塑料成型工艺基础
《塑料成型工艺学》复习资料整理总结
《塑料成型工艺学》复习资料整理总结1、液体的流动和变形受到的应力有剪切、拉伸和压缩三种应力。
三种应力中，剪切应力对塑料的成型最为重要。
2、假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。
对聚合物溶液来说，当它承受应力时，原来由溶剂化作用而被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就会被挤出，这样，粒子或盘绕大分子的有效直径即随应力的增加而相应地缩小，从而使流体粘度下降。
因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小成正比，但不一定是线性关系。
对聚合物熔体来说，造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之间的缠结。
当缠结的大分子承受应力时，其缠结点就会被解开，同时还沿着流动的方向规则排列，因此就降低了粘度。
缠结点被解开和大分子规则排列的程度是随应力的增加而加大的。
3、膨胀性流体的表观粘度会随剪切应力的增加而上升。
4、表观粘度：非牛顿流体流动时剪切应力和剪切速率的比值称为表观粘度。
5、挤出胀大：聚合物熔体在挤出模口后膨胀使其横截面大于模口横截面的现象，由弹性效应引起。
6、鲨鱼皮症：是发生在挤出物表面上的一种缺陷。
这种缺陷可自挤出物表面发生闷光起，变至表面呈现与流动方向垂直的许多具有规则和相当间距的细微棱脊为止。
7、熔体破碎：熔体破碎是挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。
8、塑料加热与冷却不能有太大的温差塑料是热的不良导体，导热性较差。
加热时，热源与被加热物的温差大，物料表面已达到规定温度甚至已经分解，而内部温度还很低，造成塑化不均匀。
冷却时温差大，物料表面已经冷却，而内部冷却较慢，收缩较大，形成较大的内应力。
9、剪切流动和拉伸流动的区别剪切流动是流体中一个平面在另一个平面的滑动，拉伸流动是一个平面两个质点间的距离拉长。
此外拉伸粘度还随所拉应力是单向、双向而异，剪切粘度则无。
10、交联过程的三个阶段：甲阶，这一阶段的树脂是既可以溶解又可以熔化的物质。
乙阶，此时树脂在溶解与熔化的量上受到了限制。
塑料成型工艺
第三章塑料成型工艺在塑料成型生产中，塑料原料、成型设备和成型所用模具是三个必不可少的物质条件，必须运用一定的技术方法，使这三者联系起来形成生产能力，这种方法称为塑料成型工艺。
塑料种类很多，其成型方法也很多，表3－1列出常用的成型加工方法与模具。
塑料的成型方法除了以上列举的六种外，还有压延成型、浇铸成型、玻璃纤维热固性塑料的低压成型、滚塑(旋转)成型、泡沫塑料成型、快速成型等。
本书着重介绍应用最广泛的注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型。
第一节注射成型原理与工艺一、注射成型设备（一）注射机的基本结构组成和工作过程1．注射机的基本结构组成注射机是塑料成型加工的主要设备之一。
注射机的类型很多，主要由注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统等组成，如图3－1所示。
图3—2所示为卧式注射机实物图。
图3－1 卧式注射机示意图1－锁模液压缸2－锁模机构3－移动模板4－顶杆5－固定板6－控制台7－料筒8－料斗9－定量供料装置10－注射液压缸图3－2 卧式注射机（1）注射装置的主要作用是将各种形态的塑料均匀地熔融塑化（塑化是指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程），并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔内，当熔料充满型腔后，仍需保持一定的压力和作用时间．使其在合适压力作用下冷却定型。
注射装置主要由塑化部件（螺杆、料筒、喷嘴）和料斗、计量装置、传动装置、注射及移动油缸等组成。
（2）合模装置的作用是实现模具的闭合并锁紧，以保证注射时模具可靠地合紧及脱出制品的动作。
合模装置主要由前后固定板、移动模板、连接前后固定用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模装置及塑料顶出装置等组成。
（3）液压传动和电气控制系统的作用是保证注射机按工艺过程的动作程序和预定的工艺参数（压力、速度、温度、时间等）要求准确有效地工作。
液压传动系统主要由各种液压元件和回路及其它附属设备组成。
电气控制系统则主要由各种电气仪表等组成。
注塑成型的工艺条件基础知识
