挤出机的温度、挤压压力、挤出速度等参数，以确保产品的质量。
4. 吹塑成型吹塑成型是一种常见的制造塑料容器的工艺。
吹塑成型过程中，首先将塑料原料加热至熔化状态，然后将熔化的塑料放入吹塑机的模具中，通过气压将塑料吹气膨胀成型。
吹塑成型常用于制造各种塑料瓶、塑料容器等。
在吹塑成型过程中，需要控制好吹塑机的温度、气压、冷却时间等参数，以确保产品的质量。
5. 压力成型压力成型是一种通过施加压力将塑料原料在模具中成型的工艺。
压力成型常用于制造大型塑料制品，如汽车零部件、家电外壳等。
常见的压力成型工艺有压铸、热压和压延等。
在压力成型过程中，需要控制好压力、时间、温度等参数，以确保产品的质量。
6. 总结塑料成型工艺是一种常见的制造工艺，通过加热、软化、形状成型和冷却固化等步骤，将塑料原料制成所需形状的制品。
本文介绍了几种常见的塑料成型工艺，包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型和压力成型。
每种成型工艺都有其适用的领域和优点，需要根据具体情况选择合适的工艺。
塑料成型工艺与模具设计概述
2. 收缩性
塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性 质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比 其固态下的体积大。
影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结 构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状 及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺 寸等。
三、塑料特性与应用 （一）热塑性塑料
热塑性塑料
主要性能
酸性
主要应用
PE聚乙烯
耐化学腐蚀、电绝 缘、吸水性小
小载荷齿轮、容器、轴承、阀件、 涂层、化工管道
PP聚丙烯
密度最小、耐腐蚀、 吸水性小、耐热
PVC聚氯乙烯 PS聚苯乙烯
耐腐蚀、电绝缘、 耐燃
电绝缘、透光、吸 湿低、硬度高、易
燃
ABS丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯
（1）热收缩 （2）结构变化引起的收缩 （3）弹性恢复 （4）塑性变形
影响热固性塑料收缩率的原因还有：原材料、 模具结构、成型方法及成型工艺条件等。
2．流动性
热固性塑料的流动 性通常以拉西格流动性 来表示。
影响热固性塑料流 动性的主要因素有： （1）塑料原料 （2）模具及工艺条件的 影响
3．水分及挥发物含量 一是来自生产、运输和储存，二是来自化
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2020.10.2017: 02:0517:02:05October 20, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月20 日下午5 时2分2 0.10.20 20.10.2 0
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月20日星期 二下午5时2分5秒17:02:0520.10.20
塑料的加工成型方法
塑料的加工成型方法塑料成型加工是一门工程技术，所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。
在转变过程中常会发生以下一种或几种情况，如聚合物的流变以及物理、化学性能的变化等。
塑料成型的方法很多.(1)压缩模型压缩.模型又称模压;是模型料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法.:通常，压缩模塑适用于热固性塑料，_如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚醋塑料等.。
压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成;预压:为改替制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。
模压:在模具内加人所需量的塑料，闭模、排气，在模塑温度和压力卜保持一段时间，然后脱模、清.模的操作。
压缩模塑用的龙要没备是压机和塑模。
压机用得最多的是自给式液压机，吨位从几十吨至几百吨不等。
有下压式压机和上压式压机。
用于压缩模塑的模具称为压制模具，分为三类:溢料式模具、半溢料式模具、不溢式模具。
压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产，其缺点是生产周期长，效率低.。
(2)层压成型用或不用粘结剂，借加热，加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。
层压成型常用层压机操作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。
层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布纸张、石棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。
(3)冷压模塑冷压模塑又叫冷压烧结成型，和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。
脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。
该法多用于聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等).。
一般工艺过程为制坯一浇结一冷却三个步骤。
(4)传递模期传递模塑是热固性塑料的一种成型方式，模塑时先将模塑料在加热室加热软化，然后压入已被加热的模腔内固化成型。
传递模塑按设备不同有三种形式:舌板式;罐式:柱塞式:.传递模塑对塑料的要求是;在未达到固化温度前，塑料应具有较大的流动性，达到固化温度后、又须具有较快的固化速率。
3第三章 塑料二次成型与加工
3
二、单丝成型
第 三 章 塑 料 二 次 成 型 与 加 工
挤出后冷却，在玻璃化温度之上进行的拉延加工，单丝的
主要用途是做诸如鱼网、窗纱、过滤网之类的织物和绳索等，
国外研究了一种超高强度聚乙烯纤维，可制成防弹背心、钓鱼 杆、高尔夫球杆或网球拍等。
