63压缩成型工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,塑料成型技术,问题,*,模压设备,压缩模塑原理,压缩模塑工艺,压缩工艺条件,压缩成型模具,问题,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六章 塑料成型技术,问题,*,塑料的成型方法,模压设备,压缩模塑原理,压缩模塑工艺,压缩工艺条件,压缩成型模具,问题,1.什么是无流道成型技术？通常采用什么方法实现这种技术？,使从注射机喷嘴到型腔入口间的塑料一直保持熔融状态,采用绝热或加热的方法,2.共注射成型技术主要生产什么样的制品？,多种色彩或多种塑料的复合制品,3.气体辅助注塑成型（GAM）分为那三个阶段？,充模 充气 气体保压,问 题,1,工作原理,生产何种制品？,2,1.,了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择；,2.,掌握工艺条件对塑件质量的影响。,目的与要求,：,重点与难点：,难点,：工艺条件与各因素的关系,重点,：成型压力 成型温度 压缩时间,第三局部 压缩成型（模压、压制）,3,一、压缩成型原理,压缩成型,1.成型方法,又称为模压成型或压制。主要用于热固性塑料的成型,也可以用于热塑性塑料的成型。,粉粒状、纤维状预压锭的塑料,置于成型温度的型腔中（130180）,合模加压,成型固化,4,压缩成型物料:,热固性：酚醛、氨基、环氧、不饱和聚酯、聚酰亚胺；,热塑性：仅聚四氟乙烯或有长纤维、片状纤维等增强塑料等流动性很差,适用性:流动性差塑料,及成型面积大、厚度较小的大型扁平塑料制品。,典型制件：,仪表壳、电闸板、电器开关、插座等。,。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑,膠如難以熔融的熱塑性塑膠（如聚四氟乙烯）毛坯（冷壓成型）、光學性能很高的樹脂鏡片、輕微發泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。,5,2.压缩模塑特点,塑料直接参加型腔,加料腔是型腔的延伸。,模具是在塑件最终成型时才完全闭合,压力通过凸模直接传给塑料,不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件,不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。,有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物,6,生产周期长、效率低。,操作简单,模具结构简单。,一模多腔,塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。,可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件,没有浇注系统，料耗少,7,二、模压设备,1.模压设备作用,2.模压设备的种类,按传动方式分,机械式压机：,螺旋式压力机,液压机：,水压机和油压机,提供所需的压力,开模顶件,合模,某些情况下也传递压缩过程中所需的热量,8,液压机按机身结构分,框架式,用于中小型压机,立柱式,用于大中型压机,9,*液压机按加压形式分,上压式：工作液缸位于上端,下部是固定工作台。,下压式：工作液缸位于下端,操作不便,很少使用。,为了保证压缩模塑的正常进行,应选用适当的压机,并校核模具与压机的关系。,10,三、压缩模塑工艺,模压前的准备,模压过程,模压后处理,预热和枯燥,预压,嵌件的安放,加料,合模,排气,保压与固化,脱模,模具清理,整形去应力,修饰抛光,特殊处理,压缩模塑工作循环图,11,为方便操作和提高塑件的质量,在室温下先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。,1.模压前的准备,预压,预压方法,：,采用预压锭料的形状：,以能十分紧凑地放入模具中预热为宜,常用形状为圆片,长条,扁球,与制品形状相仿、双瓣合成的空心体（适用于带精细嵌件的制品）,12,生产过程复杂,实际生产中一般不进行预压。,采用预压锭料的优点：,避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。,可提高预热温度，缩短预热和固化时间。,锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。,加料快，准确、简单，从而避免了加料过多或不足造成次品,降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。,13,对压塑粉的要求：,预压条件：,颗粒最好大小相间,压缩率（,塑料锭料,）宜为,3.0左右,含有润滑剂，有利于预压物脱模，且能使预压物外形完美,压力：,压力范围,40,200,MPa,温度：,室温或,50,90,预压（室温下不易预压时）,原则：,锭料的密度达到塑件最大密度的,80%,预压的缺点,：,增加设备及人力成本上升,松散度特大的长纤维塑料预压困难，需要复杂设备,模压结构复杂或混色斑纹制品不如用粉料的好,14,预热和枯燥,塑料成型前加热的目的：,枯燥,预热*,塑料成型前加热的方法：,高频加热：高频电场下，极性分子振荡，摩擦升温,红外线预热：输送带、格架,烘箱预热：强制空气循环及温控装置,热板预热：旋转的加热板，用电或煤气、蒸汽,为压缩模提供热塑料,去除水分和挥发物,15,预热的优点：,缩短闭模的时间、加快固化速度,增进制品固化的均匀性,提高物性,提高流动性,减少收缩率和内应力,降低模压：例如：酚醛塑料,未预热,需30Mpa的压力；预热后,模压压力1520Mpa。因此可用较小吨位压力机模压较大制品。,模压温度,预热情况,冲击强度,弯曲强度,布氏硬度,吸水性,175,未预热,100,100,100,100,175,175预热,111,109.4,125,74,16,作为塑件中导电局部或使塑件与其它零件相连接的零件。,嵌件的安放,嵌件的安放要求,位置正确,、,平稳,嵌件,常用嵌件有,轴套,、,螺钉,、,螺帽,、,接线柱,等等,大嵌件在模具装上压机后要,先预热,17,2.模压过程,加料,加料的关键是,加料量,定量的方法：,合理堆放塑料,粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低,便于气体排放。,容量法：,方便但不很准,重量法：,准确、麻烦,计件法：,预压锭料，计数放入,18,合模,凸模触及塑料之后：减慢合模速度（防止模具中的嵌件、成型杆或型腔遭到破坏,利于排气）,凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度（缩短周期,防止塑料过早固化或过多降解）,加料后即可合模，合模时间一般从几秒到几十秒不等。,合模过程分为三个部分：,模具闭合后：增大压力（1535MPa,对原料进行加热加压）,19,合模后加压至一定压力,立即卸压,凸模稍微抬起,连续次。20s/次,排气,排除水分和挥发物变成的气体及化学反响的副产物,以免影响塑件性能与外表质量。,流动性好的塑料采用,迟压法,，即,从,凸模与塑料接触,到,压模完全闭合的过程中停顿1530秒。,塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。,方法：,目的：,20,在成型压力与温度下保持一定的时间,使交联反响进行到要求的程度。,从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。,保压与固化,欠熟,过熟,缺乏,过度,保压时间长短受,塑料类型,、,预热情况,、,塑件形状,及,压缩程度,的影响。,保压时间：,固化阶段的要求：,固化程度,在压缩成型温度下保持一段时间,以待热固性塑料的性能到达最正确状态。,固化：,21,脱模,复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模,塑件脱模方法：,模外手动推出,推出机构机自动推出,22,3.模压后处理,用铜铲或压缩空气清理,以免损模具外观,模具清理,整形去应力,在整形模中冷却,脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却,或者进行退火处理,大型、厚壁件,对薄壁易变形件,23,修饰抛光,特殊处理,二次加工：防潮、美观(电镀、喷涂),去飞边、毛刺、表面抛光,24,检查塑料质量,预压、预热、枯燥,称 料,清洗嵌件,嵌件预热,清 理 压 模,涂 脱 模 剂,放嵌件,加 料,合 模,加热加压,排 气,加热卸压,固 化,保温保压,开 模,卸压脱模,塑 件 整 形,去 应 力 处 理,塑件送至下一工序,压缩模塑工作循环,25,模压压力（成型压力）,模压温度（成型温度）,模压时间,四、压缩模塑工艺条件,要生产出高质量塑件,除了合理的模具结构,还要正确选择工艺条件。