注塑成型的工艺条件基础知识一、温度控制1、料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度;喷嘴温度和温度等..前两种温度主要影响塑料的塑化和流动;而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却..每一种塑料都具有不同的流动温度;同一种塑料;由于来源或牌号不同;其流动温度及分解温度是有差别的;这是由于平均分子量和分子量分布不同所致;塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的;因而选择料筒温度也不相同..2、喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的;这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"..喷嘴温度也不能过低;否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵;或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能3、模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大..模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求;以及其它工艺条件熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等..二、压力控制：注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种;并直接影响塑料的塑化和制品质量..1、塑化压力：背压采用螺杆式注射机时;螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力;亦称背压..这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的..在注射中;塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变;则增加塑化压力时即会提高熔体的温度;但会减小塑化的速度..此外;增加塑化压力常能使熔体的温度均匀;色料的混合均匀和排出熔体中的气体..一般操作中;塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好;其具体数值是随所用的塑料的品种而异的;但通常很少超过20公斤/平方厘米..2、注射压力：在当前生产中;几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力由油路压力换算来的为准的..注射压力在注塑成型中所起的作用是;克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力;给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实..三、成型周期完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期;也称模塑周期..它实际包括以下几部分：成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率..因此;在生产过程中;应在保证质量的前提下;尽量缩短成型周期中各个有关时间..在整个成型周期中;以注射时间和冷却时间最重要;它们对制品的质量均有决定性的影响..注射时间中的充模时间直接反比于充模速率;生产中充模时间一般约为3-5秒..注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间;在整个注射时间内所占的比例较大;一般约为20-120秒特厚制件可高达5~10分钟..在浇口处熔料封冻之前;保压时间的多少;对制品尺寸准确性有影响;若在以后;则无影响..保压时间也有最惠值;已知它依赖于料温;模温以及主流道和浇口的大小..如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的;通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准..冷却时间主要决定于制品的厚度;塑料的热性能和结晶性能;以及模具温等..冷却时间的终点;应以保证制品脱模时不引起变动为原则;冷却时间性一般约在30~120秒钟之间;冷却时间过长没有必要;不仅降低生产效率;对复杂制件还将造成脱模困难;强行脱模时甚至会产生脱模应力..成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关..一般的注塑机可以根据以下的程序作调校：根据原料供应商的资料所提供的温度范围;将料筒温度调至该范围的中间;并调整模温..估计所需的射胶量;将注塑机调至估计的最大射胶量的三分之二..调校倒索抽胶行程..估计及调校二级注塑时间;将二级注塑压力调至零..初步调校一级注塑压力至注塑机极限的一半50% ；将注塑速度调至最高.. 估计及调校所需要的冷却时间.. 将背压调至3.5bar.. 清除料筒内已降解了的树脂.. 采用半自动注塑模式；开始注塑程序;观察螺杆的动作..就需要而适当调节射胶速度和压力;若要使充模时间缩短;可以增加注塑压力..如前所述;由于十足充模之前会有一个过程;充模最终压力可以调至一级注塑压力的100%..压力最终都要调得够高;使可以达到的最大速度不受设定压力限制..若有溢料;可以把速度减低..每观察一个周期之后;便把射胶量及转换点调节..设定程序;使可以在第一级注塑时已能获得按射胶重量计算达到95-98% 的充模..当第一级注塑的注射量、转换点、注塑速度及压力均调节妥当后;便可进行第二级的保压压力的调校程序..