图3-2 聚乙烯单丝生产工艺流程图 1－挤出机 2－机头 ３－冷却水箱 4－橡胶压辊 5－第一牵引辊 6－热牵伸水箱 7－第二牵引辊 8－热处理烘箱 9－热处理导丝辊 10－卷取辊筒 4
性恢复性能，经过机械加工之后，其尺寸会发生变化，如钻孔或攻丝的孔眼
直径小于刀具的直径，车削后的工件尺寸，在存放中会发生收缩等。
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１．裁切
裁切是指对塑料板、棒、管等型材和模塑制品上的多余部分进行切断
第 三 章 塑 料 二 次 成 型 与 加 工
和割开的机械加工操作。塑料常用的裁切方法是冲切、锯切和剪切，生产 中有时也使用电热丝、激光、超声和高压液流裁切塑料。 电热丝切割 此法主要用于热塑性泡沫塑料的直线或曲线截断，也可用于热塑性薄
图3-15法 灌沙热弯法 1－管材 2－木模 ３－木塞 4－施力方向
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2)管材扩口图
塑料管的连接常采用承插式连接，
3)异型管件的热冲压
热冲压加工过程如图3-17所示，以 硬聚氯乙烯管材为例，先将管材加热至 120～130℃，再置于加热至110～130℃ 的阴模内，然后，阳模以适当的压力向 下冲压而使其在压力下成型，冲压设备 可用螺旋压机或其他压机。此法可成型 各种形状的带螺纹或不带螺纹的管件。 对不同热塑性塑料制管件操作除温度不 同外，其他类同。
子取向结构。虽然可以将厚片或筒坯的挤出成型与大幅度拉伸作业在 同一条生产线上连续进行，但在大幅度拉伸前仍须将已定型的片、膜
塑料件模具设计 塑料成型制件的结构工艺性
3．5 壁 厚
一些塑件壁厚设计的不合理结构与合理结构
塑料轴承壁厚改善
塑件底厚改善
3．5 壁 厚
一些塑件壁厚设计的不合理结构与合理结构
塑件圆柱部分壁厚改善
带嵌件侧壁厚改善
3．5 壁 厚
但塑件壁厚不均匀时，塑料熔体在模具型 腔内的流速不同和受热或冷却不均匀， 故料流汇集处往往会产生熔接痕，使塑 件的强度显著削弱。下图的平顶塑件， 采用侧浇口进料时，为了保证顶部质量， 避免顶部面上留有熔接痕，必须a>b。
• 常见的嵌件形式如图3．18所示。图3．18a为圆筒形嵌 件；图3．8b为带螺纹孔的嵌件，它常用于经常拆卸或 受力较大的场合以及导电部位的螺纹连接；图3．18c 为带台阶的圆柱形嵌件；图3．18d为片状嵌件；图 3．18e为细杆状贯穿嵌件。
2，嵌件的设计
• (1)嵌件与塑件应牢固连接 为了使嵌件牢固地固定在塑件中，防止嵌件 受力时在塑件内转动或轴向移动，嵌件表面必须设计成适当的起伏形状。 菱形滚花是最常用的，如图3．19a所示，其抗拉和抗扭的力比较大。在 受力大的场合可以在嵌件上开设环状沟槽，小型嵌件上沟槽的宽度应不 小于2mm，深度为1～2mm。采用直纹滚花嵌件，如图3．19b所示，可 降低轴向应力，但必须开设环形沟槽，以免受力轴向移动。薄壁管状嵌 件可采用边缘翻边固定，如图3．19c所示。片状嵌件可以用切口、空眼 或局部折弯来固定，如图3．19d所示。针状嵌件可采用砸扁其中一段或 折弯等办法来固定，如图3．19图所示。
3．3 形
状
• 塑件的形状在满足使用要求的前提下，应使其 有利于成型，特别是应尽量不采用侧向抽芯机 构，因此塑件设计时应尽可能避免侧向凹凸形 状或侧孔。因为，侧向分型与抽芯机构的模具 结构不但提高了模具设计与制造成本，而且还 会在分型面上留下飞边，增加后加工的工作量。 某些塑件只要适当地改变其形状，即能避免使 用侧向抽芯机构，使模具结构简化。表3．3为 改变塑件形状以利于成型的几个例子。
塑料成型工艺技术
塑料成型工艺技术塑料成型工艺技术是制造塑料制品的核心技术之一。
它指的是将塑料原料经过加热熔融，通过压力或吹气等方法，使塑料原料充分填充模具中的空腔，经过冷却固化后得到所需的塑料制品。
塑料成型工艺技术主要包括注塑成型、吹塑成型、压延成型和挤出成型等。
注塑成型是目前应用最广泛的一种塑料成型工艺。
具体步骤包括：将塑料颗粒经过加热熔融，将熔化状态的塑料原料注入注塑机的注射缸中；然后，通过注射缸中的螺杆将熔化的塑料原料注入到模具的腔室中；待塑料原料充分充填模具的腔室后，关闭模具，加大注射缸中的压力，使得塑料原料充分填充模具中的空腔，并保持一定的压力和时间；最后，冷却模具，使塑料原料固化，取出模具，得到所需的塑料制品。
吹塑成型是将塑料颗粒熔融后，通过压缩空气将塑料原料吹入模具中形成形状各异的塑料制品的一种成型工艺。
这种工艺主要适用于对中空或薄壁塑料制品的生产，如塑料瓶、塑料容器等。
压延成型是将熔融状态的塑料原料通过双辊或多辊机械压延成薄片或薄膜的一种成型工艺。
这种工艺主要适用于生产塑料薄片、塑料薄膜等产品。
挤出成型是将熔融状态的塑料原料通过挤出机的螺杆，并在模具中形成连续的截面恒定的塑料制品的一种成型工艺。
这种工艺主要适用于生产塑料管材、塑料棒材等线状塑料制品。
塑料成型工艺技术的发展使得塑料制品的生产更加高效、精确。
它在各个行业都有广泛的应用，例如家居用品、汽车零部件、电子产品等。
随着科技的不断进步和创新，塑料成型工艺技术也在不断提高和发展，为塑料制品的设计与生产提供了更多的选择。
塑料成型工艺技术在现代制造业中起着非常重要的作用。
随着塑料制品市场的不断扩大和需求的增加，塑料成型工艺技术也在不断发展和创新。
以下将对塑料成型工艺技术的新发展进行介绍。
首先，注塑成型工艺技术在模具设计和控制系统方面取得了重大突破。
传统的注塑模具设计主要考虑产品的形状和尺寸，但随着高科技材料的出现，比如复杂的玻璃纤维增强塑料(GFRP)和碳纤维增强塑料(CFRP)，模具设计需要配合复杂的纤维方向和布局，以确保产品在注塑过程中如预期一样得到合适的纤维增强。
第三章：塑胶件设计指南
比重 1.25 1.39 1.58
比重 1.65 1.43 1.63 1.54
吸水率
标准:ASTM D570 ISO62
样品规格：1.圆片：直径50mm,厚度4mm
2.方片：60mm× 60mm× 1mm 3.条形：76.2mm× 25.4mm× 3.2mm
方法：
1. 把样品放到干燥箱干燥（条件50度/24小时）， 移至干燥器中冷却 到室温，取出后测试每个样品的重量M1；
压缩模塑 压缩模塑又称模压，是模塑料在闭合模腔内借助加压的成型方法。通常，压缩模塑适用于热固性塑料，压缩模塑用的主 要设备是压机和塑模。压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产。
溢出式
半溢出式
不溢出式
吹塑成型 借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品，或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包 装容器和管式膜的制造。凡是熔流率为0.04 ~ 1.12的都是比较优良的中空吹塑材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等，其中以聚乙烯应用得最多。
