塑料制品的成型方法详解

塑料制品的成型方法详解 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

塑料成型的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、，也用注射成型。塑料成型是将各种形态(粉料、、溶液和分散体）的塑料制成所需形状的制品或坯件的过程。成型的方法多达三十几种。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述的方法，均可用于橡胶加工。此外，还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。

塑料制品是以和各种的混合料为原料，采用、、、等方法制成的。塑料产品在成型的同时，还获得了最终性能，所以塑料的成型是生产的关键工艺。

1、注射

注射成形

注射成形也称注塑成形，是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各种塑料制品的方法。几乎所有的热塑性塑料（氟塑料除外）均可采用此法，也可用于某些热固性塑料的成形。注射成形占塑料件生产的 30%左右，它具有能一次成形形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点；但设备和模具费用较高，主要用于大批量塑料件的生产。

注射成形机常用的有柱塞式和螺杆式两种，右图为螺杆式注射成形示意图。注射成形原理如图所示，将粉粒状原料从料斗加入料筒，柱塞推进时，原料被推入加热区，继而经过分流梭，通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中，冷却后开模即得塑料制品。注塑料制件从模腔中取出后通常需进行适当的后处理，以消除塑料制件在成形时产生的应力、稳定尺寸和性能。此外，还有切除毛边和浇口、抛光、表面涂饰等。

2、挤出成型

挤出成型

挤出成形是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的塑料挤进模具，通过一定形状的口模时，得到与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法。挤出成形占塑料制品的30%左右，主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材，如塑料管、板、棒、片、带、材和截面复杂的异形材。它的特点是能连续成形、生产率高、模具结构简单、成本低、组织紧密等。除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形，部分热固性塑料也可挤出成形。

右图为螺旋挤出成形示意图，粒状塑料从料斗送入螺旋推进室，然后由旋转的螺杆送到加热区熔融，并受到压缩；在螺旋力的作用下，迫使其通过具有一定形状的挤出模具，得到与口模截面形状相一致的型材；落到输送机皮带后用喷射空气或水使它冷却变硬得到固化的塑料制件。

3、压制成型

压制成型

压制成形又称压缩成形、压塑成形、模压成形等，是将固态的粒料或预制的片料加入模具中，通过加热和加压方法，使其软化熔融，并在压力的作用下充满模腔，固化后得到塑料制件的方法。压制成形主要用于热固性塑料，如酚醛、环氧、有机硅等；也能用于压制热塑性塑料聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯（ PVC）唱片。与注射成形相比，压制成形设备、模具简单，能生产大型制品；但生产周期长、效率低，较难实现自动化，难以生产厚壁制品及形状复杂的制品。

下图为压制成形示意图，一般压制成形过程可以分为加料、合模、排气、固化和脱模几个阶段。塑料制件脱模后应进行后处理，处理方法与注射成形塑料制件方法相同。

4、吹塑成型

吹塑成型

吹塑成形（属于塑料的二次加工）是借助压缩空气使空心塑料型坯吹胀变形，并经冷却定型后获得塑料制件的加工方法。其方法主要有中空吹塑成形和薄膜吹塑成形。

右图为中空制件的挤吹成形示意图，将具有一定温度的挤出或注射的管状型坯置于对开吹塑模中，合上模具，通过吹管吹入压缩空气，将型坯吹胀后使之紧贴模壁，经保压、冷却定型后开模取出中空制件。

5、浇铸成型

塑料的浇铸成形类似于金属的铸造成形。即将处于流动状态的高分子材料或单体材料注入特定的模具中，在一定条件下使之反应、固化，并成形得到与模具形腔相一致的塑料制件的加工方法。这种成形方法设备简单，不需或稍许加压，对模具强度要求低，生产投资少，可适用于各种尺寸的热塑性和热固性塑料制件。但塑料制件精度低，生产率低，成形周期长。

6、气体辅助注射成形

气体辅助注塑成形（简称气辅成形）是塑料加工领域的一种新方法。气辅成形工艺大致可分为 3种方式：A）中空成形，即将塑料熔体射入模具型腔，充填到型腔体积的60%-70%时，停止注射，开始注入气体，直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的厚壁塑料制品。B）短射，即将塑料熔体充填到型腔体积的90%-98%时，开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。C)满射，即将塑料熔体充填至完全充满型腔时才注入气体，由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间，并将气体保压和熔体保压配合使用，使制品翘曲变形大大降低，用于较大平面的薄壁制品成型，其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法，后者称为满料气辅注射法。

气辅工艺包括如下四个阶段：第一阶段，塑料注射。熔体进入型腔，遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层；第二阶段：气体入射。惰性气体进入熔融的塑料，推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔；第三阶段：气体入射。气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔；第四阶段：气体保压。在保压状态下，气道中的气体压缩熔体，进行补料确保制件的外观质量。

气辅成形具有如下优点：消除产品表面缩痕，改善产品表面质量；减少翘曲变形，减少流动条痕；降低产品内应力，提高产品强度；节省塑料原料，减轻制品重量（一般可减轻 20%-40%）；改善材料在制品断面上的分布，改善制品的刚性；缩短成型时间，提高生产效率；延长模具使用寿命。