按需要适当调校保压压力;但切勿过份充填模腔..调校螺杆速度;确保刚在周期完成之前熔胶已完成;而注塑周期又没有受到限制..缩短周期时间予提高生产率对大部分的注塑厂商来说;注塑周期可直接影响以下两个主要目的：1、每天从机械中得到更多的制件；2、制件合乎客人的要求..注塑周期由以下组成：周期开始--螺杆开始前进;注射；制件浇口冷却螺杆开始转动--塑化行程开始螺杆回位完成--螺杆转动停止如必要的话抽胶发生模具打开可能包括模芯的拉出制件充分冷却便可以顶出顶出模具闭合可能包括模芯的回位模具闭上--周期重新开始..自动注塑周期是在持续的相同次序下;同样的事情一次又一次地重复..周期有三个主要部分：开模时间；填充时间；模具闭合时间；保压时间提高生产力的目标是在极短时间内完成所有必要的动作;完成顶出;并确保模具得到保护包括拉出和退回滑块和侧位模芯..所以;任何;延迟开模时间的模具或注塑机的问题必须维修..另外;如每次注射的开模时间都不一样;制件将亦不一样..注塑填充模腔由1-2以流动性较好的材料而言如Delrin聚甲醛;Zytel及Zytel ST尼龙;及Crastin、Rynite聚脂;这填充时间应占整个周期1/10至1／8的时间;填充时最关键的是快速及稳定的螺杆推进时间;及最低和稳定的注塑压力..当螺杆向前推进将溶体由料管经喷咀;竖流道;横流通;浇口;再射入模腔;当中会遇到阻力..这阻力是由喷咀直径、流道尺寸、浇口大小、产品厚度;以及模具排气设计所影响..流动阻力应在模具内改善及减少;以达至填充平衡及稳定..否则由于填充不均匀而导致不同模腔所注塑的制品尺寸不同;强度不足;或外观不良..保压时间2-3当注塑结晶形材料时;保压时间是最重要的一段过程..这段时间是由熔体填充模腔99％开始至浇口凝固为终止..模件的强度及韧性都是决定于注塑后有否保持压力到熔体上直至部件／浇口凝固..保持压力时亦要预先保留一小段的熔胶位置在螺杆前..这保压的一段就是防止熔体凝固收缩后的空洞;或浇口位置的弱处等导致模件强度不足的关键..冷却时间4-7当熔体进入模腔;碰到金属表面时;熔体冷却的步骤就己经开始..由于聚甲醛;尼龙;及聚碳等半结晶材料的凝固温度很高;所以需要冷却的时间便很少..若以一般模件来说;在熔胶完成后;模件应该已经有足够的冷却时间..如果在顶出模件时发现出问题的话;可慢慢将冷却时间延长;直至问题解决为止..开模时间8-11模具开放的时间是整个周期的重要部份;特别是对有装嵌件的模具更是如此;甚至在比较标准的模具中;模具开放时间也经常高过整个周期的20％..影响开模的因素：第一项要考虑的是模具的速度和移动距离;模具在打开并顶出制件过程中移动的距离应减少以免浪费移动时间;当然;模具移动必须在模具再次关闭前足以让制件顺利脱离模具;所以;让制件脱模所需移动距离愈短;则其所花的的间愈少;当注射成型机处于良好状态;从高速打开到低速顶出的转换能够相当平稳..设备需要一些保养以完成这些速度上的变化;但是这些花费可以从模塑时间减少;节省时间而得到多倍的回报..为了达到最少的模具移动时间;调整减速限制开关;以便预出过程中模具不会过于接触或破坏制件;并优化行程的高速段..再者;适当的周期性的保养以确保这减速每次能重复..产生锁模压力时间在整个模具开放时间中是另一个阻延;这个时间可能经过机械磨损和液压阀失效的影响;因此周期性的机械保养可以保持良好的操作状态..注意：缩短模具打开行程到所必需的最小;以便制件和流道脱落排除任何使顶出困难的因素;像顶针周围的飞边披锋缩短顶出行程到所必需的最小值用最快的开模和闭模速度;同时要适当慢慢地中止和闭合以防止损坏模具寻找所有闭模和产生锁模压力中的阻延;它们表示机械或液压阀的故障在模具中大量的装嵌件活动也增长模具开放时间..稍加考虑产品设计减少倒扣就往往能使顶出动作自动化或半自动化进行若这延误是由模具损耗所导致;理应修理模具;以减低延误..养成良好的注塑机操作习惯养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处..1 开机之前：1检查电器控制箱内是否有水、油进入;若电器受潮;切勿开机..应由维修人员将电器零件吹干后再开机..2检查供电电压是否符合;一般不应超过±15%..3检查急停开关;前后安全门开关是否正常..验证电动机与油泵的转动方向是否一致..4检查各冷却管道是否畅通;并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水..5检查各活动部位是否有润滑油脂;并加足润滑油..6打开电热;对机筒各段进行加温..当各段温度达到要求时;再保温一段时间;以使机器温度趋于稳定..保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同..7在料斗内加足足够的塑料..根据注塑不同塑料的要求;有些原料最好先经过干燥..8要盖好机筒上的隔热罩;这样可以节省电能;又可以延长电热圈和电流接触器的寿命..2 操作过程中：1不要为贪图方便;随意取消安全门的作用..2注意观察压力油的温度;油温不要超出规定的范围..液压油的理想工作温度应保持在45~50℃之间;一般在35~60℃范围内比较合适..3注意调整各行程限位开关;避免机器在动作时产生撞击..3 工作结束时：1停机前;应将机筒内的塑料清理干净;预防剩料氧化或长期受热分解.. 2应将模具打开;使肘杆机构长时间处于闭锁状态..3车间必须备有起吊设备..