注射成型和冲压成型课件

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备注射成型相对于模压成型的特点：注射成型相对于模压成型的特点：(1)成型周期短，物料的塑化在注射机内完成。成型周期短，物料的塑化在注射机内完成。(2)热耗量少，可利用物料自身摩擦所产生的热量。热耗量少，可利用物料自身摩擦所产生的热量。(3)闭模成型，能提高产品精度，保证质量，闭模成型，能提高产品精度，保证质量，减少后加工工作量。减少后加工工作量。(4)可使形状复杂的产品一次成型，能防止模腔内可使形状复杂的产品一次成型，能防止模腔内嵌件变形或位移。嵌件变形或位移。(5)生产效率高，成本低。生产效率高，成本低。12.1 概述概述 1资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备注射成型的缺点：注射成型的缺点：(1)不适用于长纤维增强的产品，一不适用于长纤维增强的产品，一般纤维长度小于般纤维长度小于7mm(2)模具质量要求高模具质量要求高 12.1 概述概述 注射过程中，物料在模内流动充注射过程中，物料在模内流动充模，玻璃纤维对模具磨损较大，模具模，玻璃纤维对模具磨损较大，模具必须采用硬度较高的合金钢材料或模必须采用硬度较高的合金钢材料或模具表面经过硬化处理，故造价较贵。具表面经过硬化处理，故造价较贵。2资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备12.2 注射成型工艺注射成型工艺 1.注射成型工艺原理注射成型工艺原理 1.1 FRTP注射成型原理注射成型原理 增增强强粒粒料料在在注注射射机机的的料料筒筒内内加加热热熔熔化化至至粘粘流流态态，以以高高压压迅迅速速注注入入温温度度较较低低的的闭闭合合模模内内，经经冷冷却却使使物物料料恢复玻璃态并保持模腔形状，然后开模取出制品。恢复玻璃态并保持模腔形状，然后开模取出制品。FRTP的注射成型过程主要产生物理变化的注射成型过程主要产生物理变化 12.2 注射成型工艺注射成型工艺 3资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备注射成型工艺原理示意图注射成型工艺原理示意图12.2 注射成型工艺注射成型工艺 4资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备SZL-125克 12.2 注射成型工艺注射成型工艺 5资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备1.2 FRP注射成型原理注射成型原理 FRP的注射成型过程是一个复杂的物理和化学过程的注射成型过程是一个复杂的物理和化学过程 注注射射料料在在加加热热过过程程中中温温度度升升高高，粘粘度度下下降降，但但随随着着时时间间的的延延长长，分分子子间间的的交交联联反反应应增增加加，粘粘度度又又会会上上升升。实实际际加加热热过过程程应应综综合合考考虑虑两两种作用的影响。种作用的影响。热热固固性性树树脂脂纤纤维维混混合合料料加加热热时粘度与时间变化关系时粘度与时间变化关系12.2 注射成型工艺注射成型工艺加热时间加热时间粘度粘度AOB 6资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备特点：特点：1)FRP注射成型不需要冷却定型阶段注射成型不需要冷却定型阶段 2)加热固化为不可逆的化学反应过程，成型时必加热固化为不可逆的化学反应过程，成型时必须严格控制各阶段温度，防止物料在充模前固化、须严格控制各阶段温度，防止物料在充模前固化、凝胶或带入未塑化的生料。凝胶或带入未塑化的生料。3)注射充模时机应控制在粘度最低的注射充模时机应控制在粘度最低的O点左右，点左右，能快速充模和缩短成型周期能快速充模和缩短成型周期 4)FRP的固化过程是放热反应，完成一个注射成的固化过程是放热反应，完成一个注射成型周期所消耗的热量比型周期所消耗的热量比FRTP小小 12.2 注射成型工艺注射成型工艺 7资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备 预预浸浸渍渍料料加加入入料料筒筒，适适当当加加温温加加压压，当当物物料料运运动动到到喷喷嘴嘴时时，粘粘度度应应达达到到最最低低值值，并并被被迅迅速速注注入入模模腔。在热压作用下固化定型，然后开模取出制品。腔。在热压作用下固化定型，然后开模取出制品。FRP注射成型过程：注射成型过程：12.2 注射成型工艺注射成型工艺 8资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备FRTP和和FRP的注射成型特点对比的注射成型特点对比 12.2 注射成型工艺注射成型工艺(1)FRTP可以反复加热塑化，物料可以反复加热塑化，物料的熔融和硬化完全是物理变化；的熔融和硬化完全是物理变化；FRP加热固化后不能再塑化，固化加热固化后不能再塑化，固化过程为不可逆反应。