高分子材料成形工艺--塑性成形
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第八章 塑性成形
8.1 热成形 8.2 中空吹塑成形 8.3 双向拉伸薄膜成形
塑性成形（二次成形）：粘流态成形的型材为坯件， ~ T(或g Tm)间再T成f 形
热固性聚合物不能进行塑性成形，塑性成形仅适合 于热塑性聚合物
塑性成形：热成形、中空吹塑成形、拉幅薄膜的成 形和纤维的拉伸等
五、对模成形
对模成形：采用彼此配对的模具进行成形 特点：制品复制性和尺寸准确性好，结构可以较复
杂，表面甚至可以刻花或刻字，厚度分布很大程度 上依赖于制品样式
六、双片热成形
双片热成形：两片热片材放在两片模具的模框中间 夹紧，然后插入吹针吹入压缩空气，同时两个闭合 模壁处抽真空，使片材贴合于两模内腔而成形制品
8.1 热成形
8.1.1 工艺方法 8.1.2 工艺条件
热成形：塑料片材（通常1~2mm）裁剪、加热至高 弹态，然后加压使其紧贴模具型面，冷却定形和修 整后得制品
施加压力方法：片材两面形成气压差或者借助于机 械力或液压力
热成形制品：种类多，应用广（从日用与医用器皿 到电子电器仪表外壳、玩具、包装用具、车船构件、 化工设备、雷达罩和飞机舱罩等）
具型腔，然后从阴模底部抽吸（柱塞助压真空成形）或从 柱塞内孔通压缩空气（柱塞助压气压成形） 特点：制品厚度分布较均匀，其它特点与差压成形相似 气胀柱塞助压成形：在柱塞下降之前从模底送进压缩空气， 使热片材预吹塑成适度上凸的泡状物，然后柱塞压下 特点：是采用阴模成形得到厚度均匀制品的最好方法，特 别适合于大型的深度拉伸制品的制造
伸长率在某温度处出现极大值，强度随温度提高而逐 渐减小（适当强度下伸长率大，制品壁厚可以更薄， 可成形的深度较大）
片温过低，制品轮廓清晰度和因次稳定性不佳 片温度过高则聚合物热降解，制品变黄、性能下降和
失去光泽等。
片材实际加热温度一般比成形温度稍高 片材加热时间一般占热成形周期50%~80%
特点：生产的中空制品的壁厚较均匀，还可生产双 色和厚度不同的制品
8.1.2 工艺条件
热成形工艺过程：片材准备、夹持、成形、冷却、脱模和 制品后处理等
加热、成形和冷却脱模是影响制品质量的重要环节
一、加热
加热要求：片材加热到合适温度，片材各处温度均匀
片材温度适中：热片材同时有很大伸长率和适当拉伸强度
速率过大，常因流动不足而制品偏凹或偏凸部位呈现厚 薄过度不匀
速率过小，因片材过度降温使变形能力下降而出现拉伸 裂纹
牵伸速率确定应考虑片材成形时的温度
温度较高时，片材变形能力大，故牵伸速率可高一些
热压力随塑料品种、片材厚度和成形温度不同而有 所不同
聚合物分子刚性大、相对分子质量高、存在极性基团 及片材厚度大、成形温度低等，成形压力应较高
四、回吸成形
回吸成形：真空回吸成形和气胀真空回吸成形等 特点：制品壁厚均匀、结可以较复杂 真空回吸成形：热片材吸进预定深度后将阳模伸进
凹进的片材，再从阳模顶部的气门抽真空将片材回 吸与阳模面贴合 气胀真空回吸成形：从箱底引入压缩空气使片材凸 成泡状物，再用阳模将泡状物压入箱内，然后从阳 模抽真空将片材回吸与阳模面贴合
特点：制品结构比较鲜明，贴合面为精细部位，表 面光滑无瑕疵，光洁度较高，透明性不改变，但厚 薄差异
应用：常用来制造飞机部件、仪器和天窗等
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图8.1 典型的热成形工艺原理示意图 (a)真空成形 (b)覆盖成形 (c)柱塞助压真空成形 (d)真空回吸成形 (e)对模成形 (f) 双片热成形
加热条件应保证整个片材各处均匀升温：片材各处
ห้องสมุดไป่ตู้厚度尽可能相等；片材可以双面加热
二、成形
成形较容易出现的问题是制品厚薄不均匀，原因分析： ①片材各部分所受的牵伸不同（差压成形最严重） ②牵伸和拖曳片材的速度快慢（抽鼓气速率、模框或辅