装拆模具等笨重部件时应十分小心;以确保生产安全..注塑机使用中的一些知识一、背压的功用背压的应用可以确保螺杆在旋转复位时;能产生足够的机械能量;把塑料熔化及混合..背压还有以下的用途：把挥发性气体;包括空气排出射料缸外；把附加剂例如色粉、色种、防静电剂、滑石粉等和熔料均匀地混合起来；使流经螺杆长度的熔料均匀化；提供均匀稳定的塑化材料以获得精确的成品重量控制..所选用的背压数值应是尽可能地低例如4-15bar;或58-217.5psi;只要熔料有适当的密度和均匀性;熔料内并没有气泡、挥发性气体和未完全塑化的塑料便可以..背压的利用使注塑机的压力温度和熔料温度上升..上升的幅度和所设定背压数值有关..较大型的注塑机螺杆直径超过70mm/2.75in的油路背压可以高至25-40bar362.5-580psi..但需要注意;太高的背压引起在射料筒内的熔料温度过高;这情况对于热量很敏感的塑料生产是有破坏作用的..而且太高的背压亦引起螺杆过大和不规则的越位情况;使射胶量极不稳定..越位的多少是受着塑料的黏弹性特性所影响..熔料所储藏的能量愈多;螺杆在停止旋转时;产生突然的向后跳动;一些热塑性塑料的跳动现象较其他的塑料厉害;例如LDPE、HDPE、PP、EVA、PP/EPDM合成物和PPVC;比较起GPPS、HIPS、POM、PC、PPO-M和PMMA都较易发生跳动现象..为了获得最佳的生产条件;正确的背压设定至为重要;这样;熔料可以得到适当的混合;而螺杆的越位范围亦不会超过0.4mm0.016in..二、模具的开合一般来说;大多数注塑机所用的模具开合时间比引用的时间要慢约100-359%;这个差别与模具的重量、大小和复杂性有关;也和模具的安全保护在开合的操作中防止模具受损有关..典型的模具开合时间如下tcm:注塑机引用的时间单位：传统的双板模具：1-2tcm复合模具包括侧模芯和旋出装置的使用和多板模具：2-3.5tcm如模具开合的时间比实际运作的时间多15%;那么便需要修改模具或使用另一台注塑机来缩短时间..较新型注塑机能提供更快的开合速度;使用低模具开合模具传感压力;以启动锁模力合紧模具..注塑机操作员经常没有注意某一特定注塑机的机板速度或时间;而以个人经验来设定模具开合时间;这样往往会令运作时间长..在一个十秒的运作上减少一秒;便立即获得10%的改善;这个改善往往就是构成盈利和亏损的差..。
塑料成型工艺与模具设计
采用新型螺杆设计、优化口模结构等 方法，提高制品尺寸精度和表面质量。
05
模具设计的创新与实践
智能化模具设计
1
智能化模具设计是指利用先进的信息技术、人工 智能和大数据分析，实现模具设计的自动化、智 能化和精细化。
2
通过智能化设计，可以大大提高模具设计的效率 和精度，减少人工干预和误差，降低生产成本， 提高产品质量。
案例概述
本案例介绍了智能化技术在塑料成型工 艺与模具设计中的应用，以提高模具设
计的效率和精度。
快速原型制造
采用3D打印技术制作模具原型，缩短 了模具制作周期，降低了试模成本。
智能化技术应用
采用计算机辅助设计（CAD）软件进 行模具设计，利用仿真技术预测制品 成型过程和优化模具结构。
数据分析与优化
通过收集生产数据，分析制品缺陷和 模具问题，进一步优化模具设计和工 艺参数。
工艺特性要求
塑料成型工艺的特性决定了模具 设计的结构和尺寸，例如模具的 型腔、浇注系统、冷却系统等。
材料选择
塑料成型工艺对材料的要求也影 响了模具设计的选择，例如模具 材料的耐热性、耐磨性、耐腐蚀 性等。
模具设计对塑料成型工艺的制约
模具容量
模具的容量决定了能够成型的塑料制 品的大小和复杂程度。
模具温度控制
新材料选择
选用聚碳酸酯（PC）作为替代传统 聚乙烯（PE）的材料，具有更好的 强度、耐热性和透明性。
模具设计调整
针对新材料的特点，优化了模具结构 设计，如增加热流道、改进冷却系统 等。
工艺参数优化
根据新材料的特性，调整了注射温度、 注射压力、模具温度等工艺参数，提 高了成型效率和制品性能。
智能化模具设计实践案例
第一章塑料成型工艺及其模具设ppt课件
1.聚合物的结晶现象 （1）结晶的概念 （2）二次结晶和后结晶 （3）结晶速度和结晶度
1）结晶速度 2）结晶度 2.结晶对塑件质量的影响
通常结晶度大的塑件密度大，强度、硬度高，刚度、 耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑料，柔 软性、透明性较好，伸长率和冲击韧度较大。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
前锋料遇到障碍后分流－合流－熔接
1.3 聚合物成型过程中的物理行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.1.3 聚合物高分子的物理状态、力学及加工适应性
1. 高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系
1.2
聚合物的流变性质 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.2.1 聚合物的粘弹性质
1.成型过程中的应力和应变
2.聚合物变形流动时的粘弹性质
➢ 温度残余应力：由于注射型腔内快速的不均匀冷却固 化而产生的热应力。