过程为不可逆反应。(2)FRTP受热时，物料由玻璃态变为熔受热时，物料由玻璃态变为熔融的粘流态，料筒温度要分段控制，其融的粘流态，料筒温度要分段控制，其塑化温度应高于粘流温度，但低于分解塑化温度应高于粘流温度，但低于分解温度；温度；FRP在料筒中加热时，树脂分子在料筒中加热时，树脂分子链发生运动，物料熔融，但接着会发生链发生运动，物料熔融，但接着会发生化学反应、放热，加速化学反应过程。化学反应、放热，加速化学反应过程。因此，因此，FRP注射成型的温度控制要比注射成型的温度控制要比FRTP严格得多。严格得多。(3)FRTP注注射射成成型型时时，料料筒筒温温度度必必须须高高于于模模具具温温度度，物物料料在在模模腔腔内内冷冷却却时时会会引引起起体体积积收收缩缩，故故需需要要有有相相应应的的料料垫垫传传压压补补料料，FRP注注射射成成型型时时，料料筒筒温温度度低低于于模模具具温温度度，物物料料在在模模腔腔内内发发生生固固化化收收缩缩的的同同时时，也也发发生生热热膨膨胀胀，因因此此，充模后不需要补料。充模后不需要补料。作业：比较作业：比较FRTP和和FRP的注射成型各有哪些特点？的注射成型各有哪些特点？9资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备2.复合材料注射成型特性复合材料注射成型特性(1)注射料中挥发物的控制注射料中挥发物的控制(2)流动特性流动特性(3)注射成型过程中纤维长度变化注射成型过程中纤维长度变化(4)纤维定向性纤维定向性(5)拼缝强度拼缝强度(6)体积收缩体积收缩12.2 注射成型工艺注射成型工艺 10资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(1)注射料中挥发物的控制注射料中挥发物的控制 对对热热塑塑性性CM，挥挥发发物物过过多多会会造造成成熔熔融融物物料料起起泡泡，树树脂脂水水解解等等，给给加加工工造造成成困困难难并并使使产产品品质质量量下下降降，一一般般控控制制挥挥发发物物含含量量在在0.52以下。以下。12.2 注射成型工艺注射成型工艺 对对热热固固性性CM，挥挥发发物物过过多多会会造造成成物物料料贮贮存存过过程程中中结结块块，产产品品收收缩缩率率大大，易易翘翘曲曲，产产品品质质量量下下降降等等，一一般般控控制制挥挥发发物物含量在含量在27以下。以下。11资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(2)流动特性流动特性 温温度度和和纤纤维维含含量量对对增增强强聚聚丙烯在模具内流动性影响丙烯在模具内流动性影响12.2 注射成型工艺注射成型工艺物料在加热、加压下的流物料在加热、加压下的流动性能和充模能力。代表动性能和充模能力。代表注射成型时的充模能力。注射成型时的充模能力。适当加入增塑剂和浸润剂可提高流动性能。适当加入增塑剂和浸润剂可提高流动性能。压压力力和和纤纤维维含含量量对对增增强强尼尼龙龙66在模具内流动性影响在模具内流动性影响 12资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备 在实际生产过程中为改善物料流动性，常采用的措施：在实际生产过程中为改善物料流动性，常采用的措施：1、对对热热塑塑性性CM：加加大大交交口口及及流流道道直直径径；增增加加注注射射压压力力；提高料筒温度及模具温度等。提高料筒温度及模具温度等。2、对对热热固固性性CM：尽尽量量减减少少注注模模前前的的加加热热时时间间，防防止止树树脂过早凝胶固化。脂过早凝胶固化。12.2 注射成型工艺注射成型工艺 13资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(3)注射成型过程中纤维长度变化注射成型过程中纤维长度变化 注注射射成成型型的的混混炼炼过过程程(螺螺杆杆旋旋转转作作用用)及及喷喷射射过程中纤维会产生不同程度的折断。过程中纤维会产生不同程度的折断。12.2 注射成型工艺注射成型工艺螺螺杆杆转转速速对对增增强强尼尼龙龙6和和增增强强聚聚丙丙烯烯在在喷喷嘴嘴部及成型品的玻纤长度之影响部及成型品的玻纤长度之影响纤维长度随螺杆转速增纤维长度随螺杆转速增大而减短纤维长度变化大而减短纤维长度变化规律与树脂品种无关。规律与树脂品种无关。14资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备随纤维长度的增加，随纤维长度的增加，机械性能增大机械性能增大12.2 注射成型工艺注射成型工艺纤维长度对纤维长度对FR-PC机械性能的影响机械性能的影响 15资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(4)纤维定向性纤维定向性 热塑性热塑性CM：大分子定向；纤维定向：大分子定向；纤维定向热固性热固性CM：纤维定向：纤维定向12.2 注射成型工艺注射成型工艺定向作用会使产品各向定向作用会使产品各向收缩不均和各向异性收缩不均和各向异性注射料在模腔内的流动状态示意图注射料在模腔内的流动状态示意图流体的流动过程在横断流体的流动过程在横断面上存在速度梯度，愈面上存在速度梯度，愈靠近模具剪应力愈大，靠近模具剪应力愈大，流体流速越小。