第四章模压成型第二节模压成型工艺
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模压成型工艺流程
模压成型工艺流程模压成型工艺流程模压成型是一种常见的塑料制品加工工艺，通过热塑性塑料在高温和高压的条件下，使其在模具中快速冷却固化，形成所需的产品形状。
模压成型通常适用于生产大批量的塑料产品，具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
下面将详细介绍一下模压成型的工艺流程。
首先，模压成型的第一步是准备原材料。
通常情况下，模压成型使用的是热塑性塑料颗粒。
在生产之前，需要对原料进行检查和筛选，确保原料无异物、无杂质。
第二步是将选好的原料放入料斗中。
料斗是一个用于存放和输送塑料颗粒的设备，其底部连接着一个加热器。
原料通过料斗进入加热器，在加热器的作用下，原料被加热至熔点。
第三步是将熔化好的塑料料利用螺杆输送机送进模具中。
螺杆输送机是一个直径逐渐变小的圆柱形装置，螺杆在内壁上旋转，将熔化好的塑料颗粒从料斗中带到模具中。
在螺杆的作用下，塑料颗粒逐渐被推入到模具的加压区域。
第四步是施加高温高压。
当塑料颗粒填满模具加压区域后，需要施加高温高压。
通过加热元件给模具加热，使模具中的塑料保持在熔化状态。
同时，通过液压系统给模具施加高压，使塑料颗粒充分融合，并填满整个模具的空腔。
第五步是冷却固化。
在塑料充分融化并填满整个模具之后，需要将模具和塑料冷却至固化状态，使产品形成所需的形状。
通常情况下，可以通过给模具注入冷却水、冷风等方式进行快速冷却。
第六步是模具开启和取出成品。
当塑料完全冷却固化后，可以将模具开启，取出成品。
通常情况下，需要用工具将成品从模具中取出，并进行后续的检验和包装操作。
最后，整个模压成型的工艺流程就完成了。
需要注意的是，模压成型工艺中需要控制好加热温度、压力和冷却速度等参数，以保证产品质量的稳定和一致性。
总的来说，模压成型是一种常见的塑料制品加工工艺，通过一系列的步骤将熔化的塑料填充到模具中，并进行高温高压和冷却固化等操作，最终形成所需的产品。
模压成型工艺具有生产效率高、产品质量稳定等优点，被广泛应用于塑料制品的生产中。
模压成型工艺
此工艺方法生产效率高、成本较低，在汽车工业、电气及建筑等领域应用较多
PART 3
优点
优点
1.生产效率高，便于实 现专业化和自动化生产
2.产品尺寸精度高，重 复性好
3.表面光洁，无需二次 修饰
PART 4
缺点
12
缺点
1.模具制造复杂
2.投资较大
PART 5
层压成型
1.定义
是以片状或纤维状材 料作为填料，在加热 、加压条件下把相同 或不同的材料的两层 或多层结合成为一个 整体的方法
层压成型
2.4热压
1)预热、预压阶段
使树脂熔化，除去挥 发分，使熔融树 脂 进一步浸渍纤维布， 并使树脂进入凝胶状 态
层压成型
2)热压阶段——从 加全压到热压结束
为了更好地排除挥发 分，使制品内外受热 均匀，升温不能过快 。 预浸料流动性差 ，挥发分低，流胶 不严重，升温加压速 度可稍快
层压成型
层压成型
2.5冷却脱模
两种方式 ①热压结束，关闭热源，通冷却水，在 保压状态下冷却 ②取出放在冷却砧板上冷却
2.6后处理
在烘房内进行的处理 程序，目的是使树脂 进一步固化。对不同 的树 脂后固化处理 的温度、时间不同
2.7工艺参数
与模压成型一样，温 度、时间、和压力是 三个重要的工艺条件
层压成型
层压成型
1)层压温度
层压温度取决于 ①树脂类型和固化速度 ②浸胶材料的含胶量
③树脂中的挥发 份及不溶胶树脂 的含量
④层压制品的厚度
压制的温度控制一般 分为五个阶段
层压成型
层压成型
预热阶段：板坯的温 度升至树脂开始交联 反应的温度，使树脂 开始熔化，并进一步 渗入增强材料中，同 时排出部分挥发物。 此时的压力=最高压 力的三分之一到二分 之一
PART 3
优点
优点
1.生产效率高，便于实 现专业化和自动化生产
2.产品尺寸精度高，重 复性好
3.表面光洁，无需二次 修饰
PART 4
缺点
12
缺点
1.模具制造复杂
2.投资较大
PART 5
层压成型
1.定义
是以片状或纤维状材 料作为填料，在加热 、加压条件下把相同 或不同的材料的两层 或多层结合成为一个 整体的方法
层压成型
2.4热压
1)预热、预压阶段
使树脂熔化，除去挥 发分，使熔融树 脂 进一步浸渍纤维布， 并使树脂进入凝胶状 态
层压成型
2)热压阶段——从 加全压到热压结束
为了更好地排除挥发 分，使制品内外受热 均匀，升温不能过快 。 预浸料流动性差 ，挥发分低，流胶 不严重，升温加压速 度可稍快
层压成型
层压成型
2.5冷却脱模
两种方式 ①热压结束，关闭热源，通冷却水，在 保压状态下冷却 ②取出放在冷却砧板上冷却
2.6后处理
在烘房内进行的处理 程序，目的是使树脂 进一步固化。对不同 的树 脂后固化处理 的温度、时间不同
2.7工艺参数
与模压成型一样，温 度、时间、和压力是 三个重要的工艺条件
层压成型
层压成型
1)层压温度
层压温度取决于 ①树脂类型和固化速度 ②浸胶材料的含胶量
③树脂中的挥发 份及不溶胶树脂 的含量
④层压制品的厚度
压制的温度控制一般 分为五个阶段
层压成型
层压成型
预热阶段：板坯的温 度升至树脂开始交联 反应的温度，使树脂 开始熔化，并进一步 渗入增强材料中，同 时排出部分挥发物。 此时的压力=最高压 力的三分之一到二分 之一
SMC片状模压成型工艺
13
SMC树脂糊的组成
树脂 引发剂
填料 低收缩添加剂
化学增稠剂 内脱模剂 着色剂
不饱和聚酯(间苯型UP、邻苯型UP) 过氧化物(BPO、TBP) CaCO3 热塑性树脂粉 MgO 硬酯酸金属盐 染料
15
SMC的工艺特点和地位