常见塑料的比重
树脂 PA66 PA6 PC
PP PBT POM ABS PA46 LCP
比重 1.14 1.14 1.20
0.91 1.3 1.40 1.03 1.18 1.37
尼龙增强类 PA66+15%GF PA66+33%GF PA66+50%GF
卤素与无卤产品 FR285 NY NP216 BF509G6 NP516
注射成型（最常用） 注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中 成型的一种方法。注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射 成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或 非金属嵌件的模塑品。
塑料成型加工（可编辑）
塑料成型加工塑料注塑成型工艺指南原料选择- 制件设计- 配色着色- 模具设计- 成型工艺0前言由于合成树脂和塑料工业发展迅速塑料材料的种类和品级日趋繁多而且通过共混接枝共聚嵌段共聚互穿网络填充增强和合金等其性能又千变万化差异很大这对于制品设计和塑料应用者来说既扩大了选择范围又增加了选择难度过去由于缺乏分析设计技术人们主要经过实践试验经验设计使塑料的应用范围迅速扩大然而这种经验方法对某些应用要求是很困难的所以必须掌握选材合理的设计和加工工艺方面的技术另一方面为了提高产品质量缩短生产周期和降低开发新应用的成本也必须重视选材和设计技术塑料制品选材和设计者首先遇到的问题是由于塑料属于粘弹性材料其性能与金属有很大的差异所以不能套用金属制品的设计方法塑料的性能受环境条件影响十分显著着受力时间受力速度和温度等的变化而有很大变化因此选材和设计时应了解材料的性能极限这样才能使塑料制品满足更苛刻的和更复杂的承载要求保证产品质量的可靠性为此应当综合考虑材料的力学性能和与使用相关的其它性能如强度模量冲击性能疲劳性能耐高低温性耐老化性电性能光学性能渗透性燃烧性和加工性等等并通过应力分析来计算塑料零件的尺寸对用于要求承受高速应力或交变应力的产品还应了解材料的动态力学性能和材料在高应变率下的行为因为材料的静态力学性能与动态力学性能或高应变率下的性能有较大的差别塑料制品选材和设计者遇到的另一个问题是已工业化的塑料品种品级繁多但其工程性能数据不足因为有些数据的测试需求复杂又费时间而且因试验条件的改变而变化所以这些数据通常不是由材料生产厂提供而是由设计部门提出要求或靠塑料零件设计者自己或委托测试1原料选择11塑料选材的一般程序塑料也像金属一样种类繁多虽然已工业化的主要类别只有五十多种但每类又有许多品级如尼龙塑料则包括尼龙3尼龙4尼龙6尼龙46尼龙66尼龙7尼龙8尼龙9尼龙610尼龙1010尼龙11尼龙12尼龙13尼龙612尼龙9T尼龙13MC尼龙尼龙MXD6 尼龙等品种每一品种还可以通过改性例如加入填料或增强材料和其它辅助材料或通过共混制成"合金"或通过加工工艺如定向拉伸结晶发泡等来获得新的性能以满足使用要求塑料的品种既然是如此繁多它们的性能又具可变性因此塑料应用的选材常常要从塑料中许多性能的综合平衡来考虑包括工艺与成本而且某些性能数据如磨损性冲击性尚不能完全预测其使用性有时又缺乏准确可靠的设计公式因此大多数塑料的选材过程是比较复杂的为了能选择出性能和加工工艺均符合使用要求的又尽量能恰如其分地量材使用的品种就要求采用系统综合的分析方法来选材一个完整的设计过程应从构思草图开始选材在设计过程中是个关键步骤对于指定部件的选材最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能同时还要考虑诸如部件的特点和禁忌使用时的外界条件临界条件使用寿命和使用方式维修方法制品尺寸和尺寸精度成型加工工艺生产数量生产速度成本原料来源和经济效益等等这些因素包括两方面一方面是使用环境介质和环境条件如构件承受的负荷和自重冲击和振动等机械作用的影响接触的气体液体固体及化学药品曝露的大气环境气温湿度降雨阳光冰雪以及有害气体等的影响贮存环境条件和长期贮存的的影响此外除静态破坏影响外还要考虑摩擦升温蠕变成型收缩等引起的变形应力松弛以及反复应变而引起的疲劳高应变率引起的力学性能变化等等另一方面是搬运勤务处理或操作时制品可能遭到外力作用甚至是意外的外力作用的影响充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能了解生产数量是为了从经济上考虑恰当的成型加工方法比如所需数量是几个至几十个就不必要制造模具可直接用板材或棒材加工需要数量是几百个左右时可酌情采用简易模具或树脂-金属模低熔点合金模等当需要量更多时则应采用正规的模具成型比如设计的部件要急于使用则考虑材料货源是主要的如要设计宇航零件则性能因素是最重要的如设计通用产品则应综合考虑性能和成本下面列举一个典型的选材程序1 零部件的构思进行初步的功能设计即部件的形状及其功能元件的形状并考虑选择基本加工方法2 选材根据在应力下与使用性能相关的塑料的工程性能和加工性来筛选候选材料这些应力是部件工作时施加在制品上的3 初步分析设计利用工程设计性能计算壁厚和零件的其它尺寸并根据塑料的特点进行制品设计和模具设计4 试制样品在部件实际使用条件下或模拟零部件的使用条件下进行考验考核5 重新设计和重新试验当发现性能不能满足使用要求时要重新筛选材料或重新设计并试验6 根据试制样品的试验情况和加工零部件的成本确定最终设计和选材7 确定材料的技术规格和检验方法有时上列步骤可以缩短尤其是在零部件要求简单或新零件与旧零件的差别很小的时候然而有时选材步骤更为复杂特别是在开发新应用时或在塑料所承受的应力很复杂的情况下系统综合的分析法不仅是可靠的成功办法而且是节省开发费用的途径12原料的一般选择121塑料一般选材设计者绘出零件图后要对零部件列出使用条件和重要选材因素然后合理地选材括以下三个步骤1 跟据应用目的列出部件的全部功能要求并不是材料的性能并尽可能定量化例如①在额定的连续载荷下允许的最大变形量②使用和运输过程中所受的应力种类和大小是否长期受力是动态或是静态应力③最高工作温度④在工作温度下允许的尺寸变化⑤零部件允许的尺寸公差⑥零部件的使用性能要求⑦部件是否要求着色粘接电镀等⑧要求贮存期多长是否在户外使用⑨有无耐燃性要求等等2 