流体流速越小。16资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备 提提高高模模具具温温度度、物物料料温温度度、加加大大制制品品厚厚度度、浇浇口口放放在在型腔最低部可减弱定向作用。型腔最低部可减弱定向作用。提高浇口温度、注射压力，会增加定向作用。提高浇口温度、注射压力，会增加定向作用。12.2 注射成型工艺注射成型工艺聚丙烯玻璃钢在流道内发生定向的示意图聚丙烯玻璃钢在流道内发生定向的示意图定向作用离中心距离越远越定向作用离中心距离越远越明显，纤维定向是永久性的，明显，纤维定向是永久性的，分子定向当物料充满模腔时，分子定向当物料充满模腔时，剪应力立即消除，由于分子剪应力立即消除，由于分子热运动，分子的定向作用会热运动，分子的定向作用会有不同程度的消除。有不同程度的消除。17资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(5)拼缝强度拼缝强度 玻纤含量与拼缝线强度玻纤含量与拼缝线强度12.2 注射成型工艺注射成型工艺FRTP注射成型制品由于纤维原因，在注射成型制品由于纤维原因，在拼缝处强度明显降低，且随纤维含量增拼缝处强度明显降低，且随纤维含量增大，强度降低更明显大，强度降低更明显浇口及拼缝部的强度降低及改造浇口及拼缝部的强度降低及改造1-流流道道 2-浇浇口口 3-型型芯芯 4-强强度度降降低低部分部分 5-拼缝部拼缝部 6-溢料穴溢料穴 18资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备冷冷却却出出模模后后的的FRTP制制品品，其其尺尺寸寸总总是是小于模具的模腔尺寸，两者差值之比。小于模具的模腔尺寸，两者差值之比。收缩率收缩率 D 常温下模腔尺寸常温下模腔尺寸D1常温下制品尺寸常温下制品尺寸制品成型后制品成型后24 48h的收缩率的收缩率(6)体积收缩体积收缩 12.2 注射成型工艺注射成型工艺初期收缩率初期收缩率成型收缩率成型收缩率制品成型后制品成型后2 4h的收缩率的收缩率主要由树脂基体引起主要由树脂基体引起 19资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备影响影响FRTP成型收缩率的因素：成型收缩率的因素：1)玻璃纤维含量玻璃纤维含量2)制品壁厚的影响制品壁厚的影响 3)浇口尺寸影响浇口尺寸影响4)熔融温度的影响熔融温度的影响 5)模具温度影响模具温度影响6)成型压力影响成型压力影响7)硬化速度硬化速度12.2 注射成型工艺注射成型工艺 20资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备影响影响FRTP成型收缩率的因素：成型收缩率的因素：1)玻璃纤维含量玻璃纤维含量2)制品壁厚的影响制品壁厚的影响12.2 注射成型工艺注射成型工艺含量愈高，收缩率愈低含量愈高，收缩率愈低 玻纤增强聚碳酸酯复合材料玻纤增强聚碳酸酯复合材料成型收缩率与玻纤含量关系成型收缩率与玻纤含量关系厚度增加，收厚度增加，收缩率明显增加缩率明显增加制品壁厚与成型收缩率之间的关系制品壁厚与成型收缩率之间的关系 21资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备 3)浇口尺寸影响浇口尺寸影响4)熔融温度的影响熔融温度的影响 5)模具温度影响模具温度影响12.2 注射成型工艺注射成型工艺增大浇口尺寸，增大浇口尺寸，收缩率明显降低收缩率明显降低对厚制品，温度升高，减少收缩率；对厚制品，温度升高，减少收缩率；对薄制品，温度升高，增大收缩率。对薄制品，温度升高，增大收缩率。不同树脂的熔融温不同树脂的熔融温度变化度变化(升高或降升高或降低低)，对制品的收，对制品的收缩率影响不同。缩率影响不同。22资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备6)成型压力影响成型压力影响7)硬化速度硬化速度12.2 注射成型工艺注射成型工艺玻纤增强聚碳酸酯注射玻纤增强聚碳酸酯注射压力与收缩率之关系压力与收缩率之关系对热固性树脂，是指注射对热固性树脂，是指注射料在模腔内固化反应所需料在模腔内固化反应所需要的时间；对热塑性树脂，要的时间；对热塑性树脂，是指注射料在模腔内冷却是指注射料在模腔内冷却定型所需时间。定型所需时间。