操作方便，易实现自动化，生产效率高，改善了湿法成型的 作业环境和劳动条件； 通过改变组分的种类与配比，可改变成型工艺和制品性能； 通过改变填料的种类与加入量，可降低成本或使制品轻量化； 成型流动性好，可成型结构复杂的制件或大型制件； 制品尺寸稳定性好，表面平滑，光泽好，纤维浮出少，从而 简化了后处理工序； 增强材料在生产与成型过程中均无损伤，制品强度高，可进 行轻型化结构设计。
通过加入增稠剂就能满足这种要求。 增稠剂又叫增粘剂，其作用是使不饱和聚酯树脂的粘度 迅速增加，粘度达到工艺要求后又相对稳定。
24
增稠剂的特性
① 在浸渍阶段，为了保证良好的浸润性，增稠过程要缓慢； ② 在浸渍后，又要求粘度迅速增高，以适应贮运和模压操作； ③ 增稠后的坯料，在模压温度下能迅速充满模腔，并使树脂与 纤维不发生离析； ④ 增稠后的粘度，在贮存期内必须稳定在可模压的范围内； ⑤ 增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。
④不够“绿色”，有一定污染。
2
模压成型
(Compression Molding )
树脂体系 增强纤维 模具 压机
模压料
4
模具及压机
5
模塑料
片状模塑料(Sheet Molding Compound，SMC)：不饱和 聚酯树脂浸渍短切纤维或毡片，经增稠后制得薄片状模塑料。 在生产时，只需将片状模塑料裁剪、叠合后放入模具中热压， 就可得到制品。
SMC树脂糊的组成
树脂 引发剂
填料 低收缩添加剂
化学增稠剂 内脱模剂 着色剂
不饱和聚酯(间苯型UP、邻苯型UP) 过氧化物(BPO、TBP) CaCO3 热塑性树脂粉 MgO 硬酯酸金属盐 染料
15
SMC的工艺特点和地位
操作方便，易实现自动化，生产效率高，改善了湿法成型的 作业环境和劳动条件； 通过改变组分的种类与配比，可改变成型工艺和制品性能； 通过改变填料的种类与加入量，可降低成本或使制品轻量化； 成型流动性好，可成型结构复杂的制件或大型制件； 制品尺寸稳定性好，表面平滑，光泽好，纤维浮出少，从而 简化了后处理工序； 增强材料在生产与成型过程中均无损伤，制品强度高，可进 行轻型化结构设计。
通过加入增稠剂就能满足这种要求。 增稠剂又叫增粘剂，其作用是使不饱和聚酯树脂的粘度 迅速增加，粘度达到工艺要求后又相对稳定。
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增稠剂的特性
① 在浸渍阶段，为了保证良好的浸润性，增稠过程要缓慢； ② 在浸渍后，又要求粘度迅速增高，以适应贮运和模压操作； ③ 增稠后的坯料，在模压温度下能迅速充满模腔，并使树脂与 纤维不发生离析； ④ 增稠后的粘度，在贮存期内必须稳定在可模压的范围内； ⑤ 增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。
④不够“绿色”，有一定污染。
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模压成型
(Compression Molding )
树脂体系 增强纤维 模具 压机
模压料
4
模具及压机
5
模塑料
片状模塑料(Sheet Molding Compound，SMC)：不饱和 聚酯树脂浸渍短切纤维或毡片，经增稠后制得薄片状模塑料。 在生产时，只需将片状模塑料裁剪、叠合后放入模具中热压， 就可得到制品。
模压成型工艺
b、模压料中多加入纤维及填料可降低收缩率。 原因：玻纤及填料的收缩率小于树脂。
加入热塑性树脂粉可显著降低制品收缩，后面课 程讨论。
（2）、模具结构和制品形状的影响 模具的结构不同对制品的收缩尺寸也有影响，模具刚
度不够时，压制时变形会使尺寸增大，特别对较薄的制 品因为压制时的变形，使制品尺寸有时会大于模具尺寸。 因此，要根据生产经验考虑模具结构的影响。
4.2.3.3 模压料的压缩性
压缩比： 是指模压料和模压制品比容的比值。 即制品密度与模压料密度的比值。
压缩比＝ 模压料比容 ＝ 制品密度 制品比容 模压料密度
压缩比过大，即模压料过于蓬松，给装模带来困难， 对于压缩比太大的模压料，一般需要采取预成型工艺。 纤维状的模压料的压缩比一般为6～10。
作业：1、什么是模压料的收缩性？由哪几种收缩组成？ 2、简述成型工艺条件对模压制品收缩率的影响。
（4）高聚物分子结构的影响 a、分子量愈大，粘度愈大。分子量愈大一般链段愈多， 分子链重心的相对移动愈难，即粘度愈大，流动性愈差。
粘度与分子量间的关系：
3.4
0 AM w
η0——剪切速度较低时的表观粘度 A ——经验常数 Mw——重均分子量
b、刚性高分子流动性差，由于刚性高分子的链段长， 因此流动困难。 c、分子量相同，支链愈多、愈短，粘度愈低，流动愈 好。
工艺流程： 树脂调配 ↓
玻璃纤维→热处理→切割→混合→撕松→烘干→模压料
模压料配方： P75，表4-1
生产步骤： 以镁酚醛为例 P75 ，8条
设 备： 主要有纤维切割机、捏合机、撕松机
4.2.2.2 短纤维模压料的质量控制 指标： 树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量。
见P76 表4-2
加入热塑性树脂粉可显著降低制品收缩，后面课 程讨论。
（2）、模具结构和制品形状的影响 模具的结构不同对制品的收缩尺寸也有影响，模具刚
度不够时，压制时变形会使尺寸增大，特别对较薄的制 品因为压制时的变形，使制品尺寸有时会大于模具尺寸。 因此，要根据生产经验考虑模具结构的影响。
4.2.3.3 模压料的压缩性
压缩比： 是指模压料和模压制品比容的比值。 即制品密度与模压料密度的比值。
压缩比＝ 模压料比容 ＝ 制品密度 制品比容 模压料密度
压缩比过大，即模压料过于蓬松，给装模带来困难， 对于压缩比太大的模压料，一般需要采取预成型工艺。 纤维状的模压料的压缩比一般为6～10。
