塑料成型工艺

固化速度依赖于：
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。
固化速度太大：
硬化太快，过早硬化，流动性下降，不能很好地充满型腔，制品缺料，能压 制薄壁和形状复杂的制品。出现：表面先固化，流动性差。
固化速度太小：生产周期↑，生产效率↓。
第一章 模压成型工艺
3、成型收缩率
高分子材料的热膨胀系数比模具（钢材）大得多，热固性塑料成型中
冷却时间
第二章 注射成型工艺
成型周期图例
成型周期 充填时间 保压时间 冷却时间 开模时间 1
22
Sec.
9
10 2
第二章 注射成型工艺
3、成型过程图解
螺杆前进
3.1、充填
充填时间是指射出机螺杆向前移动并推动塑料前进所费的
时间,即在压力维持段之前的时间。填充时最关键的是快速及稳
定的螺杆推进时间，及最低和稳定注塑压力。填充过程中遇到 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。
脱模
制品后处理
热固性塑料制品
第一章 模压成型工艺
1、计量
重量法：按质量加料，准确但麻烦；
容量法：按体积加料，方便但不及重量法准确。
记数法：按预压坯料计数，操作最快，但预先有预压计量操作。
2、预压
在室温下，把定量的料预先用冷压法压成一定形状大小的胚料。 影响预压料质量的因素主要有模塑料的水分，颗粒大小，压缩率，
第二章 注射成型工艺
保留一小段
螺杆向前一点
3.2、保压
• 在充填结束后到开模前的这段时间称为“后充填时间” • 充填结束后以某一压力维持住螺杆直到浇口冷却凝固所费的时间称为 “保压/维持时间”
• 弥补材料本身的可压缩性及冷却收缩
• 这段时间是由熔体填充模腔99％开始至浇口凝固为终止。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
发生交联，结构趋于紧密，加上低分子物挥发，体积必定收缩，尺寸变化
很大。一般高分子材料的SL在1～3％，是模具设计的重要指标。
产生收缩的基本原因：
化学结构的变化（交联）、热收缩、弹性回复、塑性形变。
影响收缩率的因素：
工艺条件、模具和制品的设计、塑料的性质。
产生的后果：制品翘曲、开裂。 解决的办法：预热、采用不溢式模具、严格工艺规程。
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。
第二章 注射成型工艺
3.3、冷却时间
• 压力维持结束后压力开始释放,一直到 成品固化到足以顶出时所需的时间称 为冷却时间 • 也是一般所称的固化时间(Cure Time) • 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
开始储料
不适合于松散度大的长纤维塑料；
不适合于结构复杂、混色斑纹制品。
第一章 模压成型工艺
3、预热
热固性塑料在模压前的加热有预热和干燥双重意义。
预热的优点：
加快固化速度，缩短成型时间。
提高流动性，增进固化的均匀性。 减小制品的内应力，提高制品质量。 降低模压压力。 预热：15～20 MPa，
预压温度和压力等。
第一章 模压成型工艺
2.1、预压的优点：
加料快、准确、无粉尘； 降低压缩率，可减小模具装料室和模具高度；
预压料紧密，空气含量少，传热快，又可提高预热温度，从而缩短了
预热和固化的时间，制品也不易出现气泡； 便于成型较大或带有精细嵌件的制品。
2.2、预压的缺点：
如果预压生产效率低，则运营成本高；
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂与填料分头聚集； 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料，不能模压大型、复杂及厚制品。
第一章 模压成型工艺
2、固（硬）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厚度表示，此值越小，固化速 度越快。
第二章 注射成型工艺
3.4、开模时间
• 整个行程包括公模后移,模具 打开,成品顶出及移出,模具关 闭等。
为下一阶段做好准备！
第二章 注射成型工艺 二、注射成型条件
1、成型前的物料干燥