玻纤增强聚碳酸酯玻纤增强聚碳酸酯随成型压力的提高，随成型压力的提高，收缩率降低收缩率降低压力对不同树脂成型压力对不同树脂成型收缩率影响不同收缩率影响不同 23资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备3.注射成型工艺过程注射成型工艺过程 准备工作准备工作 注射工艺条件选择注射工艺条件选择 制品后处理制品后处理 回料利用回料利用 12.3 注射成型工艺过程注射成型工艺过程注射料选择及预处注射料选择及预处理、料筒清洗剂脱理、料筒清洗剂脱模剂选择等模剂选择等提高制品的尺寸提高制品的尺寸稳定性，消除内稳定性，消除内应力，包括热处应力，包括热处理和调湿处理。理和调湿处理。24资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备3.1 准备工作准备工作(1)注射料选择及预处理注射料选择及预处理 a、注射料原则注射料原则 需根据产品性能和注射机性能合理选择注射料需根据产品性能和注射机性能合理选择注射料b、注射料的预处理注射料的预处理 注注射射料料应应尽尽可可能能均均匀匀，已已结结块块的的应应粉粉碎碎，防防止止堵堵塞塞管管道，影响加工。道，影响加工。粒粒料料使使用用前前应应测测水水分分及及挥挥发发物物含含量量。超超标标时时要要干干燥燥。干燥后的物料仍会吸湿，需密封贮存。干燥后的物料仍会吸湿，需密封贮存。12.3 注射成型工艺过程注射成型工艺过程 25资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(2)料简清洗料简清洗 在在注注射射成成型型过过程程中中，如如需需换换料料生生产产时时，一一定定要要清清洗洗料料斗斗。一一般般采采用用加加入入新新料料进进行行清清洗洗的的方方法法，可可反复进行。反复进行。注注意意：如如果果用用一一台台注注射射机机加加工工几几种种不不同同物物料料时时，为为了了清清洗洗方方便便，最最好好先先加加工工成成型型温温度度低低、色色浅浅的的物物料。料。(3)脱模剂选择脱模剂选择 常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等12.3.1 准备工作准备工作无毒，适无毒，适用范围广用范围广特别适用于聚酰特别适用于聚酰胺类树脂生产胺类树脂生产一次涂膜可多次使用，一次涂膜可多次使用，价贵，使用时要配以甲价贵，使用时要配以甲苯溶液，涂膜后要加热苯溶液，涂膜后要加热干燥，比较复杂。干燥，比较复杂。26资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(4)嵌件预热嵌件预热 为为了了避避免免两两种种物物质质膨膨胀胀系系数数不不同同而而产产生生热热应应力力或或应应力力开开裂裂现现象象。注注射射成成型型制制品品中中的的金金属属嵌嵌件件要要提提前前预预热热。预预热热温温度度一一般般钢钢铁铁嵌嵌件件110130，铝、铜嵌件预热到，铝、铜嵌件预热到150。嵌嵌件件预预热热温温度度越越高高越越好好，但但不不应应高高于于物物料料的分解温度。的分解温度。12.3.1 准备工作准备工作 27资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件 12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件 包括闭模、加料、塑化、注射、包括闭模、加料、塑化、注射、保压、固化保压、固化(冷却定型冷却定型)、开模出料等、开模出料等工序。而成型温度、注射压力工序。而成型温度、注射压力(包括包括注射速度注射速度)、成型周期、成型周期(包括注射、保包括注射、保压、固化时间压、固化时间)被称为注射成型工艺被称为注射成型工艺的的“三大工艺条件三大工艺条件”。28资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(1)加料及剩余量加料及剩余量 作用：作用：a、传压；、传压；b、补料、补料(收缩后的补料收缩后的补料)剩料一般控制在剩料一般控制在1020mm，不能太多，太少，不能太多，太少 太太多多：注注射射压压力力损损失失大大，剩剩料料受受热热时时间间太太长长，易易发生分解或固化等。发生分解或固化等。太太少少：起起不不到到很很好好的的传传压压作作用用，模模腔腔内内物物料料受受压压不不足足，收收缩缩引引起起的的缺缺料料得得不不到到补补充充，会会使使制制品品产产生凹陷、空洞及不密实等。生凹陷、空洞及不密实等。12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件要求定时、定要求定时、定量、均匀供料量、均匀供料保保证证每每次次注注射射后后料料筒筒底底部有一定剩余的物料部有一定剩余的物料 29资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(2)成型温度成型温度 成成型型温温度度包包括括：料料筒筒、喷喷嘴嘴、模模具具温温度度。