作业：1、什么是模压料的收缩性？由哪几种收缩组成？ 2、简述成型工艺条件对模压制品收缩率的影响。
（4）高聚物分子结构的影响 a、分子量愈大，粘度愈大。分子量愈大一般链段愈多， 分子链重心的相对移动愈难，即粘度愈大，流动性愈差。
粘度与分子量间的关系：
3.4
0 AM w
η0——剪切速度较低时的表观粘度 A ——经验常数 Mw——重均分子量
b、刚性高分子流动性差，由于刚性高分子的链段长， 因此流动困难。 c、分子量相同，支链愈多、愈短，粘度愈低，流动愈 好。
工艺流程： 树脂调配 ↓
玻璃纤维→热处理→切割→混合→撕松→烘干→模压料
模压料配方： P75，表4-1
生产步骤： 以镁酚醛为例 P75 ，8条
设 备： 主要有纤维切割机、捏合机、撕松机
4.2.2.2 短纤维模压料的质量控制 指标： 树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量。
见P76 表4-2
模压成型工艺
4.1 概 述
第四章 模压成型
课件
有较高的生产效率，适于大批量生产，制品 尺寸精确，表面光洁，可以有两个精制表面， 价格低廉，容易实现机械化和自动化，多数结 构复杂的制品可一次成型，无需有损于制品性 能的辅助加工，制品外观及尺寸的重复性好。
4.1 概 述
压模的设计与制造较复杂，初次 投资较高，制品尺寸受设备限制，一 般只适于制备中、小型玻璃钢制品。
第四章 模压成型
度异形制品或具有 耐腐蚀、耐热等特 殊性能的制品
课件
主要用于制备高强 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种分类：
（1）纤维料模压法
树脂预混或预浸纤维模压 料，然后模压成型制品。
4.1 概 述
（2）织物模压
将预先织成所需形状的两向、三 向或多向织物经树脂浸渍后进行模压。 质量稳定，但成本高，适用于有特殊 性能要求的制品。
指标：
树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量。
几种典型模压料的质量指标
指标
模压料类型
树脂含量 % 40~50 40±4
35±5(玻璃) 40±4(高硅氧)
挥发物含量 不溶性树脂含量 % % 2~3.5 2~4
<4
镁酚醛/玻璃纤维 机械法 氨酚醛/玻璃纤维
手工法 氨酚醛料
5~10 <15
3~20
第四章 模压成型
第四章 模压成型
4.2.2 模压料的制备及质量控制
课件
4.2.2 模 压 料 的 制 备 及 质 量 控 制
优点：
短纤维模压料呈混乱状态，纤维 无一定方向。模压时流动性好，适宜 制造形状复杂的小型制品。
缺点： 纤维强度损失较大；比容大，模压时 装模困难，模具需设计较大的装料室并需 采用多次预压程序合模，劳动条件欠佳。
模压成型工艺
模压成型过程
PART 01 PART 02 PART 03 PART 04 PART 05 PART 06 PART 07
放置嵌件 加料 闭模 排气
保压固化 脱模
后处理
放置嵌件
要求
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
模压成型制件
LOREM
LOREM
模备
PART 01
预压
PART 02
预热
预压
即将松散的原料在室温下按一定质量预 压成一定形状锭料
预压的作用
减少塑料成型时的体积，有利于加料操作 和提高加热时的传热速度，从而缩短了模压时 间；
减少物料体积，提高了制品质量，也使加 料室深度降低，从而降低模具重量；
模压成型过程
保压固化
脱模
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
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
后处理
去飞边，毛刺表面抛 光等。作用：使塑料固 化更趋完全，提高制品 性能。
模压成型特点
①生产效率高，便于实现专业化 和自动化生产； ②产品尺寸精度高，重复性 好； ③表面光洁，无需二次修饰； ④能一次成型结构复杂的制品 ⑤因为批量生产，价格相对低廉。
优点
①成型周期较长，效率低，对工 作人员有着较大的体力消耗。 ②不能成型有很高尺寸精度要求 的制品 ③模具制造复杂，投资较大，加 上受压机限制，只适合于批量生 产中小型复合材料制品。
缺点
由于粉状模塑料在加料时会飞扬，容易污 染环境，经预压后就会消除这一问题。
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。
模压成型工艺—模压成型操作(塑料成型加工课件)
热固性塑料在一定的合模压力和模具温度下保 持一段时间，达到一定的交联程度。
在加热加压的状态下，物料快速发生化学交联 反应，交联程度快速提高，树脂分子链由线性结构 变成三维网路结构，物料固化，物理机械性能提高。 有时候，为了提高生产效率，在制品能够不变形脱 模时就暂时结束热压固化过程，然后再通过后处理 完成固化的后期过程。
首先，要检查模具是否有油污、碎屑或异物， 并清理干净，如果需要可适当喷涂脱模剂。然后， 向模具型腔加入物料，尽可能放在模具型腔的中间， 流动阻力大的部位应多放一些料。加料量直接影响 制品的密度和尺寸，加料量过多制品易产生飞边， 厚度尺寸不精确；加料量过少则预压，使树脂充满整个型腔。 在预压过程中应让模具缓慢合紧，使树脂有足 够的时间在模腔内流动，并且避免树脂因合模过快 被空气带出，使制品造成破坏。
模压成型
模压工艺操作
一、模压工艺流程
热固性塑料模压成型的工艺过程包括加料、预压、 排气、固化和脱模等。
二、操作过程
1.开机预热
先接通电源，然后启动模压机开关。将模具放 到加热板上，点击“主缸上”合模；通过控制面板 设置加热板温度，打开加热热开关启动加热，当温 度达到设置值后再恒温一段时间。
2.加料
4.排气