成型加工前，塑胶必须被充分的干燥。含有水分的材料进入 模腔后，会使制件的表 面出现银绦状的瑕斑，甚至会在高温
时发生加水分解的现象，致使材质劣化。因此在成型加 工前
1、流动性
热固性模塑料的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。流动性即可塑性，对成型加工极为重要，直接影响热固性塑料成型 过程中的物理化学行为及制品的质量。
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）；
模具与成型条件（光洁度、流道形状、预热）。
流动性过大过小的后果：
第二章 注射成型工艺
熔体流动过程
凝固层 Frozen Layer 模具 Mold Wall
Melt
喷泉流区域 Fountain Flow Region
模具 Mold Wall
第二章 注射成型工艺
熔体正在冷却
模 具 壁
P
融体流动状态
波纤
第二章 注射成型工艺
2、注射成型周期
开模时间
填充时间
保压时间
第一章 模压成型工艺
第一章 模压成型工艺
2、模具
模具（钢制），有多种类型，结构形式通常较简单。模压成型用的 模具常用的有三种： 1）溢式模具；2）不溢式模具；3）半溢式模具
第一章 模压成型工艺
溢式模具示意图
1-上模板；2-组合式阳模；3-导柱；4-阴模；5-气孔；6-下模板； 7-顶杆；8-制品；9-溢料缝
第一章 模压成型工艺
不溢式模具示意图
1-阳模； 2-阴模； 3-制品；4-顶杆；5-定位下模板
第一章 模压成型工艺
半溢式模具示意图 （a）有支撑面（b）无支撑面
1-阳模；2-制品；3-阴模；4-溢料刻槽；5-支撑面
（A段为装料室，B段为平直段）
第一章 模压成型工艺 二、热固性模塑料的成型工艺性能
塑料成型工艺
第一章、模压成型工艺
第二章、注射成型工艺 第三章、常见缺陷原因分析及对策 第四章、塑料制品检验
第一章 模压成型工艺
工艺特点：
1、成型工艺及设备成熟，是较老的成型工艺，设备和模具比 注射成型简单； 2、间歇成型，生产周期长，生产效率低，劳动强度大，难以 自动化；
3、制品质量好，不会产生内应力或分子取向；
表压表示，可以换算。
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。 一般，热固性塑料如PF、UF：Pm ＝15～30 MPa
第一章 模压成型工艺
未预热：25～35MPa
第一章 模压成型工艺
4、嵌件安放
嵌件通常是制品的导电部分，或使制品与其他物体结合用的，安放
要求：正确，平稳。
5、加料
加料量多，则制品毛边厚，难以脱模；少则制品不紧密，光泽差； 所以加料量要准确。
加料工序强调的是加料准确和合理堆放。一般应堆成“中间高，四
周低”的形式。原因：有利于排气；闭模中对模与物料接触时少冲料。
第一章 模压成型工艺
8、 固化
在一定的P、T下，经过一定的t，使缩聚反应达到要求的交联程度。 从理论上说，经过固化后，原来可溶可熔的线型树脂变成了不溶不 熔的体型结构的材料。 在实际操作中，全部固化过程不一定完全在固化阶段完成，而在脱 模以后的“后烘”工序完成。 例：酚醛塑料的后烘温度：90～150℃ ；时间：几小时～几十小时。
第一章 模压成型工艺
2、模压温度
模温太高的后果：树脂和有机物分解；硬化速度太快，造成外层先固 化，不再流动，气体难以排出，制品缺料，内应力↑，制品质量↓。 模温太低的后果：硬化不足，质量下降；硬化周期长日用模塑料 （PF、UF）的模压成型温度：145～155℃
3、模压时间
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（T，P）；是否预压、预热。


模压时间太长：生产效率↓；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↓。 一般，PF、UF的模压时间为：1min / 1mm制品厚度。
第一章 模压成型工艺
第一章 模压成型工艺
第二章 注射成型工艺
配料 干燥 塑化 锁模 注塑 开模 保压 冷却 预塑
顶出取零件
模塑料 注塑机 注塑模
准备
温度 压力 时间
注射
后处理
第二章 注射成型工艺 一、成型过程
