塑料的模塑工艺

1 料筒：料筒与螺杆共同担负着塑料的塑化和加压的任务。挤 出时料筒内的压力可达55MPa，温度一般为180-250度。 2 螺杆：螺杆式挤出机的关键部件。通过螺杆转动使料筒中的 塑料不断送向料筒前端。螺杆的结构有：螺杆直径，螺杆长 度，螺旋角，螺棱宽度，螺距。工作部分可分为三段：加料 段，压缩段。均化断。 1）加料段：将自料斗加进的固态塑料加热并向前输送至压缩 段。 2）压缩段：又称为熔化段。作用除了把塑料继续向前输送外， 还要对塑料进行压缩，使塑料密实，并使塑料中的空气压回 加料段，以便外逸。 3）均化段：作用是将压缩段送来的熔融塑料进一步均匀塑化， 并使其定量，定压，定温地由机头挤出。 3 机头及口模：机头是挤出成型模具的主要部件。口模是获得 制品横截面形状及尺寸的成型零件。



完整的注射过程包括加料，塑化，注射，保压， 冷却和脱模等步骤。 1 塑料的塑化 ：塑料的塑化是一个比较复杂的 过程。它牵涉到固体塑料的输送，熔化，熔体输 送。牵涉到注射剂类型，料筒和螺杆的结构。 2 熔体充满型腔与冷却定型：根据塑料熔体进入 到型腔的变化情况，这个过程又可细分为充模， 压实，倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。在这 四个阶段中，温度总共的来说是降低的。

1：温度

2：压力

3：时间




1 料筒的温度：涉及的因素很多主要有以下几方面 1）塑料的粘流温度或熔点：料筒的末端温度控制在 塑料的粘流温度以上，对于结晶塑料则应控制在熔 点以上。。温度不能超过塑料的分解温度。即料筒 温度应该控制在粘流温度（熔点）和分解温度之间。 2） 聚合物的分子质量及分子分布：同种物料，平 均分子质量高的，分子质量分布较窄的，熔体粘度 大，料筒温度应该高些。反之一样。 3）注射机的类型：柱塞式注射机料筒温度应该比螺 杆式注射机高10-20度 4）塑料制品及模具结构特点：薄壁制品型腔狭窄， 充模阻力大冷却快，为了提高熔体的流动性，便于 充满型腔，料筒的温度应该选择高些。反之一样。




挤出成型主要的工艺参数为挤出速率，温度和压 力。 1 温度：一般来说，加料段不宜过高，有时还要 冷却。二压缩段和均化断的温度应该较高。 2 压力：在挤出过程中由于料流的阻力，螺杆螺 槽深度的改变，滤网，过滤板，分流器和口模的 阻力，因而在塑料内部建立起一定的压力。与温 度的波动一样，各点的压力也是随时间发生周期 性波动。 3 挤出速率：指每单位时间内由挤出机口模挤出 的塑料质量kg/h或长度m/min。
由于塑料的塑化不均匀或塑料在型腔中的结晶，定 向和冷却不均匀，造成制品各部分收缩不一致，或 因为金属嵌件的影响和制品的二次加工不当等原因， 塑料制品内部不可避免地存在一些内应力。而内应 力的存在往往导致制品在是使用过程中产生变形或 开裂，因此设法消除之。根据塑料的特性和使用要 求，塑料制品可进行退火处理和调湿处理。 1）退火处理：把制品放在一定温度的烘箱中或液体介 质中一段时间，然后慢慢冷却。退火的温度控制在 高于塑料制品的使用温度10-20度，或低于塑料热变 形温度10-20度。 3） 调湿处理：主要作用于聚酰胺类塑料的制品。

第三节：挤出工艺




挤出又称挤出模塑或挤出成型。挤出成型大致可 分为三个阶段： 1 固态塑料的塑化：即通过挤出机加热器的加 热和螺杆，料筒对塑料的混合剪切作用所产生的 摩擦热使固态塑料变成均匀的粘流态塑料。 2 成型：即粘流态塑料在螺杆推动下，以一定 的压力和速度连续地通过成型机头，从而获得一 定截面形状的连续形体。 3定型：通过冷却等方法使已出现的形状固定下 来，成为所需要的塑料制品。

第二节：压缩模塑工艺
1 压缩模塑又称为模压成型或压制。它的成型方法是先将 粉状，粒状碎屑状或纤维状的塑料放入成型温度下的模 具加料腔中，然后合模加压，使其成型并固化。从而获 得所需要的塑料制品。 2 特点：塑料直接加入到型腔内。压力机的压力是通过凸 模直接传递给塑料，模具是在塑料最终成型时才完全闭 合。 3 优点：没有浇注系统，料耗少，使用的设备为一般的压 力机，模具比较简单，可以压制较大平面的塑料制品或 利用多型腔模，一次压制多个制品 ，而且塑料制品收缩 小，变形小，各向性能比较均匀 4 缺点：生产周期长，效率低，不容易压制形状复杂，壁 厚相差较大的塑料制品，不容易获得尺寸精确尤其是高 度尺寸精确的塑料制品，而且不能压制带有精细和易断 嵌件的塑料件