根据部件的功能要求考虑使用性能数值工程性能和设计数据提出目标材料部件材料的性能数值并通过这些性能要求来选定材料即使这些性能估计是粗略的也会大大方便候选材料的筛选为最终材料的选定提供有益的依据选择恰当材料性能是很关键而又复杂的因为零部件的某一功能常常包含几种性能例如在尺寸稳定性的要求中除尺寸精度外还要考虑线胀系数模塑收缩率吸水性蠕变性等等零件的强度和刚度除了从材料性能上考虑以外还要从制品结构设计上如厚度和加强筋等加以考虑材料的成型工艺性耐久性经济性等也都是选材时应考虑的因素有时候某些使用要求不一定能明确对材料性能的定量要求如电镀性往往要通过实际试验或已有的经验来筛选又如塑料炮弹弹带要求材料经受高速冲击压缩扭拧剪切等复杂的外力作用和高速高温高压气流的影响很难直接提出材料的定量性能要求因此除了通过力学计算外还可通过模拟试验和探索试验来推算受力情况提出粗略的性能要求3 最后通过部件工程性能要求与材料性能的比较来确定候选材料122选择塑料时应注意的问题选择塑料时应注意下面几个问题①必须对选用塑料的性能有较全面的了解然后根据使用条件去考虑配方工艺和制品设计等②塑料一般导热性低选用和设计时要充分注意③塑料的线胀系数一般比金属大有的易吸水因此尺寸变化较大选用和设计时要考虑恰当的配合间隙和公差范围④有的塑料有应力开裂的倾向选用和设计时要尽量减少应力制品设计要避免应力集中或作适当的后处理并要严格控制加工工艺⑤有的塑料有蠕变和后收缩或变形的倾向选用和设计时应充分注意⑥各种塑料有-一定的使用强度范围和允许接触的介质以及能承受的压力和速度极限选用和设计时应该考虑13塑料选材的途径着手选材可以先进行初选然后综合评价后进行试验初选可通过两个途径一是根据制品用途选材二是根据制品要求性能选材利用材料性能表和性能等级分类等同时还要考虑经济成本和安全卫生等因素下面就以一些已工业化的塑料为对象列举几种简易的选材方法131根据用途选材用途主要是指制品应用域的归类此外还包括制品的使用环境受力类型和作用方式使用对象等等要素1 使用环境所谓使用环境是指材料或制品使用时经受周围环境的温度湿度介质等特别是温度和湿度的条件根据用途的不同温度条件可由南北极的低温到赤道或沙漠地区的炎热气温或者是宇航环境的高低温甚至在火灾时的高温等湿度条件从在水中长期或间歇浸泡与露天雨淋到冬天的干燥状态 30％RH 有的制品是在特殊气体中使用或者用于接触化学液体或溶液的场合此外自然曝露状态下除了风雨雾等影响外还受太阳光的曝晒等等因此必须考虑待用塑料对使用环境的适应能力2 制品的受力类型和作用方式根据制品的受力类型和受力状态及其对材料产生的应变来筛选能满足使用要求的材料是很必要的也就是说要考虑上述各种环境下的外力作用是拉伸压缩弯曲扭曲剪切冲击或摩擦或是几种力的组合作用此外还要考虑外力的作用方式是快速的短暂或是恒应力或恒应变的是反复应力还是渐增应力等等用于冲击负荷场合的制品应选择冲击强度高的用于恒定应力的场合而且必须防止变形时应选择蠕变小的材料用于反应力作用的场合应选择疲劳强度比较高的材料3 使用对象使用对象是指使用塑料制品的国别地区民族和具体使用者的范围例如国家不同其标准规格也不同如美国的电气部件用的塑料为保证其对热和电气的安全性要求必须符合UL规格另外对色彩和图案及形状的要求也会因国家民族的习惯和爱好而不同应选择合适的色彩和形状使用者不同如儿童老年妇女用品也各有不同的要求在工业上使用也要考虑使用对象而选择不同的材料4 按用途进行分类按用途分类的方法有多种有的按应用领域分类如汽车运输工业用的家用电气设备用的机械工业用的建筑材料用的宇航和航空用的等等有的按应用功能分类如结构材料外壳容器等低摩擦擦材料轴承滑杆阀衬等受力机械零件材料耐热耐腐蚀材料化工设备耐热设备和火箭导弹用材料电绝缘材料电气结构制品透光材料表中列出一些机械部件采用工程盟栀料的情况当有几种材料同属一类用途时应根据其使用特点和材料性能进一步比较和筛选最好选择2-3种进行试验比较比如说外壳这类用途就包括动态外壳静态外壳绝缘外壳等因此要求使用不同特性的塑料动态外壳是经常受到剧烈震动或轻微撞击的容器要求材料除有刚性和尺寸稳定性外还要有较好的冲击强度在室内应用时可采用ABS塑料在户外使用的应考虑耐老化性能好的材料如AAS 丙烯睛-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物或MAAS或用酚醛环氧或聚的玻璃钢等静态外壳是用在不活动或少活动的部位如仪表壳收音机和电视机外壳等要求形状和尺寸稳定美观一般可采用高冲击强度聚苯乙烯ABS聚丙烯等如要求透明则可采用乙酸丁酸纤维素聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯至于绝缘外壳除要求绝缘外有的还要求有高的机械强度和冲击强度如电动机罩电动机械外壳等则可采用玻璃纤维增强聚碳酸酯玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二酯 PBTP 或热固性树脂的玻璃钢等132按塑料应用范围选材1 制造容器外壳盖导管的塑料这类制品一般不要求承载很大负荷但要求有良好甚至优良的冲击强度和硬度良好的或适中的拉伸强度和尺寸稳定性以及良好的外观和耐环境性并要求材料的价格适中对另有特殊性能要求的应专门考虑如果采用金属制造时一般是采用钢板型钢铸铝或冲切铝轻合金或压铸金属这些材料强度较高刚硬度也好但是当遇到下列情况和要求时采用塑料更为合适a．必须防止共振而且要求传声小b．要求有一定的弹性变形以防止由于偶然碰撞而引起的凹痕c．制品形状复杂用金属加工工艺生产有困难d．制品不希望后加工e要求制品整体电绝缘或部分绝缘和绝热或整体着色或要求透明半透明f要求耐腐蚀和耐湿气不生锈考虑以上的特点比较适宜的材料见表待补充所示有时一种材料不能满足要求往往需要塑料和其它材料复合例如需要控制蠕变或挠曲变形或特别耐磨耗时可把带螺纹的金属嵌件嵌入塑料件中如果要求结构壳体能经受碰撞和粗用时可考虑采用金属和塑料的复合板或在金属表面上复合塑料2 低摩擦应用方面的塑料这类应用要求的材料需具有低的摩擦系数甚至无润滑时摩擦系数也低耐磨蚀性好并具有适中至良好的形稳性耐热性和耐腐蚀性以往采用铜锑锡合金青铜铸铁预润滑的木材石墨等但是当遇到下列情况和要求时采用塑料更为合适a．有腐蚀或磨耗b．加工时润滑剂会污染产品c．组件必须在高于或低于普通润滑剂的适用温度下工作d．要求无保养操作e．用塑料可避免复杂的润滑体系f．迫切要求减重时g 要求电绝缘h 要求减弱声响噪音I 要求尽量减少擦伤和刻痕j．体系高负荷低速运行会挤出普通润滑剂k 滑粘性不适宜时根据上述要求作为轴承减摩零件的合适塑料见表待补充所示但是当工作温度长期超过260℃或有很大的径向负荷止推负荷时或是需要连续高速运转以及长期时间内要求轴的偏斜极小或要求轴的磨损先于轴承的磨损时应考虑用其它材料有时尤其是遇到下列情况可考虑用塑料和其它材料组合如a．需要尽快散发热量b．要求蠕变极小c仅用塑料不能承受太高负荷等等3 用作重应力机械零件的材料如齿轮凸轮齿条联轴节辊子等这类应用要求材料的机械强度高尤其要求具有高的弯曲拉伸和冲击强度在升高温度时仍具有良好的耐疲劳性和稳定性机械加工性良好尺寸稳定能模塑成型精密公差制品以往是采用铸铁钢黄铜等但是当遇到下列情况和要求时考虑用塑料更为合适a．