1.4 聚合物成型过程中的化学行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.4.1 聚合物降解
定义：聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等 杂质以及空气中的氧作用，导致聚合物链断裂、分子变 小、相对分子质量降低的现象 。
第1章 塑料成型基础知识
聚合物的结晶不像小分子那样，可以完全结晶，结晶型聚合物是晶区 和非晶区相伴而生
结晶型聚合物：密度大、刚度大、耐热、抗熔
非晶态聚合物：密度小、柔软、韧性好、不耐热、不耐溶剂
1.1.3 高分子聚合物的物理状态、力学状态及加工适应性
1 线形聚合物
玻璃态： 适用机加工，例如：车削、钻孔等 高弹态： 适用压力成型、真空成型、中空成型。 粘流态： 适用挤出、注射、吹膜、熔融纺丝等。
1.2.2 聚合物的流动规律
1 牛顿型流体
符合下式的流体称为牛顿型流体： τ= η（dv/dr）= η(dr/dv)= ηﻵ 以切应力τ对剪切速率 ﻵ或者以粘度η对剪 切速率ﻵ作用所得到的曲线称为流体的流动 （或流变）曲线，它是确定塑料成型加工工 艺条件的重要依据。
1.2.2 聚合物的流动规律
浇口横截面高度和型腔深度相差不大
中速充型 质量较好
浇口横截面高度和型腔深度相差不大
低速充型 质量较好
1.2.4 聚合物熔体的充型流动
2 扩张流动充型与熔接痕
熔接痕：熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件、孔洞、流速不 连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时以 及发生浇口喷射充模时，因不能完全融合而产生线状的熔 接痕。
分子结构添加剂模具结构工艺条件等163塑料的其他工艺性能1结晶性结晶性与无定形树脂相比的特殊性在制定成型工艺与无定形树脂相比的特殊性在制定成型工艺参数时应考虑参数时应考虑热敏性热敏性加入热稳定剂或降低成型温度缩短成型周期加入热稳定剂或降低成型温度缩短成型周期物料使用前干燥物料使用前干燥44吸湿性吸湿性容易吸潮使用中注意保持干燥容易吸潮使用中注意保持干燥55水分和挥发物含量水分和挥发物含量危害多因此使用前要前处理模具危害多因此使用前要前处理模具开排气槽材料防腐开排气槽材料防腐66应力敏感应力敏感成型时易脆裂成型时想办法减小应力成型时易脆裂成型时想办法减小应力77相容性相容性选择相容性好的树脂或填料进行共混选择相容性好的树脂或填料进行共混88比体积与压缩比比体积与压缩比比容压缩率可计算出每模塑料需要的比容压缩率可计算出每模塑料需要的注射量注射量99硬化特性硬化特性只对热固性树脂成型中避免出现过熟和欠熟只对热固性树脂成型中避免出现过熟和欠熟本章作业本章作业
《塑料成型工艺学》PPT课件
重点: 线性非结晶型聚合物(无定形聚合物)的力学状态
3. 聚集态与加工性的关系 ① T<Tg 玻璃态 适于机械加工,如车削,锉削,制孔,切螺纹等.加工使用的最低温度是脆化温度Tb. ② Tg<T<Tf 高弹态 可进行较大变形的成型加工,如压延,中空吹塑,热成型等.但此形变是可恢复的.
③ T>Tf 粘流态 (Tf为粘流温度)可进行变形大,形状复杂的成型如注射,挤出等.此时的力学特点是,整个分子链的运动变为可能,在外力作用下,可发生不可逆的粘流持续形变. ④ T>Td(降解温度),制品外观质量和力学性能下降.
3.粘性和弹性形变
聚合物熔体在受有应力时，存在粘性和弹性两种形变 (1)特点：粘性变形没有回复的可能，但弹性变 形可以回复。 (2)松弛过程：弹性变形的发展和恢复过程 松弛时间：聚合物熔体受应力作用时表观粘度对弹性模量的比值 (3)变形大小的量度：无论受剪应力还是拉伸应力作用 变形经历时间>松弛时间，不可回复的粘性变形为主 变形经历时间<松弛时间，可恢复的弹性形变为主 例如锥形流到中既存在剪切形变也有拉伸形变，但流道越长，拉伸弹性变形的贡献越小，在截面不变的流道中不存在拉伸变形
特点：只有当剪应力高到屈服应力值时才发生塑性流动，且 与 呈线性关系 流动方程： 式中 为刚度系数，等于流动曲线的斜率。 当剪应力小于屈服应力时为固体，一旦大于该值立刻呈现流动行为，原因是流体静止时形成了凝胶结构，外力增大受到破坏开始流动。如牙膏、油漆、润滑脂、泥浆等都属于或接近宾哈流体
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
注塑基础理论知识
注塑基础理论知识注塑基础理论知识注塑工艺学习1 注塑成型概述及成型经济学1.1 塑料四变量塑料温度、塑料流速、塑料压力、塑料冷却。
要点：一致的注塑机参数并不能保证产出品质一致的产品，一致的塑料四变量才能够保证产出品质一致的产品。
1.2 注塑生产成本的降低尽可能缩短注塑周期；尽可能降低不良率；尽可能多的型腔数，不要堵上型腔生产；尽量减少停机时间，把更多的注塑机加工时间卖出去。
2 塑料制品设计及塑料原料2.1 塑料制品的设计要素常见的塑料制品都是壳类制品，不管如何复杂，通常都有三个基本的设计元素：制品外壳，定义制品的形状；附加于制品外壳上的部分，如螺丝柱、加强筋等；从制品外壳上挖空的部分，如通孔、盲孔等。
2.2 塑料制品的设计指导原则2.2.1 名义壁厚外壳的厚度尽可能均匀，壁厚的改变应该尽可能的小，并且逐步过渡；壁厚的改变应该少于名义壁厚的25%。