工作循环示意图
合 模
注 射
保 压
预 塑
继 续 冷 却
开 模
推 出 制 品
冷却总时间

注射模塑的工艺过程的确定是注射工艺规程的中 心环节。它包括： a 成型前得准备
b 注射过程 c 制品的后处理







1 原料的检验和预处理 ：成型前应对原料进行外观和工艺性 能检验，内容包括色泽，粒度及均匀性，流动性，热稳定性， 收缩性，水分含量等。对于吸水性强的塑料（PC ，PA， PMMA，PSF/PSU ）在成型前必须进行干燥处理，否则制品 表面将会出现斑纹，银丝和气泡等缺陷。对于PS，ABS塑料 往往也进行干燥处理。 2 嵌件的预热：为了满足装配和使用强度的要求。塑料制品 内常要嵌入金属嵌件。由于金属和塑料的收缩率差别比较大， 因此在制品冷却时。嵌件的周围产生较大的内应力。导致嵌 件周围强度下降和出现裂纹。成型前对金属嵌件进行预热是 一项有效的措施 3 料筒的清洗 ：在注射成型前，如果注射机料筒中原来残存 的塑料与将要使用的塑料不同或颜色不一致时。一般都要进 行清洗。 4 脱模剂的选用：目前脱模剂有三种a甲基硅油b液体石蜡c蓖 麻油


（2）预热和干燥：有的塑料在模塑前需要进行 加热。加热的目的有两个：一是去除水分和挥发 物。二是为压缩模塑提供塑料。前者为干燥，后 者为预热。压缩模塑前预热和干燥的方法由以下 几种： 1）热板预热 2）烘箱预热 3)红外线预热 4）高频加热 2 压缩模塑过程：压缩模塑的过程为加料，闭模， 排气，固化，脱模，模具清理等。
第一节：注射模塑工艺


1 注射模塑又称为注射成型 2 注射塑模是通过注射机来实现的。无论哪种注 射机基本作用都有2种： a 加热熔融塑料 b 对粘流的塑料施加高压。使其 射入模具型腔。

一 柱塞式注射机的注射模塑 1 注射模塑的工作原理：首先由注射机合模机构 带动模具中的动模与定模闭合。然后注射机的柱 塞将料斗中落入料筒的料粒或粉料推进到加热筒 中，同时料筒中已经熔融成粘流状态的塑料由于 柱塞的高压高速推动，通过料筒端部喷嘴和模具 的浇注系统而射入已经闭合的的型腔中。充满型 腔的塑料熔体经冷却而保持型腔所赋予的形状。 最后柱塞复位、料斗中的料又落入料筒。合模机 构带动动模部分打开模具。并由推件板将塑料制 品推出模具。




1） 充模阶段：当熔体没有注入型腔时。型腔内压力基 本上为零。当充模时。随着熔体量的迅速增加。气压力 也迅速上升，到型腔被熔体完全充满时压力值达到最大。 2） 压实阶段：指熔体充满型腔时起至柱塞或螺杆开始 退回的一段时间。在这段时间内。熔体因为冷却而收缩， 但由于螺杆或柱塞继续慢慢向前移动，使料筒中的熔体 继续注入型腔，以补充收缩需要，从而保持型腔中熔体 压力不变。 3） 倒流阶段：螺杆或柱塞开始后退至浇口处熔体冻结 时。此阶段因为螺杆或柱塞缓慢后退型腔内的压力高于 浇注系统流道内的压力，导致型腔内的熔体倒流。 4） 冻结后的冷却阶段： 浇口处的塑料完全冻结到塑料 制品脱模取出为止，这阶段中补缩和倒流均不存在。型 腔内的制品收缩压力下降，开模时型腔内的压力不一定 等于外界压力。型腔内的压力与外界压力之差称为残余 压力。残余压力为负值时。制品表面易出现凹痕或内部 产生真空泡。残余压力为正值时，脱模困难。塑料制品 容易刮伤甚至破裂。残余压力无限接近于零为最好

完成一次注射模塑过程所需要的时间称为成型 周期。
充模时间（柱塞或螺杆前进时间） 注射时间 总冷却时间
成 型 周 期
保压时间
闭模冷却时间（柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均包括在里面） 其他时间（指开模，脱模，安放嵌件和闭模等时间）