通过适当的卸压松模排除气体，该过程可和预 压配合进行。
热固性塑料在模压时发生化学交联反应，常伴 有水蒸汽和小分子挥发物放出，因此需要短暂的时 间打开模具，使水蒸汽、小分子挥发物和空气排除， 避免对制品造成缺陷影响。排气完成后，应在物料 还处于良好流动状态时迅速闭模，对物料加热加压。
5.固化
6.脱模
固化后让制品和模具分离。脱模速度不能过 快，否则制品容易变形，而速度过慢则会影响生 产效率。当制品脱模后，要认真清理模具，用铜 制工具取出模具上的杂志和附着物，为下一个制 品的生产做准备。
第四章模压成型工艺
方法：制品中尽量不预设孔， 制品固化后在低应力区钻孔。
6)翘曲 原因:制品厚度不均匀或制品形状复杂引起不均匀收缩。
方法:制品尽可能等厚度设计；优化模具设计，降低 模压料流动阻力，使模压料固化均匀。
§ 4-2. 模压料
树脂、增强材料、辅助剂构成模压料的三 大块。 § 4-2-1. 原 料 1、树脂： 酚醛型（镁、氨酚醛，改性聚乙烯醇缩丁 醛），环氧型（634，648，F-46），环氧 酚醛型（也可列为酚醛型），聚酯型。
(2)模压料的收缩性 定义：脱模后尺寸会减小是模压料的固有特性。 Q：收缩率 A、实际收缩率：模具空腔或制品在压制温度下 的尺寸与制品在室温下的尺寸之间的差值。 Q实=(a-b)/b×100% a：模具空腔或制品在压制温度下的尺寸mm b：制品在室温下的尺寸mm
B、计算收缩率：在室温下模具空腔尺寸与制品尺 寸之间的差值。Q计=(c-b)/b×100% c：模具空腔在室温下的尺寸mm，设计模具时的重 要数据。 C、收缩的主要原因：热收缩和结构（化学）收缩。 热收缩：模压制品的线膨胀系数比模具材料大（塑 料线膨胀系数25~120×10-6℃-1，钢材线膨胀系数 11×10-6℃-1）因此制品脱模冷却后收缩率大于模具 收缩率。 制品小，模具大（与墙地砖热压后膨胀正好相反） 见表4-3
2
g/s
加热时间min
b、模压料质量指标与组分 挥发份对流动性影响： 挥发份增加，流动性增加 挥发份过高，成型时树脂大量流失 挥发份过低，流动性下降，成型难
c、增强材料形态、含量 线性好于平面性，短比长好，短长混用。 d、合理的压制制度，模具的结构、形状及光洁 度都会有影响流动性过大的，合模时产生溢料， 局部聚胶、贫胶和纤维分布不均。
f、撕松的预混料在网格屏上晾臵。 g、80℃烘房中烘20~30min，进一步除去水分和 挥发物。 h、装入塑料袋中备用。 (2)预浸法 a、纤维从导架导出，经集束环经入胶槽浸渍。 b、浸渍后，过割胶辊进入第一、二级烘箱烘干。 第一级温度110~120℃，第二级温度150~160℃。 c、牵引辊牵出、切割。
模压成型工艺—模压成型工艺(塑料成型加工课件)
四、模压时间
模压时间是指从闭模加压起，物料在模具中升温 到固化脱模的整个阶段时间，它直接影响制品的固化 程度和生产周期。模压时间与物料的种类、制品的形 状、模压压力和温度等有关，需要合理控制模压时间。
模压时间的长短对制品的性能影响很大。模压时 间短，物料固化不完全，制品物理性能较差，脱模后 易变形。时间过长则会使物料交联程度过高，使制品 产生内应力而影响物理机械性能，严重时会使制品开 裂。
因此，对模具温度的选择要综合考虑塑化流动 效果、交联固化速率和物料的热稳定性等因素。要 保证物料能充满整个模腔的同时，缩短固化时间， 还要防止物料因过热而变质。
三、热固性塑料的模压
加热软化
流动充模
交联固化
定型脱模
（1）橡胶原材料加热软化； （2）在良好的流动状态下充满整个模腔； （3）在加热条件下，发生交联反应，橡胶固化； （4）直接打开模具，将已经固化的橡胶制品取出。
模压成型
模压工艺参数
一、模压用量
指模压时的物料用量，根据制品体积或质量进行 选择。
溢式
ห้องสมุดไป่ตู้
不溢式
半溢式
二、模压压力
模压压力是指合模时，模具对塑料所施加的压力。 模压压力具有以下作用： 1.使塑料在模具中加速流动，充满模腔；增加塑料的密 实度； 2.克服物料在固化反应中的内部压力，防止制品出现肿 胀、起泡、脱层等缺陷； 3.保持固定的形状和尺寸； 4.防止制品在冷却时发生变形。
三、模压温度
热固性塑料在模压时，模具温度是影响物料塑 化流动和固化成型的主要因素，它决定模压过程中 交联反应的速度，并影响物料的充模过程和制品的 最终性能。
物料受温度的作用，其黏度和流动性会发生很 大的变化。在较低温度内，物料的流动性随温度的 上升而增加，黏度降低；在较高的温度范围内，化 学交联反应起主导作用，随温度升高交联反应迅速 加快，流动性迅速降低，制品固化。
模压成型工艺
4 模压成型工艺(Compression Molding Process)4.1 概述4.2 模压料4.3 SMC成型工艺4.4 模压工艺/technology.html4.1 概述模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。
它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。
模压成型工艺是利用树脂固化反应中各阶段特性来实现制品成型的，即模压料塑化、流动并充满模腔，树脂固化。
在模压料充满模腔的流动过程中，不仅树脂流动，增强材料也要随之流动，所以模压成型工艺的成型压力较其他工艺方法高，属于高压成型。
因此，它既需要能对压力进行控制的液压机，又需要高强度、高精度、耐高温的金属模具。
用模压工艺生产制品时，模具在模压料充满模腔之前处于非闭合状态。
用模压料压制制品的过程中，不仅物料的外观形态发生了变化，而且结构和性能也发生了质的变化。
但增强材料机恩保持不变，发生变化的主要是树脂。
因此，可以说模压工艺是利用树脂固化反应中各阶段的特性来实现制品成型的过程。
当模压料在模具内被加热到一定温度时，其中树脂受热熔化成为粘流状态，在压力作用下粘裹纤维一道流动直至填满模腔，此时称为树脂的“粘流阶段”。