成成型型温温度度是是三三大大工工艺艺条条件件之之一一，关关系系到到物物料料的的塑塑化化、流流动动性性、充充模模等等工艺条件。工艺条件。12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件考虑因素：考虑因素：螺杆式注射机所需的料筒温度比柱塞式低螺杆式注射机所需的料筒温度比柱塞式低原因：原因：a、螺杆式成型机料筒内的料层较薄；、螺杆式成型机料筒内的料层较薄；b、物料在螺杆推进的过程中不断翻转，有利于、物料在螺杆推进的过程中不断翻转，有利于传热；传热；c、物料翻转运动，受剪切力作用，自身摩擦生、物料翻转运动，受剪切力作用，自身摩擦生热。热。薄壁制品要求物料有较高的流薄壁制品要求物料有较高的流动性才能充满模腔，因此需较动性才能充满模腔，因此需较高的成型温度；厚壁制品物料高的成型温度；厚壁制品物料流量大，注模容易，硬化时间流量大，注模容易，硬化时间长，成型温度可低一些。长，成型温度可低一些。1.注射成型机的种类注射成型机的种类 2.产品厚度产品厚度 3.注射料的品种和性能注射料的品种和性能 30资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(3)螺杆转速及背压螺杆转速及背压根根据据树树脂脂热热敏敏程程度度及及熔熔体粘度进行调整体粘度进行调整12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件转速慢：转速慢：塑化时间长，塑化时间长，物料易降解、早期固化物料易降解、早期固化转速快：转速快：有利于塑化，有利于塑化，但物料停留时间短可能但物料停留时间短可能塑化不足。还可使纤维塑化不足。还可使纤维变短。变短。螺杆转动推进物料塑化时，螺杆转动推进物料塑化时，传给螺杆的反向压力。传给螺杆的反向压力。作用：能使物料在运动过程作用：能使物料在运动过程中不断排出空气和挥发物，中不断排出空气和挥发物，并使物料逐渐密实。并使物料逐渐密实。背压过小起不到作用，过大，功背压过小起不到作用，过大，功率消耗大，并在物料温度较低时率消耗大，并在物料温度较低时能使纤维粉化，影响制品性能。能使纤维粉化，影响制品性能。31资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备(4)注射速度及注射压力注射速度及注射压力 12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件注射速度慢，因物料硬化使注射速度慢，因物料硬化使粘度增加，压力传递困难，粘度增加，压力传递困难，不利于充模，易出现废品。不利于充模，易出现废品。提高注射速度，有利于提高提高注射速度，有利于提高生产率和产品质量。但注射生产率和产品质量。但注射速度过快，功率消耗大，还速度过快，功率消耗大，还可能混入空气，使制品表面可能混入空气，使制品表面出现气泡。出现气泡。保持较高的压力和一定的保持较高的压力和一定的保压时间，制品尺寸精确、保压时间，制品尺寸精确、表面光洁、消除真空气泡，表面光洁、消除真空气泡，反之，易使制品表面毛糙反之，易使制品表面毛糙和凹陷，内部产生缩孔、和凹陷，内部产生缩孔、强度下降。强度下降。32资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备12.3.2 注射成型工艺条件注射成型工艺条件(5)成型周期成型周期 完成一次注射成型完成一次注射成型制品所需的时间制品所需的时间成型周期是提高生产率的关成型周期是提高生产率的关键，在保证产品质量的前提键，在保证产品质量的前提下，应尽量缩短成型周期。下，应尽量缩短成型周期。33资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备3.3 制品后处理制品后处理 作用作用 提高制品的尺寸稳定性，消除内应力提高制品的尺寸稳定性，消除内应力 热处理热处理 分类分类 调湿处理调湿处理 实实质质：迫迫使使冻冻结结的的分分子子链链松松弛弛，凝凝固固的的大大分分子子链链段段转转向向无无规规位位置置，消消除除部部分分内内应应力力，提提高高结结晶晶度度，稳稳定定结结晶晶结结构构，提提高高弹弹性性模模量，降低断裂延伸率。量，降低断裂延伸率。将刚脱模的制品放入水将刚脱模的制品放入水中，与空气隔绝、防止中，与空气隔绝、防止氧化，同时加快吸湿平氧化，同时加快吸湿平衡。调湿条件：衡。调湿条件：90110 4h12.3.3 制品后处理制品后处理使制品在定温液体介质中使制品在定温液体介质中或恒温烘箱内静置一段时或恒温烘箱内静置一段时间，然后缓慢冷却至室温，间，然后缓慢冷却至室温，消除内应力。消除内应力。34资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第12章 注射成型工艺及设备 作业：作业：1、与模压成型工艺相比，注射成型工艺有什么特点？、与模压成型工艺相比，注射成型工艺有什么特点？