壁厚不均匀会导致倒流和跑道效应，由于塑料流动时，总是首先流向阻力最小的方向，通常，壁厚大的地方阻力小，壁厚小的地方阻力大，所以，塑料会先填充周边壁厚大的部位，中心壁厚小的部位由于流动前沿凝固或困气而无法填充，造成不可避免的缺陷。
2.2.2 过渡圆角两平面的交叉处需要圆角过渡，圆角的大小应该以保持壁厚均匀为原则，因为圆角半径相对于壁厚越小，应力越集中，相对应力就越大。
塑料制品上的内拐角通常是应力最大的地方，外拐角通常容易出现短射现象。
拐角半径设计的足够大有助于：分散应力，消除应力集中现象；有助于流动，防止短射、困气；有助于保证统一的收缩，减少表面凹陷、空穴和翘曲等现象。
2.2.3 制品脱模要有足够的脱模斜度，其大小要求与以下条件有关系：材料收缩率和耐磨性：通常收缩率越大，要求脱模斜度就越小；耐磨性越好的材料，要求的脱模斜度也比较小；制品表明粗糙度越大，要求脱模斜度越大；壁厚以及壁厚是否均匀也影响对脱模斜度的要求；型腔的深度也是要考虑的一部分。
2.2.4 附加和挖空尽可能考虑塑料的流动。
塑料成型工艺
塑料成型工艺基础知识和材料一、塑料基础知识1．聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其他烯烃类聚合物的总称。
2．塑料主要是以石油和煤为原始材料制得的一类高分子材料。
3．按受热呈现的基本行为，塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。
热固性塑料是指因受热或在其他条件下能固化成不溶不熔性物料的塑料材料，热固性塑料管的主要品种是玻璃钢管（玻璃纤维增强树脂塑料管，GRP），也包括交联聚乙烯管等。
有两种成型制造方法：离心浇注成型法和纤维缠绕法。
纤维缠绕法又分为连续缠绕法与往复缠绕法。
为了提高管材的刚度，并降低成本，以上三种制管工艺均可在制管过程中加石英砂，称之为玻璃钢夹砂管（RPM）。
热塑性塑料是指在特定温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的塑料。
绝大多数塑料管道都是热塑性塑料管道。
热塑性塑料管道使用量最大的三个品种为：聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）。
其他还有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚丁烯（PB）、氯化聚氯乙烯（CPVC）、乙酸-丁酸纤维素（CAB）、聚四氟乙烯（PTFE）、尼龙（聚酰胺，PA）、聚碳酸酯（PC）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、苯乙烯橡胶（SR）等。
4．按照塑料管道的结构特征分类按结构特征，塑料管道可分为圆管（管道截面为圆形）和异型管。
圆管按结构特征又可分为实壁管和结构壁管。
所谓结构壁管是指对管材的断面结构进行优化设计，以达到减少材料，增强管材结构性能（如提高刚度）的管材品种。
异型管，包括矩形管道和卵形管道（管道截面由半径为一定比例的四个圆弧组成饿卵形结构）。
5.按照管道材质组成分类如果管壁是由两种或两种以上不同材料分别组成的结构部分复合在一起构成的，则可称为结构复合管，简称复合管。
复合的目的无疑是为了利用不同材料的优点互补，达到更好的技术经济效果。
组成复合管的材料按其主要作用的不同大致分为以下几种：（1）结构材料决定复合管承载能力（对于内压管，主要是指耐内压强度）的管层材料。
塑料注塑成型工艺基本知识
塑料制品的尺寸精度影响因素
• 6) 填料影响：塑料材料进行增强或无机填充改性后,可提高塑料制品的尺寸精度 。
五、热塑性塑料注塑成型工艺
• 塑料注塑加工过程流程 ：
…成型前的准备 加料 塑化 注射入模 保压冷却 脱模 （修整） （后处理 ） …
• 成型前的准备
• 1、原料或嵌件预处理
（并非所有原料或嵌件都需要进行预处理——干燥、预热，视产品技术要求程度、 原材料品种、气温状况而定，对于金属嵌件，在冬季一般都需要预热处理。）
• 成型前的准备
• 2—料筒清洗注意： • 在改变原料品种，或调换颜色时，必须对料筒进行清洗，清洗后
的料应做好标识。严禁误用！！ • 被清洗料为*PC ，不得用ABS或PA ； • 被清洗料为POM ，不得接触PVC ；
• 注塑成型过程（加料 、塑化、注射入模 、保压冷却 、脱模、（修整））
• 关注：
脱模剂 使用应注意！！！
• 所选脱模剂品种是否合适。（不能对产品有浸蚀） • 对产品表面要喷油漆的零件，严禁使用脱模剂；
注塑过程（工艺）参数应关注：
工艺参数：
• 注塑量 • 注塑料筒各段温度 • 各级注塑压力、塑化时背压、保压压力 • 各级注塑速度 • 注塑时间、保压时间、冷却时间 • 模具温度 • 使用回头料情况
• 注射成型（或注塑成型或注射模塑）：
将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状后，由柱塞或螺杆的 推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合模具中，充满塑模的熔料在受压的情况况下，经 冷却因化后即可保持塑模型腔所赋予的形样。
二、塑料成型方法