迫切要求减重b．使用环境砂尘多有磨蚀和腐蚀c．尽量减小声响或振动d．希望有综合效能根据上述要求比较合适的塑料见表有待补充所示但是如果要求承受重负荷工作温度高以及迫切要求降低材料成本时应考虑用其它材料如果要求高耐冲击耐弯曲而且要求成本低时可以考虑采用塑料与其它材料如金属组成的结构复合材料4 用作化工设备的塑料和耐热塑料这类应用要求材料耐化学腐蚀吸湿性小有的还要求耐高低温具有一般到良好的机械强度以往是采用不锈钢钦铌和其它贵金属但是当遇到下列情况和要求时可考虑用塑料更为合适a．特别要求耐腐蚀而不锈钢又不能满足要求b 要求既耐腐蚀又耐磨损c．迫切要求降低成本或延长化工设备的使用寿命d．要求减少保养便于维修e．要求绝热隔热以及耐瞬时高温或烧蚀为了选材方便也可将耐热塑料另分一类根据上述的要求比较合适的塑料见表有待补充此外还有不饱和聚酯玻璃钢用于大型手糊制品酚醛或改性酚醛塑料用于耐高温耐烧蚀或既耐热又要求具有较高强度的制品但是如果要求的机械强度不高工作温度长期超过290℃而且在高低温变动范围很宽的情况下要求尺寸稳定性良好时应考虑新型复合材料或用其它材料如果工作条件要求强度很高而且要有极好的耐腐蚀性或者要求在升高温度下极耐腐蚀或者需要借助塑料在高温下慢慢烧蚀来保护金属免受损坏则可考虑用塑料和其它材料组成的复合材料如石墨耐热树脂与填料或石棉碳纤Si02纤维等组成的复合材料5 用作电气结构零件的塑料这类应用要求材料在低至中频下电绝缘性优良具有高的强度和抗冲击性能良好的耐疲劳性和耐热性在升高温度情况下尺寸稳定性良好以往是用陶瓷玻璃或云母但是当遇到下列情况和要求时考虑用塑料更为合适a．有冲击负荷b．迫切要求减重c．尺寸精度要求较严格陶瓷玻璃等无机绝缘材料加工达不到要求时d．要求制造形状复杂的导体-绝缘体组合成整体的制品或零件如印刷电路集流环组件灌封或封嵌件等根据上述的要求比较合适的塑料见表待补充此外还有聚酯PETPPBTP 氟塑料聚苯醚聚砜聚酰亚胺聚酰胺酰亚胺酚醚树脂xylok-新型酚醚树脂聚对二甲苯也是较好的绝缘材料作为一般绝缘材料还可采用聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯可用于制造一般电线电缆绝缘其中聚碳酸酯用于要求高冲击强度的透明零件浇铸环氧或模塑料可包封电子和电气元件适用于要求对环境有最大抗耐能力的场合组合电器组件的包封可以用有机硅橡胶和环氧组合封来获得更佳的性能模塑的环氧用于在宽广的温度范围内要求尺寸稳定的零件三聚氰胺甲醛塑料用于要求具有较大硬度的零件有机硅聚合物用于要求耐高温的场合氨基塑料用于要求价格低廉的场合酚醛层压材料用于冲切和模冲零件等等但是如果工作温度极高或压缩负荷很高时应考虑用其它材料6 用作透光零件透明板和模型的塑料这类透明或带色的半透明材料要求透光性良好具有良好至优良的二次成型性和成型加工性不易碎耐冲击并有一般至良好的拉伸强度过去大多数采用玻璃但是玻璃存在一些缺点特别是不能满足下列使用要求a制品要求耐冲击耐振动不易击碎b要求具有一定的可弯的性c要求有更高的比强度d．材料必须是天然半透明而不应通过表面处理来达到半透明e．要求易于成型形状复杂的制品等等根据上述的要求比较合适的塑料见表待补充其中丙烯酸酯类塑料推荐作一般应用特别适用于光学装饰和室外应用浇铸的丙烯酸酪板料具有较高的强度和透明性可制造中低精度透镜挤压成型用的丙烯酸酯塑料价格较低尤其是制造薄的制品并且有较好的二次成型性在透明塑料中聚碳酸酯具有最高的强度可制作透明的面罩防护眼镜或防护板乙酸丁酸纤维素具有优良的耐冲击性并可深延成型透明聚氯乙烯具有最佳的二次成型性和印刷适应性乙酸纤维素塑料可用作可弯曲的透明板和防护板中等抗冲击的聚苯乙烯和硬质聚氯乙烯塑料是价格低廉的透明和半透明材料聚苯乙烯可制作价格最低的模塑透明部件烯丙基二甘醇酯树脂 CR-39 是目前光学上主要使用的热固性塑料其透明性耐磨性抗冲击性及耐化学性都很好采用表面镀膜或涂有机硅酮膜来提高其表面硬度和耐磨性能连续耐100℃短期内耐150℃但尚有吸湿性较大等问题目前主要用于制作镜片但是如果要求制品具有极好的耐化学性或者要求适应高的工作温度或在工作条件下有磨损在宽广的温度范围内要求有极好的尺寸稳定性则应考虑对塑料进行表面处理或采用其它材料随着新材料的不断出现选材表也要不断补充修改以利于提高制品质量降低成本如轴承轴瓦等低摩擦材料以前一直使用布基酚醛层压品但近年来则采用尼龙和聚甲醛要求摩擦系数更小和全耐热时可即含氛塑料粉末或纤维的聚甲醛或聚酰亚胺133根据要求的性能选材聚合物材料在不同应用场合下会经受各种外力和环境的综合作用因此首先要详细了解使用条件及其对材料性能的要求然后根据性能要求选材并进行设计但是根据材料性能数据选材时制品设计者应该注意塑料和金属之间有明显的差别对金属而言其性能数据基本上可用于材料的筛选和制品设计然而粘弹性的塑料却不一样各种测试标准和文献记载的聚合物性能数据是在许多特定条件下的通常是短时期作用力或者指定温度或低应变速率下的"这些条件可能与实际工作状态差别较大尤其不适于预测塑料的使用强度和对升温的耐力因此所有的塑料选材都要把全部功能要求转换成与实际使用性能有关的工程性能并根据要求的性能进行选材通常根据性能选材的方法有对塑料性能分项考虑比较的选材同时考虑多项性能综合评价的选材1 对塑料性能分项考虑比较的选材①相对密度塑料基材的相对密度一般都在091 聚丙烯到22 聚四氟乙烯的范围内但若制成泡沫塑料相对密度就会减少到004或更低填充无机材料或金属等材料能使相对密度达到3左右塑料比金属的相对密度小铝27钢78 这是塑料的优点之一用它们来制造水上运输船舶和漂浮物飞机和宇宙飞行器导弹等就是利用这一优异特性以及其它性能。
第三章_塑料制件设计原则2019
(4) 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些，
防止型芯受熔体冲击发生弯曲变形或折断。 (5) 当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于
模塑成型。 (6)盲孔的深度： h ﹤（3～5）d d﹤1.5mm时， h ﹤3d
图3-27 异形孔设计实例
8 螺纹设计
塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切 削方法获得。
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
C
图3-11 内部浅凸台塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