,26,1.成型压力,指压缩塑件时凸模对,塑料熔体,和,固化时在分型面,单位投影面积上的压力（单位MPa）,成型压力,施加成型压力的目的：,使模具闭合，防止飞边,克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力,使粘流态物质在一定压力下固化,使塑料充满型腔，将其压实，提高塑件内在质量,27,A凸模与塑料接触局部在分型面上的投影面积（mm）,计算公式：,p,=,式中：,p,成型压力（,MPa,）,p,b,压力机工作液压缸压力（,MPa,）,D,压力机主缸活塞直径（m）,成型压力与塑料种类、塑件结构、模具温度等因素有关。一般而言,塑料流动性越差,压缩率越大,固化速度和压缩比越高,制品厚度越大,形状越复杂,成型深度越大,所需成型压力也应越大。生产中采用压力通常比计算高20%30%。,28,预热温度与成型压力的关系,Tc临界预热温度,Tp预热温度,Pm模压压力,A塑料可以充满区域 B不能充满区域,T,c,T,p,/,P,m,/MPa,软化 固化,29,常用塑料成型压力,塑料,成型压力/MPa,成型温度/,酚醛塑料（PF）,742,145180,三聚氰胺-甲醛塑料（MF）,1456,140180,脲甲醛树脂（UF）,1456,135155,不饱和聚酯（UP）,0.353.5,85150,聚邻苯二甲酸二烯丙酯（PDPO）,3.514,120160,环氧树脂（EP）,0.714,145200,有机硅塑料（DSMC）,756,150190,30,2.成型温度,指压缩时所需的模具温度,对塑件质量、模压时间影响很大,成型温度,热固性塑料的,模内温度,高于,模具温度,成型温度对热固性塑料成型的作用：,1）使塑料在模具型腔中软化到达熔融状态,顺利充满性强；,2）塑料融化后,促进交联反响的进行。,31,硬化速度慢、周期长，硬化不足；塑件表面无光；物理、力学性能差,模具温度,太高,固化速度太快而使流动性下降，引起充模不满；树脂、有机物分解；塑件外层先硬化,高,成型周期短，生产率提高,过低,t,c,100 120 140 160 180 T,M,/,图5-4 成型温度与成型周期的关系（酚醛塑料）,32,3.模压时间,指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。与,塑料品种,、,含水量,、,塑件形状尺寸,、,成型温度,、压缩,模具结构,、,预压预热,、,成型压力,等因素有关。,模压时间,“过熟”，延长成型时间；收缩率增加，产生内应力，塑件性能下降,模压时间,短,“欠熟”，硬化不足，外观及力学性能差，易变形,过长,在保证塑件质量的前提下,应力求缩短模压时间。,33,t,m,/min,120 140 160 180 200,T,m,/,1,2,3,4,5,6,4,8,12,16,20,24,图5-5 制品壁厚与 模压温度和模压时间的关系（酚醛塑料）,4mm 6mm 8mm 12mm 16mm 20mm,34,压缩成型模具,35,模具,36,五.冷压烧结成型,适用：大多数氟塑料融体在成型温度下具有很高的粘度,很难融化。虽然是热塑性塑料,但不具备热塑特征。,方法：粉料-模具-加压=毛坯-烘室-加热-（烧结）-冷却-制品（坯料）,典型塑料：聚四氟乙烯,37,1.冷压成型,压力：3050Mpa,过大颗粒滑动,裂纹；,过小疏松,理学性能下降,加压速度：,保压：直径大1015min ,直径小35min,卸压,2.烧结,升温速度：型坯的大小,厚薄（熔点327）,烧结温度上下：热稳定性好坏、收缩率、结晶度,3.保温,“烧透,4.冷却,冷却速度（结晶度、相对密度、收缩率、拉伸强度等）,38,1.,压缩模塑原理。,2.,模压时间指的是什么时间？,3.,压缩模塑工艺条件主要是什么？,4,.压缩模塑模具温度与成型温度关系？,思考与练习：,39,塑膠壓縮成型機操作工,一般性描述 調節及操作機器,預熱成型材料並將模具加熱至成型溫度,將塑膠粉壓縮成型等工作人員屬之。,工作內容(1)將模具裝上機器,或固定機器之加熱板,加熱至所需成型溫度；(2)調整溫度、壓力裝置及硬化時間,以保持指定之加工條件；(3)秤量已混合塑膠成型粉,倒入凹模型內,或在凹模內先裝置所需金屬配件,再倒入成型粉；(4)開動機器,加壓至成型壓力,經放鬆壓力、脫氣、再加壓,而成型硬化；(5)鬆開壓力,開