随着塑料工业的发展，注射成型技术在应 用范围，塑化，节约材料，复合制品注射成型等 方面发展很快，如热固性塑料注射模塑，无道流 凝料注射模塑，气体辅助注射模塑，共注射成型， 流动注射模塑。反应注射成型，排气式注射成型， 动力熔融注射成型，低发泡塑料注射成型等。




现就温度，挤出速率和牵引速度等简述如下： （1）温度：需要控制的温度包括料筒温度，机头温 度和口模温度。 （2）挤出速率：挤出速率主要决定于螺杆的转速。 既定的挤出机。螺杆转速可在一定范围内调节，以 适应不同的管材挤出需要。 （3）牵引速度：直接影响管材的壁厚和直径的精确 性，牵引速度不稳定会导致管材壁厚和直径的不稳 定。牵引速度必须与挤出速度相适应。通常比挤出 速率稍快些，而口模直径却比管材直径稍大些。 （4）压缩空气压力：用内压法使管子定型的压缩空 气压力一般为0.02-0.05MPa，并且保持压力的稳定。
1 预塑 ： 首先动模与定模闭合。液压缸活塞带动螺杆按要求的压 力和速度将已经熔融并积存于料筒端部得塑料经喷嘴射 入模具型腔中，此时螺杆不转动。当熔融塑料充满型腔 后。螺杆对熔体仍保持一定的压力（即保压），以阻止 塑料的倒流，并向型腔内补充因制品冷却收缩所需要的 塑料。经过一定时间的保压后。活塞的压力消失。螺杆 开始转动。此时由料斗落入料筒的塑料。随着螺杆的转 动沿着螺杆向前输送。在塑料向料筒前端输送的过程中。 塑料受到加热器和螺杆剪切摩擦热的影响而逐渐升温直 至熔融成粘流状态，并建立起一定压力。当螺杆头部的 熔体压力达到能克服注射液压缸活塞退回阻力时。在螺 杆转动的同时逐步向后退回，料筒前端的熔体逐渐增多。 当螺杆退到预定位置时。即停止转动和后退。以上过程 称为预塑。


2 喷嘴的温度：喷嘴温度通常比料筒温度低，以 防止熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流延”现 象。虽然喷嘴温度低，但当塑料熔体有狭小喷嘴 经过时。会产生摩擦热，使进入到模具的熔体温 度升高。 3 模具的温度：模具必须保持一定的温度，这个 温度应该低于塑料的玻璃化温度或热变形温度， 以保证塑料熔体凝固定型和脱模。模具温度还要 根据制品的壁厚选择，壁厚大的模具温度一般应 该较高，以减少内应力和防止制品粗线凹陷等缺 陷。



1 塑化压力：所谓塑化压力是指采用螺杆式注射机 时，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。 塑化压力又称背压。塑化压力一般应在保证塑料制 品质量的前提下，以低些为好。通常很少超过2mp 2 注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料 所施加的压力。其作用是克服熔体从料筒流向型腔 的流动阻力。使熔体具有一定的充满型腔的速率， 对熔体进行压实。 注射压力应按下述原则确定：除了熔体粘度高和冷 却速度快的塑料以及成型壁薄和长流程的塑料制品， 不采用高的注射压力不能充满型腔。或者成型玻璃 纤维增加塑料的制品，不用高压注射，其表面可能 形成不均匀，不光滑等情况外，一般尽量采用低的 注射压力。





柱塞式注射机结构简单，当注射成型中存在如下问 题： 1 塑化不均匀：塑化是在料筒内借助加热和机械功使其 软化成具有良好可塑性的均匀熔体的过程。塑料与料筒 和分流梭接触的外层温度较高。 2 注射量的提高收到限制：注射机的一次最大注射量决 定于料筒的塑化能力以及柱塞的直径和行程。而塑化能 力又与塑料受热面积有关，要提高塑化能力主要依靠加 大料筒直径和长度。这样使塑化更不均匀，塑料产生降 解的可能性更大，故塑化能力提高受到限制 3 注射压力损失大：由于在注射时柱塞相当部分的压力 消耗于压实固体塑料和客服塑料与料筒内壁之间的摩擦 阻力。所以传到型腔的有效压力只有原来的30%-50%




ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 压缩模塑前得准备：预压和预热干燥。 （1）预压：利用预压模将粉状或纤维状的热固性塑 料在预压机上压成重量一定，形状一致的锭料。压 缩模塑用预压锭料有以下优点： 1）模压成型时加料简单，迅速，准确，避免了因加 料太多或太少造成废品。 2）降低压制时塑料的压缩率，从而减小模具的加料 腔尺寸。 3）便于模压形状复杂或带精细嵌件的制品 4）可以提高预热温度。缩短预热时间和固化时间 5）避免加料过程压塑粉飞扬，改善劳动条件