图3-12 内部浅侧凹塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
2 脱模斜度
塑件在模具型腔中的冷却收缩会使其紧紧包裹在型芯或 其他凸起部分，如图3-13所示。
对塑件的精度要求，要具体分析，根据装 配情况来确定尺寸公差。一般配合部分尺 寸精度高于非配合部分尺寸精度。小尺寸 易达到高精度。
尺寸和精度
1.塑件尺寸
塑件尺寸：指塑件的总体尺寸。
影响因素： (1)塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难） (2)设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）
注意事项： (1) 对流动性差的塑料和薄壁制件，尺寸不能设计 过大，否则容易造成充填不足或形成冷接缝。 (2) 塑件尺寸设计要进行流动距离比校核，还需对 注射机的相关参数进行校核(如注射量、锁模力、工 作台面尺寸)。
图3-3 侧孔变侧凹
(a) 侧孔件成型凹模
(b) 侧凹件成型凹模
图3-4 成型凹模
图3-5 模具开模示意图
图3-6 侧孔形状的变化 图3-7 变化后的模具
塑件的内外侧凸凹形状较浅并允许带有园角，可以采用强 制脱模方式脱出塑件，塑件在脱模温度下应具有足够的弹性 (PE、PP、POM)。
塑料的成型工艺流程
塑料的成型工艺流程塑料制品在我们的日常生活中无处不在，从家居用品到电子产品，从玩具到汽车配件，几乎所有的产品都离不开塑料制品。
而这些塑料制品的制作过程中，成型工艺是至关重要的一环。
本文将介绍塑料的成型工艺流程，包括注塑成型、吹塑成型、挤塑成型和压塑成型等几种常见的成型工艺。
注塑成型是塑料制品制作中最常见的一种成型工艺。
它的工作原理是将塑料颗粒加热融化后，通过高压注射进入模具中，经过冷却后形成所需的产品。
注塑成型适用于制作各种小型到中型的塑料制品，如手机壳、玩具、日用品等。
其优点是生产效率高，成本低，但对模具的要求较高。
吹塑成型是将加热融化的塑料颗粒通过吹气成型，适用于制作中空的塑料制品，如瓶子、容器等。
吹塑成型工艺简单，成本低，但对原料的要求较高，且只适用于制作中空的产品。
挤塑成型是将加热融化的塑料颗粒通过挤出机挤压成型，适用于制作长条状或异形截面的塑料制品，如管材、板材等。
挤塑成型工艺成本低，生产效率高，但对原料的要求较高。
压塑成型是将加热融化的塑料颗粒放入模具中，通过压力成型，适用于制作大型、复杂的塑料制品，如汽车零部件、家电外壳等。
压塑成型工艺对模具的要求较高，但能够制作出高强度、高精度的产品。
除了以上几种常见的成型工艺外，还有一些特殊的成型工艺，如旋转成型、发泡成型等，它们各有适用的范围和特点。
在进行塑料成型工艺时，需要注意以下几点。
首先是原料的选择，不同的成型工艺需要选择不同种类的塑料原料，如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等。
其次是模具的设计和制造，模具的设计需要考虑产品的形状、尺寸、结构等因素，模具的制造需要精密加工，以确保产品的质量。
再次是成型工艺的控制，包括加热、冷却、压力等参数的控制，以确保产品的成型质量。
最后是产品的后处理，如去毛刺、打磨、喷漆等，以提高产品的表面光洁度和外观质量。
总的来说，塑料的成型工艺是一个复杂的过程，需要多种因素的综合考虑和控制。
只有在原料选择、模具设计、成型工艺控制和产品后处理等方面做到精益求精，才能生产出高质量的塑料制品。
塑料加工成型方法
塑料加工成型方法塑料加工成型方法指的是将塑料原料通过加热、加压等工艺进行塑料形状的决定与选择。
塑料加工成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、发泡成型等。
下面我将逐一介绍这些方法。
首先，挤出成型是一种常见的塑料加工成型方法。
该方法是利用挤出机将塑料原料预热后，通过螺杆的旋转将塑料糜烂拉伸，并经过模具而形成所需的截面形状。
挤出成型通常适用于生产长条状、板状或异形截面的产品，如塑料管、塑料板等。
其次，注塑成型是一种常见的塑料加工成型方法。
该方法是将经过预热的塑料颗粒通过注塑机加热熔融，并经过高压注射到模具中，通过冷却固化形成所需的产品。
注塑成型适用于生产各种塑料制品，如塑料盒、塑料杯、塑料零件等。
再次，吹塑成型也是一种常见的塑料加工成型方法。
该方法是将经过预热的塑料颗粒通过吹塑机挤出，然后经过空气或真空通过模具吹塑成型。
吹塑成型适用于生产空心的塑料制品，如塑料瓶、塑料桶等。
此外，压延成型是一种常见的塑料加工成型方法。
该方法是将预热的塑料片放置在预热的金属模具间，然后经过压力挤压使塑料片与模具表面接触，经过冷却后形成所需的产品。
压延成型适用于生产带有平面、彩色或纹理的塑料板、塑料薄膜等。
最后，发泡成型是一种常见的塑料加工成型方法。
该方法是通过向塑料原料中注入发泡剂，并经过预热、加压等工艺使发泡剂充分膨胀，达到所需的发泡效果。
发泡成型适用于生产密度较低、具有一定弹性的塑料制品，如发泡塑料板、发泡塑料箱等。
综上所述，塑料加工成型方法有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型和发泡成型等。
这些方法广泛应用于各行各业的塑料制品生产中。
每种成型方法都有其特点和适用范围，根据实际需求选择合适的方法可以提高生产效率和产品质量。
在今后的塑料加工中，发展新的成型方法和改进传统的成型方法将是一个重要的方向。
塑料成型加工方法
塑料成型加工方法
塑料成型加工方法
一、模具成型法
1、压力成型法：这是塑料加工中使用最普遍的方法，包括液压、滑块、滚筒等等。
在加工时，要求在较大压力下，成型模具的滑块和型腔将塑料从原料料筒中挤出，使其完全满足设计的外形和尺寸要求。
2、压延成型法：压延成型法是在加热熔融的情况下，使塑料在
一台辊筒上挤压、压延，从而形成所需形状的塑料制品。
它用于生产较长、较细的塑料零件，如条形成型件，如各种型号的管、槽、薄片、板等。
3、层压成型法：用来生产较宽的塑料制品，如各种容器、盘、
碗等。
4、拉伸成型法：用来制作塑料零件的厚度变化非常大的制品，
如管、板、棒等。
二、无模成型法
1、吹塑成型法：这是一种快速制造复杂结构塑料制品的无模成
型方法，利用熔体吹入模具，并利用模具冷却冻结成型的制品。
2、聚合物粉末成型法：其原理是将塑料粉末或管料混合、混合
后压入模具中，然后再采用温度和压力的处理，使其成型。
3、注射成型法：由熔体塑料注射到一个模具中，受模具型腔的
限制，通过液压力将塑料注入型腔，在模具施加的冷却水使其凝固，从而制成一定的塑料制品。
4、喷涂成型法：通过喷涂塑料浆料的方法，使塑料浆料形成层层结合的制品，或者将塑料浆料填充在一个预先制成的模子内，经过一定的压制温度和时间，将塑料浆料熔化，变成成型品的方法。