注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括： 定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启
模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。
第二章 注射成型工艺
1、成型三大过程
塑料熔体填模过程
充填阶段：刚注满模腔 增压阶段：模具承受一定压力 补偿阶段：收缩引起补缩。大部分残余应力在此 阶段产生。
5、水份与挥发物的含量
游离水，以及受热受压时所释放出的氨、甲醛与结合水。
产生后果：
流动性太大，收缩率大，翘曲，无光泽，波纹。
解决方法：
预热。
6、细度与均匀度
细度：颗粒直径大小； 均匀度：颗粒间直径大小的差距。
第一章 模压成型工艺 三、模压成型工艺
模具清理和嵌件安放
压缩料
计量
预压或预热
加料
合模
排气
保压固化
4、能压制较大面积、形状复杂及厚度较大的制品；
5、制品成型后，可趁热脱模。
第一章 模压成型工艺 一、 模压成型的设备和模具
1、成型设备－压机
压机的作用：
通过模具对塑料传热和施加压力；
提供成型的必要条件：T，P； 开启模具和顶出制品。
压机——机械加压、液压（上压式、下压式） 压机的主要参数：公称压力、柱塞直径、压板尺寸和 工作行程。
热固性压塑料在模腔内变化情况： 压塑料 → 软化、熔融 → 流动 → 充模 → 固化 → 制品
可溶
加料闭模 物理变化
模压 放气 保压 化学变化
不熔
第一章 模压成型工艺
实线：无支承面模具 虚线：有支承面模具
热固性塑料模压成型时的压力-温度-体积关系
第一章 模压成型工艺
1、 模压压力
压机对制品平面垂直方向施加的单位压力，生产上常用压机的
9Βιβλιοθήκη Baidu 脱模


热固性塑料可趁热脱模，通常靠顶出杆来完成。（问题：热塑性塑 料呢？） 热脱模须注意两个问题：1）防止冷却翘曲；2）防止产生内应力
热处理——消除内应力；进一步固化，直至固化完全。（处理温度 比成型温度高10～50℃。） 整修——修边。
10、后处理
第一章 模压成型工艺
四、压模成型工艺条件及控制
第一章 模压成型工艺
6、闭模
应先快后慢——阳模未接触物料之前，应尽可能使闭模速度快，而当阳 模快要接触到物料时，闭模速度要放慢。 先快的优点：有利于缩短非生产时间；避免塑料在未施压前即固化；避 免塑料降解。 后慢的优点：防止模具损伤和嵌件移位；有利于充分排除模内空气。
第一章 模压成型工艺
7、排气
一定要对材料进行预处理，使得材料能保持合适的水分。
第二章 注射成型工艺
几种塑料的烘料条件及成型时所能允许的适当水分：
注: ※最佳；○可接受；□尽量避免；×不好
第二章 注射成型工艺
2、模温的设定
2.1、模温影响成型周期及成形品质，在实际操作 当中是由使用材质的最低适当模温 开始设定， 然后根据品质状况来适当调高。 2.2、正确的说法，模温是指在成形被进行时的模腔 表面的温度，在模具设计及成形工程的条件设 定上，重要的是不仅维持适当的温度，还要能 让其均匀的分布。 2.3、不均匀的模温分布，会导致不均匀的收缩和内 应力，因而使成型口易发生变形和翘曲。
第一章 模压成型工艺
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。
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
第一章 模压成型工艺
第一章 模压成型工艺
模压压力的选择与压塑料的工艺性能和制品的成 型条件有关：
流动性↓ 工艺性能 固化速度↑ 压缩率↑ 经过预热 模压温度↑ 成型条件 制品深度↑ 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 ↑ ↑ ↑
↑ ↑ ↑
第一章 模压成型工艺
排气的原因：热固性塑料在加工中因缩聚等化学反应会释放出小分子 物质，在成型温度下体积膨胀，形成气泡。 排气的作用：赶走气泡、水份、挥发物，缩短固化周期，避免制品内 部出现气泡或分层现象。 排气的方式：卸压，松模，时间很短即可（零点几秒～几秒），如此 连续几次（2～5次）。 排气的次数、间隔时间等，决定于所模压物料的性质。 何时排气：不能过早，也不能过迟。