助柱塞等移动速率）
速率应尽量快（如抽鼓气孔改为长窄狭缝），有利成形 或缩短周期
热成形优点：成形压力低，设备及工艺较简单，投 资小，生产效率高，能够制造面积较大的制品
缺点：需采用塑料片材作为坯件，后加工工序多，成 本较高
对于能够注射成形者多采用注射成形，而不采用热 成形
8.1.1 工艺方法
一、差压成形
差压成形：最简单，采用措施使片材两面具有不同 气压
两种类型：真空成形（模具底部抽真空），加压成 形（从片材顶部加压缩空气）
二、覆盖成形
覆盖成形：只采用阳模，靠液压力将阳模顶入热片 材或采用机械力将片材扣覆阳模上，完全密封后再 抽真空
特点：与差压成形相似，结构较鲜明，表面质量较 高，但是厚薄差异
应用：制造壁较厚和深度较大的制品，如家用电器 部件，如门、内衬件等
三、柱塞助压成形
柱塞助压成形：柱塞助压真空成形和柱塞助压气压成形 工艺过程：片材加热后用柱塞将热片材压入气体封闭的模
三、冷却脱模
冷却方式：内冷和外冷两种 内冷是金属模内通水冷却，外冷有风冷法和空气－水
雾法等，可单独和组合使用 冷却降温速率：塑料导热性越好，壁厚越薄，冷却降
温速率可越快 降温速率过大，则冷却温度梯度过大而制品内应力大，
高拉伸区会因降温过快而出现裂纹 热成形制品很少粘附模具：偶有粘模可在模具面涂适
冷坯成形：将压延、挤出或注射坯件加热后放入吹 塑模内吹塑成形
8.2.1 工艺方法
一、挤出－吹塑工艺
1．挤出－吹塑工艺过程 挤出吹塑：挤出制坯进行吹塑成为中空制品的工艺 类型：单层直接挤坯－吹塑、多层共挤坯－吹塑、
挤出－蓄料－压坯－吹塑和挤坯－拉伸－吹塑等 （挤坯－拉伸－吹塑成形过程复杂，很少采用）
量脱模剂
8.2 中空吹塑成形
8.2.1 工艺方法 8.2.2 工艺条件
中空吹塑：借气体压力把模腔中热型坯吹胀成为中 空制品的方法
制品：各种液体的包装容器，如各种瓶、壶、桶等 （按型坯制造方法）中空吹塑工艺：挤出－吹塑法
和注射－吹塑法两种
热坯成形（常用）：挤出或注射型坯直接在热状态 送入吹塑模吹胀成形
8.1 热成形 8.2 中空吹塑成形 8.3 双向拉伸薄膜成形
塑性成形（二次成形）：粘流态成形的型材为坯件， ~ T(或g Tm)间再T成f 形
热固性聚合物不能进行塑性成形，塑性成形仅适合 于热塑性聚合物
塑性成形：热成形、中空吹塑成形、拉幅薄膜的成 形和纤维的拉伸等
五、对模成形
对模成形：采用彼此配对的模具进行成形 特点：制品复制性和尺寸准确性好，结构可以较复
杂，表面甚至可以刻花或刻字，厚度分布很大程度 上依赖于制品样式
六、双片热成形
双片热成形：两片热片材放在两片模具的模框中间 夹紧，然后插入吹针吹入压缩空气，同时两个闭合 模壁处抽真空，使片材贴合于两模内腔而成形制品
8.1 热成形
8.1.1 工艺方法 8.1.2 工艺条件
热成形：塑料片材（通常1~2mm）裁剪、加热至高 弹态，然后加压使其紧贴模具型面，冷却定形和修 整后得制品
施加压力方法：片材两面形成气压差或者借助于机 械力或液压力
热成形制品：种类多，应用广（从日用与医用器皿 到电子电器仪表外壳、玩具、包装用具、车船构件、 化工设备、雷达罩和飞机舱罩等）
具型腔，然后从阴模底部抽吸（柱塞助压真空成形）或从 柱塞内孔通压缩空气（柱塞助压气压成形） 特点：制品厚度分布较均匀，其它特点与差压成形相似 气胀柱塞助压成形：在柱塞下降之前从模底送进压缩空气， 使热片材预吹塑成适度上凸的泡状物，然后柱塞压下 特点：是采用阴模成形得到厚度均匀制品的最好方法，特 别适合于大型的深度拉伸制品的制造
伸长率在某温度处出现极大值，强度随温度提高而逐 渐减小（适当强度下伸长率大，制品壁厚可以更薄， 可成形的深度较大）
片温过低，制品轮廓清晰度和因次稳定性不佳 片温度过高则聚合物热降解，制品变黄、性能下降和
失去光泽等。
片材实际加热温度一般比成形温度稍高 片材加热时间一般占热成形周期50%~80%