高分子成型工艺-第三章分析
当塑料熔体由导管流出时， 料流的直径有先收缩后膨 胀的现象．称之为模口膨 化（离模膨胀、Barus效 应）。
（1）入口的压力降
聚合物熔体从大直径料筒进 入小直径口模会有能量损失， 若料筒中某点与口模出口之 间总的压力降为ΔP，则可将 其分成三部分：
（2）熔体破裂
聚合物熔体在导管中流动时，如剪切速率大于某一极限值， 往住产生不稳定流动，挤出物表面出现凹凸不平或外形发 生竹节状、螺旋状等畸变．以至支离、断裂，统称为熔体 破裂。
机理
有两种看法：
a. 认为是由于熔体流动时，在口模壁上出现了滑 移现象和熔体中弹性回复所引起的；
b. 认为在口模内由于熔体各处所受应力作用的历 史不尽相同，因而在离开口模后所出现的弹性回复 就不可能一致。
dv k m （1）
dy
y：狭缝截面上任 意点到中心线的距 离。
设平行板狭缝通道的宽度为w，高度为2h，在长度为L的一段上存在的压 力差为ΔP＝P—Po，如果压力梯度(ΔP/ L)产生的推动力足以克服内外摩 擦阻力，熔体即可由高压端向低压端流动。在狭缝高度方向的中平面上、 下对称地取一宽为W，长为L，高为2h的长方体液柱单元，其在中平面 一侧的高为h。
离模膨胀依赖于熔体在 流动期间可恢复的弹性 形变。
三种解释： （1）取向效应 聚合物熔体流动期间处于高剪切场内，其大分子在 流动方向取向，但在口模处发生解取向。
（2）记忆效应 当聚合物熔体由大直径的料筒进入小直径的口模时， 产生了弹性形变，而熔体离开口模时，弹性变形获 得恢复。
（3）正应力效应
由于粘弹性流体的剪切变形，在垂直于剪切方向上 引起了正应力的作用。
第三章塑料成型加工
•德国阿博格Allarounder-U注塑机
第三章塑料成型加工
•管材挤出生产线
第三章塑料成型加工
•挤出机挤出成型技术
•（1）塑料挤出机的功能
• 采用加热加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混合 有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致的 熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形成 制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。
瓶（高级）
胶片
注射成型 模压制件
薄壁制件
涂布
涂覆纸
真空成型 制 件
1~2 9~15 1~2 3~6 9~15 0.2~0.5
第三章塑料成型加工
•流变学基础
• 热塑性塑料的熔体粘度约在l0~107 Pa.S范围。与剪 切速率相对应的聚合物液体表观粘度ηa的数值，一般 情况下注射和挤出约为10~104Pa.S，超过104~105 Pa.S 时挤出就变得非常困难。对于那些粘度很高(超过 104~105 Pa.S)的聚合物可采用某些特殊方法成型；而 表观粘度低于10Pa.S以下的聚合物则可用压延、模压 方法成型，比10Pa.S更低粘度的聚合物可用铸塑、浸 渍或刮涂技术，例如粘度约为1Pa.S的塑料溶胶，由于 粘度很低，可用搪塑或刮涂等方法生产模制品或涂层 制品。
•（2）塑料挤出机的工作原理
• 塑料挤出机的主体是一个带有螺杆和内螺纹的机筒结构， 原料在一端的料斗进入机筒，然后由旋转的螺杆传送到机 筒的另一端。通过在机筒外部的加热器加热以及在塑料和 螺杆由于摩擦而产生的摩擦热的作用下，使塑料变软和熔 化。
第三章塑料成型加工
•挤出机挤出成型技术
• 挤出工艺 ➢ 先将固态的塑料树脂通过适当的方法变成熔体； ➢ 接着将这种熔体用一定的方法使其成型，制造成为所需
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欧阳星 深圳大学材料学院
塑料成型加工
塑料成型加工
定义：将塑料原料加工成塑料制品的工艺 过程。
塑料成型
主要的成型方法如下： 注射成型 挤出成型 压缩成型 又称注塑成型. 又称挤塑成型，是热塑性塑料的主要成型之一 又称压制成型。把上下模安装在压力机的上下模板之间，将塑料原料 直接加入型腔内，将模具闭合，塑料在受热受压下充满型腔，固化定 型后得到塑料制件 又称传递成型，是热固性塑料的主要成型方法之一。它是将塑料粒料 装入模具的加料室内，在加热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底 部的浇注系统充满型腔，然后固化成型 使塑料在熔融温度下成型，在成型过程没有明显的流动状态,多用于 塑料板材的二次成型加工，如真空成型、压缩空气成型和压力成型等 ，原多用于薄壁制件成型，先用于制造厚壁制件 吹塑成型、压延成型、浇铸成型、滚塑成型、泡沫成型等
流变学基础
主要成型加工方法的剪切速率范围
加工方法 模压 混炼与压延 剪切速率，秒-1 1~10 10~102 加工方法 纤维纺丝 注射 剪切速率，秒-1 103~105 103~104（可高至105）
挤出
102~103
视频
注塑成型 挤出成型
吹塑成型
谢
谢！
某些加工方法适宜的熔融指数值
加工方法 产品 所需 [MI] 加工方法 产品 所需 [MI]
挤出成型
管材
片材、瓶 薄壁管 电线电缆
<0.1
0.1~0.5 注射成型 0.1~1
瓶（高级）
胶片 模压制件 薄壁制件
1~2
9~15 1~2 3~6
薄片
单丝 多股丝或纤维
0.5~1
≈1
涂布
真空成型
涂覆纸
制件
9~15
挤出机挤出成型技术
螺杆
注射成型技术
用注射成型的方法可以生产一些形状复杂的
包装制品，例如周转箱、各种盖子以及其它容器。
注射生产还用于注射吹塑成型瓶子的型坯的制造。
注射成型时，使用的设备是注射成型机，简
称注射机。注射机在结构上很像塑料挤出机，但
是注射机要求螺杆能在机筒里前后移动。
注射成型技术
注射成型工作原理：
管材挤出生产线
挤出机挤出成型技术
（1）塑料挤出机的功能
采用加热加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混 合有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致 的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形 成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。 （2）塑料挤出机的工作原理 塑料挤出机的主体是一个带有螺杆和内螺纹的机筒结 构，原料在一端的料斗进入机筒，然后由旋转的螺杆传送 到机筒的另一端。通过在机筒外部的加热器加热以及在塑 料和螺杆由于摩擦而产生的摩擦热的作用下，使塑料变软 和熔化。