继续提高温度，树脂发生化学交联，分子量增大。
当分子交联形成网状结构时，流动性很快降低直至表现一定弹性。
再继续受热，树脂交联反应继续进行，交联密度进一步增加，最后失去流动性，树脂变为不溶不熔的体型结构，到达了“硬固阶段”。
模压工艺中上述各阶段是连续出现的，其间无明显界限，并且整个反应是不可逆的。
模压成型始于1909年，当时主要用于生产酚醛树脂复合材料制品。
随着SMC、BMC 和新型塑料的出现，模压成型工艺发展较快，所占比例仅次于手糊、喷射和连续成型，居第三位。
优点：模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。
模压成型
1－纸浆填充脲醛；
2－纸浆填充三聚腈胺甲醛 3－木浆填充酚醛
第四章 模压成型
4.2.3 模 压 料 的 工 艺 性 及 影 响 因 素
（6） 其他 树脂含量高 挥发份含量高 纤维长度短 模具光洁
课件
流动性大。过高影响产品质量，增 加产品成本。 流动性大。过大产品收缩率大，易 生产翘曲变形。 流动性大。但增强效果差。
热固性聚合物的流动性，其影响因素十分复杂。
第四章 模压成型
流动性＝f（γ，T，t· · · · · · ） （热固性树脂）
课件
4.2.3
γ——剪切速率;
T——温度;
t——时间
模 （1）压力的影响 压 料 成型压力↑ → 剪切速率↑，流动性↑ 的 工 原因：压力增加时，可提高聚合 流 时间温度一定 艺 物剪切变形和剪切速率 ， 动 速 性 使大分子链局部取向，以 度 及 及部分分子链断裂 ，分子 影 量减小等因素导致流动性 响 增加。如右图 。 因 素
第四章 模压成型
2）、纤维长度 过长—— 结团、不利于捏合 过短—— 影响强度 机械预混 20～40 mm
课件
4.2.2 模 压 料 的 制 备 及 质 量 控 制
手工预混
30～50 mm
3）、浸渍时间（捏合时间） 浸透的前提下，尽可能缩短浸渍时间，因为捏合时 间长，纤维强度损失大。
第四章 模压成型
流动性大。
第四章 模压成型
4.2.3 模 压 料 的 工 艺 性 及 影 响 因 素
课件
应该指出： 模压料熔体只要求有合适的流动性，并不 是流动性愈大愈好。流动性过大会产生一 系列不良现象。 浪费材料 如：
和模时溢料过多； 质量不好
纤维与树脂离析； 产品不同部位聚胶、贫胶。
模压成型
模压成型
龚鑫 108045014 俞文安 108045012
1 模压成型的工艺特性
• 模压成型工艺是将一定量 预浸料放入到金属模具的 对模模腔中，利用带热源 的压机产生一定的压力的 温度和压力，合模后在一 定的温度和压力作用下使 预浸料在模腔内受热软化， 受压流动，充满流动，充 满模腔成型和固化，从而 获得复合材料制品的一种 工艺方法，见图1
模压时间
• 模压时间是指固化过程所需要的时间，指 预浸料放入工装模具中开始升温，加压至 固化完全这段时间 • 模压时间太短，固化不完全，制品物理和 力学性能低，表面粗糙度差，制品易出现 变形 • 但模压时间过长，树脂交联过度，制品内 应力会增加，因此选择适当的模压时间
挥发物
• 模压过程中，挥发物含量对预浸料的流动 性影响很大。挥发物含量大，模压时间预 浸料流动性大，过高的挥发物含量使预浸 料流动性过大引起树脂基体流失，制品产 生气泡，表面粗糙度下降等现象，但挥发 物含量过低又会使预浸料流动性降低，造 成复合材料制品成型困难
• 模压成型工艺的特点是在成型过程中需要 加热，加热的目的是使预浸料中树脂软化 流动，充满模腔，并加速树脂基体材料的 固化反应
2 模压成型工艺
• 模压成型的工艺流程图主要简述如下：
3 模压成型工艺条件及控制
• 热固性塑料在模压成型过程中，在一定温 度和压力的外加作用下，物料进行着复杂 的物理和化学变化，模具内物料承受的压 力，温度以及塑料的体积随时间而变化 • 影响模压成型过程的主要因素是压力，温 度，时间
复合材料制品缺陷，产生原因及预 防措施
• 影响复合材料制品质量的因素诸多，从原 材料的选用到预浸料的制备和储存，从生 产环境到每道工序都会影响最终制品的性 能，对于复合材料，最终制品一旦发生重 大质量问题则较难挽救，特别是较大的整 体成型制品，所以要采取措施积极预防， 下面是几个预防措施
龚鑫 108045014 俞文安 108045012
1 模压成型的工艺特性
• 模压成型工艺是将一定量 预浸料放入到金属模具的 对模模腔中，利用带热源 的压机产生一定的压力的 温度和压力，合模后在一 定的温度和压力作用下使 预浸料在模腔内受热软化， 受压流动，充满流动，充 满模腔成型和固化，从而 获得复合材料制品的一种 工艺方法，见图1
模压时间
• 模压时间是指固化过程所需要的时间，指 预浸料放入工装模具中开始升温，加压至 固化完全这段时间 • 模压时间太短，固化不完全，制品物理和 力学性能低，表面粗糙度差，制品易出现 变形 • 但模压时间过长，树脂交联过度，制品内 应力会增加，因此选择适当的模压时间
挥发物
• 模压过程中，挥发物含量对预浸料的流动 性影响很大。挥发物含量大，模压时间预 浸料流动性大，过高的挥发物含量使预浸 料流动性过大引起树脂基体流失，制品产 生气泡，表面粗糙度下降等现象，但挥发 物含量过低又会使预浸料流动性降低，造 成复合材料制品成型困难
• 模压成型工艺的特点是在成型过程中需要 加热，加热的目的是使预浸料中树脂软化 流动，充满模腔，并加速树脂基体材料的 固化反应
2 模压成型工艺
• 模压成型的工艺流程图主要简述如下：
3 模压成型工艺条件及控制
• 热固性塑料在模压成型过程中，在一定温 度和压力的外加作用下，物料进行着复杂 的物理和化学变化，模具内物料承受的压 力，温度以及塑料的体积随时间而变化 • 影响模压成型过程的主要因素是压力，温 度，时间
复合材料制品缺陷，产生原因及预 防措施