特点：生产的中空制品的壁厚较均匀，还可生产双 色和厚度不同的制品
8.1.2 工艺条件
热成形工艺过程：片材准备、夹持、成形、冷却、脱模和 制品后处理等
加热、成形和冷却脱模是影响制品质量的重要环节
一、加热
加热要求：片材加热到合适温度，片材各处温度均匀
片材温度适中：热片材同时有很大伸长率和适当拉伸强度
速率过大，常因流动不足而制品偏凹或偏凸部位呈现厚 薄过度不匀
速率过小，因片材过度降温使变形能力下降而出现拉伸 裂纹
牵伸速率确定应考虑片材成形时的温度
温度较高时，片材变形能力大，故牵伸速率可高一些
热压力随塑料品种、片材厚度和成形温度不同而有 所不同
聚合物分子刚性大、相对分子质量高、存在极性基团 及片材厚度大、成形温度低等，成形压力应较高
四、回吸成形
回吸成形：真空回吸成形和气胀真空回吸成形等 特点：制品壁厚均匀、结可以较复杂 真空回吸成形：热片材吸进预定深度后将阳模伸进
凹进的片材，再从阳模顶部的气门抽真空将片材回 吸与阳模面贴合 气胀真空回吸成形：从箱底引入压缩空气使片材凸 成泡状物，再用阳模将泡状物压入箱内，然后从阳 模抽真空将片材回吸与阳模面贴合
特点：制品结构比较鲜明，贴合面为精细部位，表 面光滑无瑕疵，光洁度较高，透明性不改变，但厚 薄差异
应用：常用来制造飞机部件、仪器和天窗等
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图8.1 典型的热成形工艺原理示意图 (a)真空成形 (b)覆盖成形 (c)柱塞助压真空成形 (d)真空回吸成形 (e)对模成形 (f) 双片热成形
加热条件应保证整个片材各处均匀升温：片材各处
ห้องสมุดไป่ตู้厚度尽可能相等；片材可以双面加热
二、成形
成形较容易出现的问题是制品厚薄不均匀，原因分析： ①片材各部分所受的牵伸不同（差压成形最严重） ②牵伸和拖曳片材的速度快慢（抽鼓气速率、模框或辅
助柱塞等移动速率）
速率应尽量快（如抽鼓气孔改为长窄狭缝），有利成形 或缩短周期
热成形优点：成形压力低，设备及工艺较简单，投 资小，生产效率高，能够制造面积较大的制品
缺点：需采用塑料片材作为坯件，后加工工序多，成 本较高
对于能够注射成形者多采用注射成形，而不采用热 成形
8.1.1 工艺方法
一、差压成形
差压成形：最简单，采用措施使片材两面具有不同 气压
两种类型：真空成形（模具底部抽真空），加压成 形（从片材顶部加压缩空气）
二、覆盖成形
覆盖成形：只采用阳模，靠液压力将阳模顶入热片 材或采用机械力将片材扣覆阳模上，完全密封后再 抽真空
特点：与差压成形相似，结构较鲜明，表面质量较 高，但是厚薄差异
应用：制造壁较厚和深度较大的制品，如家用电器 部件，如门、内衬件等
三、柱塞助压成形
柱塞助压成形：柱塞助压真空成形和柱塞助压气压成形 工艺过程：片材加热后用柱塞将热片材压入气体封闭的模
三、冷却脱模
冷却方式：内冷和外冷两种 内冷是金属模内通水冷却，外冷有风冷法和空气－水
雾法等，可单独和组合使用 冷却降温速率：塑料导热性越好，壁厚越薄，冷却降
温速率可越快 降温速率过大，则冷却温度梯度过大而制品内应力大，
高拉伸区会因降温过快而出现裂纹 热成形制品很少粘附模具：偶有粘模可在模具面涂适
冷坯成形：将压延、挤出或注射坯件加热后放入吹 塑模内吹塑成形
8.2.1 工艺方法
一、挤出－吹塑工艺
1．挤出－吹塑工艺过程 挤出吹塑：挤出制坯进行吹塑成为中空制品的工艺 类型：单层直接挤坯－吹塑、多层共挤坯－吹塑、
挤出－蓄料－压坯－吹塑和挤坯－拉伸－吹塑等 （挤坯－拉伸－吹塑成形过程复杂，很少采用）
量脱模剂
8.2 中空吹塑成形
8.2.1 工艺方法 8.2.2 工艺条件
中空吹塑：借气体压力把模腔中热型坯吹胀成为中 空制品的方法
制品：各种液体的包装容器，如各种瓶、壶、桶等 （按型坯制造方法）中空吹塑工艺：挤出－吹塑法
和注射－吹塑法两种
热坯成形（常用）：挤出或注射型坯直接在热状态 送入吹塑模吹胀成形