2、比较热塑性、比较热塑性CM与热固性与热固性CM注射成型各有哪些特点？注射成型各有哪些特点？12.3.3 制品后处理制品后处理 35资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料13 热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺1.1 定义定义 以以连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡、短短切切玻玻璃璃纤纤维维毡毡、布布、无无捻捻粗粗纱纱和和热热塑塑性性树树脂脂复复合而成的一种片状模塑料。合而成的一种片状模塑料。热塑性片状模塑料加工制品工艺热塑性片状模塑料加工制品工艺料片预热冲压成型；料片预热冲压成型；热固性片状模塑料加工制品工艺热固性片状模塑料加工制品工艺热压成型。热压成型。13.1.1 概述概述 36资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料热塑性片状模塑料制品与热固性制品特性比较：热塑性片状模塑料制品与热固性制品特性比较：1)比强度高比强度高2)能重复加工成型能重复加工成型3)成型周期短成型周期短4)成型压力低成型压力低5)贮存期长贮存期长6)具有较高的耐化学腐蚀性、耐水性和气密性具有较高的耐化学腐蚀性、耐水性和气密性7)原材料充足、价格便宜原材料充足、价格便宜8)成本低成本低9)机械化程度高，产品质量稳定，但初次投资费用较高机械化程度高，产品质量稳定，但初次投资费用较高13.1.1 概述概述边角余料、废品等边角余料、废品等可重复加工，节省可重复加工，节省材料，降低成本。材料，降低成本。热固性热固性SMC成型周期成型周期615min。热塑性。热塑性SMC成型周期成型周期2050s 生产效率高，易于实现生产效率高，易于实现自动化、机械化生产自动化、机械化生产热塑性片状模塑料可贮存几年以上；热塑性片状模塑料可贮存几年以上；热固性片状模塑料可贮存热固性片状模塑料可贮存3个月个月(常温常温)37资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料与注射成型热塑性与注射成型热塑性CM的比较：的比较：(1)较高的强度和刚度；较高的强度和刚度；(2)抗冲击性能好；抗冲击性能好；(3)产品精度高；产品精度高；(4)产产品品尺尺寸寸较较小小时时一一般般采采用用注注射射成成型型(属属短短纤纤维维增增强强)，对于较大型制品，可采用冲压成型对于较大型制品，可采用冲压成型(属连续纤维增强属连续纤维增强)；(5)成型压力较小，模具和压机的要求低。成型压力较小，模具和压机的要求低。13.1.1 概述概述 38资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料1.2 纤维增强热塑性复合材料的基本性能纤维增强热塑性复合材料的基本性能 高性能复合材料高性能复合材料 通用型复合材料通用型复合材料 13.1.2 基本性能基本性能以以碳碳纤纤维维、芳芳纶纶纤纤维维及及高高强强度度玻玻璃璃纤纤维维增增强强聚聚醚醚醚醚酮酮(PEEK)、聚聚醚醚酮酮(PEK)、聚聚苯苯硫硫醚醚(PPS)等高性能树脂。等高性能树脂。特点特点：1、使用温度高、使用温度高(260)，热固性，热固性CM使用温度低于使用温度低于200 2、密度小，特别是碳纤维增强的热塑性复合材料、密度小，特别是碳纤维增强的热塑性复合材料以玻璃纤维增强以玻璃纤维增强聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙等尼龙等 39资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料1.原材料原材料(1)树脂树脂 尼尼龙龙、聚聚乙乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯和和聚聚丙丙烯烯等等。目目前前用于生产的只有聚丙烯和改性聚丙烯树脂。用于生产的只有聚丙烯和改性聚丙烯树脂。聚聚丙丙烯烯的的优优点点：(1)密密度度小小；(2)抗抗冲冲击击性性好好；(3)使使用用温温度度范范围围较较宽宽-40100；(4)工工艺艺性性好好，在在熔熔融融条条件件下下的的流流动动性性好好，对对玻玻纤纤的的浸浸渍渍性性好好，冷冷却却后后固固化化迅迅速速，由此生产效率高；由此生产效率高；(5)材料来源广，价格低。材料来源广，价格低。13.2.1 原材料原材料(2)增强材料增强材料 玻璃纤维无捻粗纱，玻璃纤维短切毡、连续玻璃纤维无捻粗纱，玻璃纤维短切毡、连续玻璃纤维毡和针刺连续玻璃纤维毡等。玻璃纤维毡和针刺连续玻璃纤维毡等。13.2 热塑性片状模塑料的生产工艺热塑性片状模塑料的生产工艺 40资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料2.