• 影响复合材料制品质量的因素诸多，从原 材料的选用到预浸料的制备和储存，从生 产环境到每道工序都会影响最终制品的性 能，对于复合材料，最终制品一旦发生重 大质量问题则较难挽救，特别是较大的整 体成型制品，所以要采取措施积极预防， 下面是几个预防措施
第4章 模压成型工艺-1
我国模压法在复合材料的各种成型工艺中，仅占10%左右 ，预计几年后模压法所占比例可升至25%，FRP产量可达 90~100吨。模压法之所以能迅速发展，主要是由于SMC、 BMC/DMC近年来发展较快。
第四章 模压成型
电机冲压模具
模压成型设备
汽车冲压模具
塑料椅模具
第四章 模压成型
第四章 模压成型
第四章 模压成型
（3）层压模压
不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收 缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切 将预先浸渍好树脂的玻纤布或毡，剪成所需 玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜 (聚乙烯或聚丙烯 形状，经叠层放入模具进行模压。适于成型薄壁 薄膜)形成的片状模压成型材料。 制品 ，或形状简单而有特殊要求的制品。 使用时除去薄膜，按尺寸裁剪，然后进行模压成型。
第四章 模压成型
4.2.2.1 短纤维模压料的制备 4.2.2
预混法
可采用手工预混法或机械预混法。 模 压 工艺流程： 料 的 制 树脂调配 备 ↓ 及 玻璃纤维→热处理→切割→ 蓬松→混合→撕松→烘干→模压料 质 量 控 制
第四章 模压成型
生产步骤： 以镁酚醛为例
4.2.2 模 压 料 的 制 备 及 质 量 控 制
4.1 概 述
加热加压的作用
使模压料塑化、流动，充满空腔，并使树脂发生固 化反应。不仅树脂流动、增强材料也要随之流动
第四章 模压成型
4.1 概述
模具 预热 脱模剂 涂刷 模压料 预成型 包 装 装 模 压 制 脱 模 修饰及 辅助加工 检 验 后处 理
4.1 概 述
模压料 预热
第四章 模压成型
模压工艺利用树脂固化反应中各阶段的特 性实现制品成型
模压成型工艺
温度对流动性的影响有极值点
第四章 模压成型
课件
流动性
4.2.3 模压料的工艺性及影响因素
B
C
A－总的流动曲线；
A
B－粘度对流动性影响曲线；
C－固化速度对流动性影响曲线
Tk
温度
温度对热固性聚合物流动性的综合影响
在Tk以前，温度对粘度的影响起主导作用，T↑→ 流动性↑，在Tk以后，聚合交联反应起主导作用，T↑→ 交联速度↑→流动性↓。
1
2
2
4 8 12 16 20 24
logγ
图4－5 分子量分布不同对流动曲线的影响
第四章 模压成型
课件
（3）层不压饱模和压聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收
缩添加将剂预、先填浸料渍、好内树脱脂模的剂玻、纤着布色剂或等毡混，合剪物成浸所渍需短切 玻薄形纤膜状粗)形，纱成经或的叠玻片层纤状放毡模入，压模两成具表型进面材加行料上模。保压护。膜适(于聚成乙型烯薄或壁聚丙烯
制品使，用或时形除状去简薄单膜而，有按特尺殊寸要裁求剪的，制然品后。进行模压成型。
第四章 模压成型
课件
有较高的生产效率，适于大批量生产，制品 尺寸精确，表面光洁，可以有两个精制表面， 价格低廉，容易实现机械化和自动化，多数结 构复杂的制品可一次成型，无需有损于制品性 能的辅助加工，制品外观及尺寸的重复性好。
4.1 概述
压模的设计与制造较复杂，初次 投资较高，制品尺寸受设备限制，一 般只适于制备中、小型玻璃钢制品。
在固化前的一段时间内，粘度对温度敏感，随 时间增加，聚合物内部温度提高，粘度下降， 流动性提高。过此之后聚合交联反应进一步进 行，并且占据了主要地位，分子量迅速增加， 流动性下降。
第四章 模压成型
第四章 模压成型
课件
流动性
4.2.3 模压料的工艺性及影响因素
B
C
A－总的流动曲线；
A
B－粘度对流动性影响曲线；
C－固化速度对流动性影响曲线
Tk
温度
温度对热固性聚合物流动性的综合影响
在Tk以前，温度对粘度的影响起主导作用，T↑→ 流动性↑，在Tk以后，聚合交联反应起主导作用，T↑→ 交联速度↑→流动性↓。
1
2
2
4 8 12 16 20 24
logγ
图4－5 分子量分布不同对流动曲线的影响
第四章 模压成型
课件
（3）层不压饱模和压聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收
缩添加将剂预、先填浸料渍、好内树脱脂模的剂玻、纤着布色剂或等毡混，合剪物成浸所渍需短切 玻薄形纤膜状粗)形，纱成经或的叠玻片层纤状放毡模入，压模两成具表型进面材加行料上模。保压护。膜适(于聚成乙型烯薄或壁聚丙烯
制品使，用或时形除状去简薄单膜而，有按特尺殊寸要裁求剪的，制然品后。进行模压成型。
第四章 模压成型
课件
有较高的生产效率，适于大批量生产，制品 尺寸精确，表面光洁，可以有两个精制表面， 价格低廉，容易实现机械化和自动化，多数结 构复杂的制品可一次成型，无需有损于制品性 能的辅助加工，制品外观及尺寸的重复性好。
4.1 概述
压模的设计与制造较复杂，初次 投资较高，制品尺寸受设备限制，一 般只适于制备中、小型玻璃钢制品。
在固化前的一段时间内，粘度对温度敏感，随 时间增加，聚合物内部温度提高，粘度下降， 流动性提高。过此之后聚合交联反应进一步进 行，并且占据了主要地位，分子量迅速增加， 流动性下降。
第四章 模压成型
第《4》章模压成型
备 及 质
玻璃纤维→热处理→切割→
↓ 蓬松→混合→撕松→烘干→模压料
量
控
制
第四章 模压成型
课件
生产步骤： 以镁酚醛为例
4.2.2
(1) 玻璃纤维在180℃下干燥处理40~60min；