挤出机挤出成型技术
挤出工艺 先将固态的塑料树脂通过适当的方法变成熔体；
接着将这种熔体用一定的方法使其成型，制造成为所需 要的塑料制品。
挤出工艺主要用来制作薄膜、片材以及挤出吹塑瓶等塑料 包装制品，所使用的设备是塑料挤出机。
挤出机挤出成型技术
塑料挤出机组成
第一段，靠近加料斗，称为加料段， 它的功能是让物料以一个相对平稳的速率进人挤出机。 第二部分为压缩段， 物料在这段形成熔体并且压力增加。 第三部分是计量段， 紧靠着挤出机出口，它的主要功能是使从塑料挤出机挤 出的物料变为均匀一致的熔体。
注射成型技术
缺点
注射设备价格较高 注射模具结构复杂 生产成本高、生产周期长、不适合于单件 小批量的塑件生产
注射成型技术
原料外观检验及工艺性能测定
塑料预热和干燥
成型前的准备 注 射 成 型 工 艺
料筒清洗 嵌件预热 脱模剂的选用
加料
塑化 充模
注射过程
保压 倒流 冷却 脱模
塑件的后处理
退火处理 调湿处理
塑料的成型工艺与成型模具
模塑成型法
压缩模
压棍（模） 真空成型模
压注模
注射模 挤出模
塑料成型方 法及其模具
吹塑模 发泡模
彩印模
搪塑模
热压印模
模具 模具(基本概念1)：——是指利用其本身 特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制
品的工具。 塑料模具(基本概念2)---是指利用其本身
特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸
技术行业。模具是制造过程中的重要工艺装备。
流变学基础
流变学（Rheology）：主要是研究物质的变形和 流动的一门科学。 变形：物体受外力时，内部各部分的形状和体积 发生变化，称为变形。可恢复原状（可逆性）的 变形为弹性变形（elastic deformation)，反之则称 为塑形变形（plastic deformation)。
的立体形状塑料制品的工具。
模具
模具发展概况:
我国古代模具技术已达到较为先进的水平
我国现代模具行业发展迅猛
模具
模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。
美国工业界认为：模具是美国工业的基石。 日本工业界认为：模具是促进社会繁荣的动力。
模具工业是我国国民经济的基础产业，是技术密集的高
注射成型技术 注射成型工作循环
加料 预塑
合模
注射充模
保压补缩
冷却定型
开模
清模
塑件脱模
注射成型技术
注射成型的特点： 优点
成型周期短、生产效率高、易实现自动化 能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌 件的塑料制件 产品质量稳定 适应范围广
到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑性塑料都 可以用注射成型的方法成型。另外，一些流动性好的热固性 塑料也可用注射成型。
流变学基础
流体分类
一、牛顿流体 纯液体和多数低分子溶液在层流条件下剪 切应力Ｓ与剪切速度Ｄ成正比，称这牛顿粘度 定律，遵循该法则的液体为牛顿流体（ Newtonian fluid）。 S=F/A=ηD或D=S/η D与S关系图称为流动曲线，从上公式可知牛顿 流体流动曲线呈直线关系，且直线经过原点。 粘度与剪切速度无关。
塑料在注射机的机筒里熔化。随着螺杆的转 动，熔体聚集在螺杆头部，产生压力使螺杆在机 筒里后移。当聚集了所需要量的熔体时，螺杆停 止旋转，螺杆再以机械方式或液压为动力向前迅
速移动，将熔体由喷嘴挤出通过流道注入模具。
当制品冷却到能够保持其形状不变时，模具沿着
分模线打开，顶出制品。
注射成型技术
德国阿博格Allarounder-U注塑机
与牛顿流体区别在于应力必须大于f值，才开始 流动，流动后又与牛顿流体相同。
f——屈服值
流变学基础
假塑性流动
与塑性流动区别是无屈服值，剪切变稀。
膨胀流动
与假塑性流动的相反过程同样无屈服值过原点。
流变学基础
非牛顿流体分类 （按有无弹性效应和时间关系分）
流变学基础
聚合物聚集态对应相应的加工方法
流变学基础
注射成型技术
注射成型的工艺参数
料筒温度 控制塑料的塑化和流动
温度
重 要 参 数
喷嘴温度
模具温度—— 影响塑料的流动和冷却 塑化压力（背压）
压力
注射压力
时间
塑料的成型工艺与成型模具 引 言
工具---饼模
月饼（ 材料---面粉）
蜂窝煤（材料---煤） 工具--蜂窝煤模具
塑件（材料---塑料） 工具--塑料模具
压注成型
固相成型 其它成型
塑料成型设备 塑料成型设备的类型很多，主要有 各种模塑成型设备和压延机等。模塑成 型设备有挤出机、注射机、浇铸机、中 空成型机、发泡成型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、塑料液压机以 及与之配套的辅助设备等。生产中应用 最广的是挤出机和注射机，其次是液压 机和压延机。
德国阿博格Allarounder-U注塑机
0.2~0.5
流变学基础
热塑性塑料的熔体粘度约在l0~107 Pa.S范围。与 剪切速率相对应的聚合物液体表观粘度ηa的数值，一 般情况下注射和挤出约为10~104Pa.S，超过104~105 Pa.S时挤出就变得非常困难。对于那些粘度很高(超过 104~105 Pa.S)的聚合物可采用某些特殊方法成型；而 表观粘度低于10Pa.S以下的聚合物则可用压延、模压 方法成型，比10Pa.S更低粘度的聚合物可用铸塑、浸 渍或刮涂技术，例如粘度约为1Pa.S的塑料溶胶，由于 粘度很低，可用搪塑或刮涂等方法生产模制品或涂层 制品。
流变学基础
二、非牛顿流体
大多数液体如高分子溶液、胶体溶液、 软膏以及固－液的不均匀体系的流动均不 遵循牛顿定律，称之为非牛顿流体，此各 物质的流动现象称为非牛顿流动。
流变学基础
流体分类
按粘度对剪切速率的依赖性来分类。非牛顿流 动分为塑性流动（宾汉流体）、假塑性流动和 膨胀流动。
流变学基础
塑性流体（宾汉流体）
流动可视为一种可逆性变形过程，与流体本身的 粘度（viscosity）有关。
流变学基础
雷诺准数<2100 层流流动。
雷诺准数>2500 湍流流动。
聚合物熔体雷诺准数« 1，一般在层流流动。
流变学基础
层流：流体流动时形成互相平行移动的液层。
剪切速率（rate of shear，Ｄ)：层流各层速度的不同形 成速度梯度，称为～。流动较慢的液层阻滞流动较快 液层的运动。 剪切力（shearing force，Ｓ)：使各液层间产生相对运 动的外力叫剪切力，在单位液层面积上所需施加的这 种力称为剪切应力，简称剪切力。 剪切应力和剪切速度是表征体系流变性质的两个基本 参数。