生产工艺生产工艺生产方法生产方法 湿法湿法 干法干法 层合法层合法 分散法分散法 水分散法水分散法 WT法法(泡沫分取法泡沫分取法)13.2 生产工艺生产工艺 41资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料(2)干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备 将将连连续续玻玻璃璃纤纤维维毡毡和和聚聚丙丙烯烯(或或其其它它热热塑塑性性塑塑料料)薄薄片片叠叠合合后后，经经过过加加热热、加加压压、浸浸渍渍、冷冷却却定定型型和和切切断等工序制造片状模塑料的方法。断等工序制造片状模塑料的方法。优点优点 挤挤板板机机“可可有有可可无无”，粉粉末末状状树树脂脂直直接接撒撒入入毡毡内，容易浸透纤维。内，容易浸透纤维。1)层合法生产热塑性片状模塑料层合法生产热塑性片状模塑料 13.2.2 干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备 42资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料干法生产热塑性片状模塑料工艺及设备干法生产热塑性片状模塑料工艺及设备1-塑料挤板机；塑料挤板机；2-玻璃纤维毡；玻璃纤维毡；3-塑料片材；塑料片材；4-无端加压带；无端加压带；5-加热、挤压装置；加热、挤压装置；6-冷却设施；冷却设施；7-复合片材；复合片材；8-切断器；切断器；9-成品成品13.2.2 干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备塑料挤板和铺毡同设在一条生产线上，塑料挤板和铺毡同设在一条生产线上，塑料片从挤出机挤出后，不等冷却就塑料片从挤出机挤出后，不等冷却就和玻璃纤维毡叠合进入钢带加压设备，和玻璃纤维毡叠合进入钢带加压设备，经加热、加压，使熔融树脂浸渍玻璃经加热、加压，使熔融树脂浸渍玻璃纤维毡，然后冷却，定长切断，制成纤维毡，然后冷却，定长切断，制成片状模塑料。片状模塑料。方案方案1：美国：美国PPG公司公司 43资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料13.2.2 干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备方案方案2：先生产出塑料片材，再和纤维毡叠合成先生产出塑料片材，再和纤维毡叠合成需要的厚度，进入钢带复合机，加热、需要的厚度，进入钢带复合机，加热、加压复合成所要求的片状膜塑料。加压复合成所要求的片状膜塑料。方案方案3：把树脂制成粉末状，铺撒在各层玻纤毡上，把树脂制成粉末状，铺撒在各层玻纤毡上，进入钢带复合机加热、加压，使树脂粉末进入钢带复合机加热、加压，使树脂粉末在纤维毡中熔化、浸透，冷却定型，定长在纤维毡中熔化、浸透，冷却定型，定长切割成热塑性片状模塑料。切割成热塑性片状模塑料。44资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料2)分散法生产片状模塑料工艺分散法生产片状模塑料工艺 将将短短切切玻玻璃璃纤纤维维与与聚聚丙丙烯烯或或尼尼龙龙等等树树脂脂粉粉末末在在特特殊殊的的搅搅拌拌机机内内混混合合均均匀匀，然然后后按按设设计计厚厚度度铺铺撒撒均均匀匀，再再经加热，加压制成片状模塑料。经加热，加压制成片状模塑料。干法生产特点：干法生产特点：1)增强材料范围广，可用连续纤维、连续纤增强材料范围广，可用连续纤维、连续纤维针刺毡、短切纤维毡和短切纤维维针刺毡、短切纤维毡和短切纤维 2)纤维含量控制在纤维含量控制在2040 3)纤维铺层方向可任意选择纤维铺层方向可任意选择 13.2.2 干法生产工艺及设备干法生产工艺及设备 45资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料(2)热塑性片状模塑料湿法生产工艺热塑性片状模塑料湿法生产工艺 将将玻玻璃璃纤纤维维无无捻捻粗粗纱纱切切成成长长750mm(最最佳佳长长度度为为13mm左左右右)的的短短纤纤维维，在在搅搅拌拌器器内内与与粉粉末末状状树树脂脂加加水水搅搅拌拌成成均均匀匀的的悬悬浮浮料料浆浆，用用泵泵将将其其输输送送到到传传送送网网带带上上，经经减减压压脱水，形成湿毡，再经干燥、切断、收卷成中间产品。脱水，形成湿毡，再经干燥、切断、收卷成中间产品。