(2) 将烘干后的纤维切成30~50mm长度并使之疏松；
模 (3) 按树脂配方配成胶液，用工业酒精调配胶液密度
压
1.0g/cm3左右；
2~3.5 2~4
5~10 <15
量 控
手工法
氨酚醛料
35±5(玻璃) 40±4(高硅氧)
<4
3~20
制
第四章 模压成型
课件
影响模压料质量的主要因素 1）树脂溶液粘度
4.2.2
模
降低胶液粘度有利于树脂对纤维浸渍，并
压
可减少捏合过程的纤维强度损失。
料
的
粘度过低，在预混过程中会导致纤维离析，
制
影响树脂对纤维的粘结。
模 压
制 渗品透。较但困由难于，树有且脂两需层 消调玻 耗配璃 大布 量的 玻阻 璃碍 布， ，树 成脂 本对 增纤加维。的均匀存快放速
料 浸毡法
的 制 备 及
纱线将点准玻 ：备璃纤纤维维成束束切整状割束比通较过紧浸密撕胶，松、在烘备干料、过短程切中而纤制维树得强脂。度调特损配 失较小，模压料的流动性及料束之间的互溶性稍差。
压 料
制造形状复杂的小型制品。
的 制
缺点：
备 及 质 量
纤维强度损失较大；比容大，模压时 装模困难，模具需设计较大的装料室并需 采用多次预压程序合模，劳动条件欠佳。
控
制
第四章 模压成型
课件
第四章 模压成型
低，适合压制扁平盘状或碟状制品。此类模具适应性较好，一般可用于压制各种形状简
单，厚度不大，对尺寸及强度方面要求不高的普通制品。对于薄壁或壁厚的均匀性有严 格要求的、带片状或纤维填料的塑料制品不适合采用这类模具。因阴模较浅，也不宜压 制收缩率很大的塑料。
第11页
第四章
1－上模板； 2－组合式阳模； 3－导合钉； 4－阴模； 5－气口；
管路构成的一个密闭系统。小柱塞油泵给油施力F1，油液产生压力P，根据帕斯卡定律， P将等值地传递到活塞上，由于活塞面积比小柱塞面积大得多，故所产生的力F2很大， 利用F2给加热模具加压而成型制品。
第5页
第四章
图1 液压机的工作原理 1.小柱塞 2.活塞 3.上压板 4.模具 5.工作台 典型的液压机主要由机身（包括上、下横梁 及立柱）、活动横梁、顶出机构、工作油缸、 液压传动及电气控制系统等组成。 液压机的结构形式也很多，主要可分为上压 式液压机和下压式液压机。
腔表面光滑且设计合理，则流动性好。另外，在模压前对模塑料进行预热，升高模压温
度皆能提高流动性。 不同的产品对模塑料的流动性有不同的要求，形状复杂和薄壁制品要求模塑料有较 大的流动性。如果流动性太小，模塑料难以充满模腔，造成某些位置缺料，不能成型大 型、复杂的制品。但流动性也不能太大，否则会使较多模塑料熔融后溢出模具型腔，而 造成制品不密实，或树脂与填料分头聚集，产品质量下降。
第3页
第四章
模压成型设备
01
压机
上压式液压机 下压式液压机 溢式压缩模 不溢式压缩模 半溢式压缩模
02 模具
第4页
第四章
模压成型的主要设备是压机，压机是通过模具对塑料施加压力，在某些场合下压机 还可开启模具或顶出制品。压机有机械式和液压式，目前常用的是液压机。
模压成型工艺
模压成型工艺XX恒力液压机械制造有限企业模压成型工艺是复合资料生产中最古老而又富裕无穷活力的一种成型方法。
它是将必定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。
模压成型工艺的主要长处：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型构造复杂的制品；⑤因为批量生产，价钱相对便宜。
模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最合适于批量生产中小型复合资料制品。
跟着金属加工技术、压体制造水平及合成树脂工艺性能的精益求精和发展，压机吨位和台面尺寸不停增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐渐向大型化发展，目前已能生产大型汽车零件、浴盆、整体洗手间组件等。
模压成型工艺按加强资料物态和模压料品种可分为以下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在必定的温度和压力下成型复合资料制品的方法。
该方法简易易行，用途宽泛。
依据详细操作上的不一样，有预混料模压和预浸料模压法。
②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其他织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，而后在金属模具中加温加压成型复合资料制品。
③织物模压法将早先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，而后放入金属模具中加热加压成型为复合资料制品。
④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其他织物，裁剪成所需的形状，而后在金属模具中经加温或加压成型复合资料制品。
⑤环绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），经过专用环绕机供给必定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合资料制品。
X片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，而后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。
⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相像的预成型坯料，将其放入金属模具中，而后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混淆物），在必定的温度和压力下成型。