• 注射成型（*） • 挤出成型：如管材类产品、型材类产品（建材用）… • 吹塑成型：如油箱、加注管、民用油/水壶… • 热成型(真空吸塑成型) ：如轿车塑料地垫、防水帘等 • 浇铸成型：如方向盘、仪表板 • 压延与涂层：如人造革 • 烧结成型：主要PTFE制品 • 搪塑成型：如玩具类产品，车门扶手表皮 • 模压成型：（板材） • ……
几种常用塑料的成型工艺介绍
几种常用塑料的成型工艺介绍几种常用塑料的成型工艺ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物典型应用范畴:汽车〔外表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等〕，电冰箱，大强度工具〔头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等〕，机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。
注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。
建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。
材料温度应保证小于0.1%。
熔化温度：210~280C；建议温度：245C。
模具温度：25…70C。
〔模具温度将阻碍塑件光洁度，温度较低那么导致光洁度较低〕。
注射压力：500~1000bar。
注射速度：中高速度。
化学和物理特性:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。
每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳固性及化学稳固性；丁二烯具有坚强性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
从形状上看，ABS是非结晶性材料。
三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
ABS的特性要紧取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。
这就能够在产品设计上具有专门大的灵活性，同时由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。
这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳固性以及专门高的抗冲击强度。
PA12 聚酰胺12或尼龙12典型应用范畴:水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。
注塑模工艺条件:干燥处理：加工之前应保证湿度在0.1%以下。
假如材料是暴露在空气中储存，建议要在85C热空气中干燥4~5小时。
假如材料是在密闭容器中储存，那么通过3小时温度平稳即可直截了当使用。
熔化温度：240~300C；关于一般特性材料不要超过310C，关于有阻燃特性材料不要超过270C。
一分钟掌握十大塑料成型工艺
一分钟掌握十大塑料成型工艺一、注塑成型（一）注射成型注射成型：又称注塑成型，其原理是将粒状或粉状的原料加入到注射机的料斗里，原料经加热熔化呈流动状态，在注射机的螺杆或活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，在模具型腔内硬化定型。
影响注塑成型质量的要素：注入压力，注塑时间，注塑温度工艺特点：优点：1、成型周期短、生产效率高、易实现自动化2、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3、产品质量稳定4、适应范围广缺点：1、注塑设备价格较高2、注塑模具结构复杂3、生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产应用：在工业产品中，注射成型的制品有：厨房用品（垃圾筒、碗、水桶、壶、餐具以及各种容器），电器设备的外壳（吹风机、吸尘器、食品搅拌器等），玩具与游戏，汽车工业的各种产品，其它许多产品的零件等。
（二）嵌件注塑嵌件注塑：嵌件成型（insertmolding）指在模具内装入预先准备的异材质嵌件后注入树脂，熔融的材料与嵌件接合固化，制成一体化产品的成型工法。
工艺特点：1、多个嵌件的事前成型组合，使得产品单元组合的后工程更合理化。
2、树脂的易成型性、弯曲性与金属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实的制成复杂精巧的金属塑料一体化产品。
3、特别是利用了树脂的绝缘性和金属的导电性的组合，制成的成型品能满足电器产品的基本功能。
4、对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品，通过基体上注塑成型制成一体化产品后，可省去排列密封圈的复杂作业，使得后工序的自动化组合更容易。
（三）双色注塑双色注塑：是指将两种不同色泽的塑料注入同一模具的成型方法。
它能使塑料出现两种不同的颜色，并能使塑件呈现有规则的图案或无规则的云纹状花色，以提高塑件的使用性和美观性。
工艺特点：1、核心料可以使用低黏度的材料来降低射出压力。
2、从环保的考虑，核心料可以使用回收的二次料。