特点特点 1、用短切纤维、粉末状树脂和水或泡沫、用短切纤维、粉末状树脂和水或泡沫悬浮液混合料浆悬浮液混合料浆 2、纤维含量可达、纤维含量可达2070%3、产品厚度为、产品厚度为1.276.35mm 13.2.3 片状模塑料湿法生产工艺片状模塑料湿法生产工艺 46资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料湿法生产热塑性湿法生产热塑性SMC示意图示意图1-玻纤纱；玻纤纱；2-切断器；切断器；3-沉降室；沉降室；4-输送带；输送带；5-树脂、填料；树脂、填料；6-水；水；7-拌浆槽；拌浆槽；8-泵；泵；9-浆槽；浆槽；10-浆料；浆料；11-真空脱水；真空脱水；12-运运输带；输带；13-加胶粘剂；加胶粘剂；14-烘干；烘干；15-切断；切断；16-坯料；坯料；17-无端钢无端钢带；带；18-加热、加压区；加热、加压区；19-成品成品13.2.3 片状模塑料湿法生产工艺片状模塑料湿法生产工艺 47资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料热塑性片状模塑料加工成型工艺热塑性片状模塑料加工成型工艺1-下料；下料；2-预热；预热；3-坯料；坯料；4-预热后坯料片；预热后坯料片；5-模具；模具；6-压压机；机；7-运输带；运输带；8-半成品；半成品；9-裁边；裁边；10-成品；成品；11-运输车运输车13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备13.3 热塑性复合材料制品冲压成型工艺热塑性复合材料制品冲压成型工艺 48资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料(1)热塑性片状模塑料的成型特点热塑性片状模塑料的成型特点13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备1)成型周期短，生产效率高成型周期短，生产效率高2)片状模塑料无储存期限制，废料可回收利用片状模塑料无储存期限制，废料可回收利用3)收缩率低收缩率低4)模具费用低模具费用低5)一次能成型形状复杂或大型制品一次能成型形状复杂或大型制品6)设计自由度大，可与金属等其它材料复合制设计自由度大，可与金属等其它材料复合制成复合结构制品成复合结构制品 49资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料(2)冲压成型工艺冲压成型工艺13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备坯料在模具内的成型过程及加热温度坯料在模具内的成型过程及加热温度固态冲压成型固态冲压成型流动态冲压成型流动态冲压成型适用于成型厚度和密度适用于成型厚度和密度变化大，带凸台或加强变化大，带凸台或加强肋等形状复杂的或带金肋等形状复杂的或带金属预埋件的制品。属预埋件的制品。50资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备固态冲压成型固态冲压成型按样板将片状模塑料剪按样板将片状模塑料剪成坯料，在加热器内将成坯料，在加热器内将料片加热到低于粘流态料片加热到低于粘流态温度温度1020，装入模内，装入模内，快速合模加压，在快速合模加压，在70 模具内冷却脱模，再经模具内冷却脱模，再经修边成制品。修边成制品。特点：特点：成型制成型制品形状简单；品形状简单；周期短；成型周期短；成型压力小。压力小。固态冲压成型示意图固态冲压成型示意图1-坯料；坯料；2-红外线加热炉；红外线加热炉；3-运输带；运输带；4-热坯料；热坯料；5-冲模压机；冲模压机；6-成品成品 51资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备流动态冲压成型流动态冲压成型特点：特点：不能用连续纤维增强的不能用连续纤维增强的SMC；坯料按等体积制；坯料按等体积制品质量下料；坯料加热到高于融点温度；因成型过程品质量下料；坯料加热到高于融点温度；因成型过程中模压料要在模具内流动，故成型压力较大。中模压料要在模具内流动，故成型压力较大。流动态冲压成型示意图流动态冲压成型示意图1-坯料加热；坯料加热；2-流动冲压；流动冲压；3-融态坯料；融态坯料；4-成品成品先将裁成与制品质量相同的坯料，在加热先将裁成与制品质量相同的坯料，在加热器内加热到高于树脂融点器内加热到高于树脂融点1020温度，放温度，放入模具内，快速加压，迫使融态坯料流动入模具内，快速加压，迫使融态坯料流动并充满模腔，冷却定型后脱模成制品。并充满模腔，冷却定型后脱模成制品。52资料仅供参考,不当之处，请联系改正。课件第13章 热塑性片状模塑料两种冲压成型方法比较：两种冲压成型方法比较：13.3 冲压成型工艺及设备冲压成型工艺及设备固态冲压成型固态冲压成型流动态冲压成型流动态冲压成型坯料容易铺放，自动化坯料容易铺放，自动化程度高，速度快，成型程度高，速度快，成型压力小，但不能压制形压力小，但不能压制形状复杂的制品。状复杂的制品。可以压制形状复杂和带埋可以压制形状复杂和带埋设件的制品，但坯料不易设件的制品，但坯料不易铺放，成型压力较高。铺放，成型压力较高。作作业业：与与热热固固性性片片状状模模塑塑料料相相比比，热热塑塑性性片片状状模模塑塑料料制制品品有哪些特性？有哪些特性？53