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Pg
式中：Pm — 模压压力（MPa） Pg — 压机实际使用的液压，即表压（MPa） Pm — 制品在受力方向上的投影面积（cm 2） D — 压机主油缸活塞的直径（cm） 一般，热固性塑料如PF、UF： Pm 15～30 MPa
模压成型
3.2 模压压力
模压压力与模压温度有关 guan关
A：塑料可以充满模腔 B：塑料不能充满模腔
流动性↓ 固化速度↓ 压缩率↓ 经过预热 模压温度↑ 成型条件 制品厚度↑ 形状复杂↑ 制品密度↑
模压压力↑ 模压压力↑ 模压压力↑ 模压压力？ 模压压力？ 模压压力↑ 模压压力↑ 模压压力↑
工艺性能
模压成型
3.2 模压压力
成型时所需的模压压力： Pm
D 2
4 Am
目录
4.2
热固性模塑料成型的工艺
模压成型
影响模压成型因素
流动性
模压成型工 艺性能
固化速率 成型收缩率 压缩率
模压温度
模压成型工 艺条件
模压压力
模压时间
模压成型
2.1 流动性 流动性是指其在受热和受压情况下充满整个 模具型腔的能力。
影响流动性的因素：压模塑料的性能和组成 （分子量、颗粒形状、小分子、反应程度、 水）；模具与成型条件 （光洁度、流道形状、 预热）。
压力的作用：
促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 克服放出的低分子物及塑料中的挥发物所产生的压力，从 而避免制品出现气泡、肿胀或脱层。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。
模压成型
3.2 模压压力
模压压力的选择与被模压塑料的工艺性能和制品的成型条件有关：
模压成型
2.1 流动性
太小
难以充满型腔，易缺料 不能模压大型、 复杂 及厚制品。
太大
溢出模外 在型腔内填塞不密
树脂与填料相分离
模压成型
2.2 固化速率
用于衡量热固性塑料在压制成型时化学反应（交联）的速度。
定义：热固性塑料在一定温度和压力下， 从熔融、流动到交联固化为制品的过程中， 单位厚度的制品所需的时间，以s/mm表示， 固化速率依赖于：塑料的交联反 应性质，成型时的具体情况：预 压、预热、成型温度和压力。
（即Pm高才能顺利充模）
模压成型
3.1 模压温度 一般情况下，温度升高，固化速度加快，固化时间缩短，周期变短， 对生产有利。
模温太高
树脂分解； 固化速度太快，造成外层 先固化，不再流动，气体 难以排出，制品缺料，内 应力增加，制品质量下降。
模温太低
固化不足，质量下降； 固化周期长；
模压成型
3.2 模压压力
模压成型
3.3 模压时间 指塑料从充模加压到完全固化为止的这段时间。 模压时间的长短决定于： 硬化速度（与树脂种类有关）； 制品的形状、厚度； 压模工艺条件：温度、压力 ； 是否预压、预热 ；
温度升高，固化速率快，模压时间变短，周期变短； 压力的影响不明显，但随着压力升高，模压时间略 有下降。
一般高分子材料的SL在1～3％，是模具设计的重要指标。
模压成型
产生原因
化学结构的变化（交联）、热收缩、弹性回 复、塑性形变
工艺条件、模具和制品的设计、塑料的性质
影响因素
不良后果
制品翘曲、开裂
解决办法
预热、严格工艺规程
模压成型
2.4 压缩率 是粉状或粒状的热固性塑料的表观比重与制品比重之比。即压塑 料在压制前后的体积变化。
模压成型
2.6 压缩压力
对模压成型的工艺条 件：压力、温度、时 间三者要综合考虑。
一般原则：在保证制品质
量的前提下，尽可能地降
低压力、温度和缩短时间。
模压成型
谢谢大家
此值越小，固化速率越快。
模压成型
2.2 固化速率 固化速率太大： 过早固化，流动性下降快，易缺料 不能压制薄壁和形状复杂的制品 排气效果差
固化速率太小：
生产周期，生产效率。
模压成型
2.3 成型收缩率 成型收缩率指的是热固性塑料在高温下模压成型后脱模冷却至 室温，其各向尺寸的收缩程度。
模压成型
常见热固性塑料模压成型工艺
塑料种类 苯酚甲醛塑料 三聚氰胺甲醛塑料 脲甲醛塑料 环氧塑料 有机硅塑料 呋喃塑料 模压温度℃ 145~180 140~180 135~155 145~200 150~190 135~150 模压压力 MPa 7~42 14~56 14~56 0.7~14 7~56 0.69~3.45
模压成型
2.4 压缩率
产生后果：
Rp越大，所需的模具装料室 越大，消耗模具钢材，不利 于传热，生产效率低，易混 入空气。
解决方法：
预压。酚醛压缩粉 经预压：Rp从 2.8→1.25
模压成型
4.3 模压成型的工艺条件
模压温度
模压压力
模压时间
模压成型
3.1模压温度 即成型时的模具温度。塑料受热熔融来源于模具的传热。 模压温度的高低，主要由塑料的本性来决定－交联的要求。
模温影响：
塑料的流 动性 成型时的充 满是否顺利 固化速率
制品的质量
模压成型
3.1 模压温度
在一定温度范围内： T ：硬化速度 ，粘度 ，流动性 。 但又由于T ，固化速度 ，使粘度 ，故流动性 。 所以：随T ，流动性 — 温度曲线具有峰值。 如果Tp 软化趋势＞交联趋势 Pm （即Pm 低也能顺利充模） 如果Tp 交联趋势＞软化趋势 Pm
模Hale Waihona Puke 成型3.3 模压时间厚度的影响：
PF制品厚度与模压温度和固化时间的关系
模压成型
3.3 模压时间 预热的影响： 预热减少了塑料的充模和升温时间，可使整个模压时间缩短。 模压时间长，可使制品交联固化完全，性能上升。 模压时间太长： 生产效率降低； 长时间高温将使树脂降解。 模压时间太短： 硬化不足，外观无光，性能下降； 一般，PF、UF的模压时间为：1min / 1mm制品厚度。