3、根据不同的使用特性，如厚件成品皮层料使用软质料，核心料使用硬质料或者核心料可以使用发泡塑料来降低重量。
注塑成型基础知识
喷嘴温度的设定 略低于料筒末端温度 略高于料筒末端温度 等于料筒末端温度
目的 防止分解 防止堵嘴 防止流涎
模温的作用设定与优化
模温的作用：调节进入模腔内熔料粘 模温越低，进入模具内的熔料冷却就
度的变化，减少熔料的流动阻力，确
快，粘度增大，流动阻力增大，对于
保熔料顺利充满型腔各个角落，并使
料温变化会引起熔料粘度的变化，即使注塑 工艺条件不变，都会造成注塑成型的变化；
处理注塑异常时，对于热稳定性差的料，要 及时降温（保温），以防熔料分解；
每一种塑料在高温料筒内停留时间是有限的。
=
滞
最大剂量（机台）*2*周期
留 时
==
=
间
{实际剂量（每模）-料垫}*60
喷嘴温度的作用设定与优化
（热对热）
吸热等于放热+， + + 空气吸收的热量（Q2)
模温才能稳定
（热辐射）
下来，注塑生 产才能顺利和+ + + 机板吸收的热量（Q3）
稳定。
（热传导）
射胶各段位置的设定与优化
正确找出射胶各段位置是设定注塑工艺参数的最重要的一步，射胶各段位置 包括射胶起始位置，一段射胶位置，二段射胶位置 ，末端射胶位置，保压切换 位置及倒索（抽胶）位置等。
设定料筒温度时需保持一个温度梯度（从下 料口到料筒前段逐步升高）；
调整料筒温度时需根据不同的塑料来选择合 适的调温幅度，耐温性好的塑料，调整料温 的幅度在5-10度之间，耐温性差的，调整料 温时需小心，调整料温的幅度在2-3度之间， 耐温性一般的塑料调整料温的幅度在3-5度之 间。
熔料温度不同于料筒温度（熔料温度是指从 喷嘴出来的温度）；
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注塑機的外貌
注塑過程
塑膠模
注塑機
注塑過程
塑膠
注塑過程
注塑過程
注塑過程
注塑過程
注塑過程
挤出成型
又称挤压成型。
通过螺杆旋转将熔融塑料连续经型孔 挤出，冷却后成型为管、棒、片或各 种异型断面的型材
是热塑性塑料最主要的成型方法
吹塑成型
是空心件或塑料薄膜的重要成型方法
✓热固性塑料
加热时软化、熔融，可塑制成形。该过程不可逆。耐热 性高，不易变形
塑料分类
按用途和特性
✓通用塑料：产量大、价格低、应用广的塑料 ✓工程塑料：可替代金属作为工程结构之用的塑料 ✓耐高温塑料：150℃以上，甚至200-250 ℃长期工作
塑料特性与应用
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
汽车零件、化工容器、管道、涂层、 蓄电池匣
PVC聚氯乙烯 耐腐蚀、电绝缘、耐燃 酸
PS聚苯乙烯
电绝缘、透光、吸湿低、酸 硬度高、易燃
化工管道、泵、插头、开关、电缆绝 缘层
塑料与工程塑料
塑料之缺点
✓刚性差：塑料的弹性模量仅为钢铁的1/100 ✓耐热性差：温度升高时，强度变低，即热强性低 ✓导热性差：虽然可作隔热件，但散热不好，不宜作传动摩擦件 ✓儒变性：长期载荷下，易发生变形
塑料分类
按受热时的特征
✓热塑性塑料
加热时软化、熔融，成形后冷却硬化。该过程具可逆性。 加工方便，耐热性和刚性差
塑料特性与应用
热固性塑料
热固性塑料
PU聚氨酯树脂
主要性能
粒状、延性
主要应用
鞋底，椅垫，床垫，人造皮革， 油漆
塑料成型工艺
注射成型 吹塑成型 压制成型 真空成型ຫໍສະໝຸດ 挤出成型 压延成型 浇注成型
注射成型
何謂注塑?
注塑機、 塑膠、注塑模
在注塑機內將塑膠加熱形成溶態，然 後注入注塑模內，冷卻後取出而獲得得
中空吹塑： 将管状坯料至于瓣合模具，封闭管端，
在软化下注入压缩空气，经膨胀、冷却、 脱模即得中空制品 挤出吹塑
挤出的同时，注入压缩空气，使膨胀冷却， 获得圆筒状薄膜
压延成型
将树脂与添加剂经混炼软化，由 压延机滚压成型
用于生产热塑性塑料的薄片、薄膜、 人造革、地板胶
坚韧、耐磨、耐疲 酸 劳、抗儒变、吸水 性大
综合性能好、吸水 性小、耐磨
力学性能良好、尺 酸 寸稳定性好、耐热、 透明、不耐碱
主要应用
油杯、窥镜、管道、车灯、仪表零件、 光学镜片、绝缘零件、装饰件、航空 玻璃、光学纤维 轴承、齿轮、凸轮、滚子、风扇叶轮、 高压密封圈、输油管
轴承、齿轮、凸轮、阀门、汽车仪表 板、风扇 轴承、齿轮、凸轮、滑轮、透镜、灯 罩、磁盘、光学储存盘、计算机零部 件
塑料成型基础
塑料与工程塑料 塑料分类 塑料特点与用途 塑料成型工艺
塑料与工程塑料
塑料
以合成树脂为主要成分，加入适量添加剂，在一定温度 和压力下成型的有机高分子材料。
工程塑料
作为工程结构产品的塑料
塑料与工程塑料
塑料之优点
✓质量轻：密度0.83-2.3g/cm3，为钢铁的1/7-1/4，铝的1/2 ✓比强度高：增强塑料的强度/密度》金属 ✓耐化学腐蚀性好：耐酸碱比金属好 ✓耐磨性好：摩擦系数小，甚至可以在无润滑下工作 ✓吸震性好：噪音小、寿命高 ✓电绝缘性优：塑料是电的不良导体
仪表仪器外壳、汽车灯罩、装饰件
ABS丙烯腈-丁 综合性能好 二烯-苯乙烯
电机外壳、仪表壳、仪表板、蓄电池 槽、汽车零件、齿轮、轴承、轿车车 身、装饰件
塑料特性与应用
热塑性塑料
热塑性塑料 主要性能
酸性
PMMA有机玻 璃
PA聚酰胺（尼 龙）
POM聚甲醛
PC聚碳酸酯
透光极好、尺寸稳 酸 定性好、刚度及耐 化学药品性好