塑胶成型问答Word下载.docx
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大多数塑料以合成树脂为基本成分，并添加填料、增塑剂、热稳定剂及其他塑料助剂等配合料。
据其受热后性能的变化可分为热塑性塑料和热固性塑料。
什么是热塑性塑料？
它是塑料的一大类。
它是以热塑性树脂为主要成分，并添加各种助剂而配制成的塑料。
它们一般具有链状的线性结构和在特定的温度范围内能反复加热软化、反复冷却硬化的特点，且在软化状态采用模塑、挤出或二次成型通过流动能反复模塑为制品。
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等聚合物、共聚物或混物及塑料合金等。
目前我们使用塑料多为热塑性塑料，塑料机械所加工的也多为热塑性塑料。
什么是热固性塑料？
树脂在制造或加工的某阶段常常是液态或既可溶又可熔，通过加热、催化或其他方法（如紫外线、射线等）发生化学变化而交联成不溶不熔的三维网状结构的树脂称为热固性树脂。
以热固性树脂为主要成分，并添加各种添加剂配制成的塑料，如酚醛塑料、氯基塑料等，统称为热固性塑料。
在其制造或加工过程的某些阶段中常是液体，通过加热或其他物理、化学方法可以固化，充分固化后即使再加热也不再软化，不能再重塑成新制品。
某些热性塑料通过与其他物质交联也可成为热固性塑料，比如象我们日常已经使用的铝塑复合管的用料—化学交联聚乙烯就是热塑性塑料聚乙烯通过化学交联变成了不能软化重塑的“热固性塑料”。
塑料都有哪些加工方法？
由于塑料树脂原料的不同，由于制品特征的不同，就产生出了各种各样的加工方法，大致可分为以下几种：
①注射成型：
它的主要加工设备是塑料注射机和注射模具，适用于单个制品的加工。
②挤出成型：
它的主要加工设备是塑料挤出机和机头模具及辅机。
适用于不同截面形状的连续制品（如：
膜、棒、丝、条、管、板、片、异型材等）的加工。
③吹塑成型：
它的主要加工设备是塑料中空成型机。
适用于加工中空容器，比如：
桶、瓶、中空玩具等。
④压延成型：
它的主要加工设备是由多个热钢辊组成的塑料压延机，用于将塑料或橡胶通过热辊连续压延成厚片状片材，适合于土工膜、包装片材、家具表面贴附膜片的加工。
⑤压塑成型：
它的主要加工设备是热压机和压模装置。
它将定量的塑料粉或粒放到一个模具里，然后合模加热使塑料熔化，用压机热压成型。
这种方法常用于加工热固性塑料制品，如酚醛树脂（俗称“胶木”）制品之类。
现在在生活中和室内装修中大量使用的塑料合成板材（如中密度板，人造大理石板等）往往也是采用压塑成型的方法压制而成的。
⑥铸塑成型（浇注成型）：
它的主要加工设备是具有空腔的模具。
这种方法与金属的浇铸成型很相似，就是把准备好的塑料液体浇铸原料浇注到模具中使其固化，从而得到与模具型腔相似的制品。
“浇铸”与“注射”是不一样的，“注射”是用压力注入模腔后，在压力下冷却成型，而“浇铸”就没有什么压力，倒入模腔，自然成型。
比如象各种软泡沫塑料（聚苯乙烯、聚氨酯等）就是将液态塑料原料（A、B料）按比例倒入一个大模腔中，A、B料在混合后发生化学反应并急聚发泡，不断涨大，最后充满塑型腔定型，成为我们所需要的发泡材料。
象有机玻璃的制造、一些空腔软质玩具（如芭比娃娃的头腔）的成型也是采用浇注方法。
浇注成型的方法又可衍化成：
静态浇铸成型，嵌铸成型，离心浇铸，滚塑成型，流涎浇铸成型，搪塑成型（涂凝成型），蘸浸成型，发泡铸塑成型等多种加工方法，在此就不一一赘述了。
塑料挤出机都有哪些种类？
塑料挤出机在塑料加工中的应用十分广泛，主要用于加工连续生产的制品，比如：
薄膜、管材、板片材、异型材等，这些制品都需要连续地（并非一个个单件）生产出来的，所以需要使用挤出机。
从挤出机螺杆的数量来分，它可以分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。
在单螺杆挤出机中又可分为通用型单螺杆挤出机和排气式单螺杆挤出机。
在90年代国外还开发了一种新型的“布斯单螺杆挤出机”，它的特点是：
螺杆不仅连续转动，同时还轴向往复运动，螺杆螺纹是一段一段非连续的，在机筒内壁上还配有销钉，这种复杂的运动和特殊的结构造成物料象“揉面”一样的被熔融混炼。
该挤出机短小但效率很高，目前国内已经开发。
在双螺杆挤出机中可分为平行同向双螺杆挤出机、平行异向双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机。
其中平行同向双螺杆挤出机的两平行螺杆由两组螺纹元件和两个芯轴组合而成，两螺杆转向相同。
由于各种不同的螺纹元件可按需要自由组合，使螺杆对物料的适用性强，剪切大，分散混合效果好，所以主要用于塑料的混炼造粒。
而平行异向双螺杆挤出机的两根平行螺杆转向相反，主要用于挤出成型制品。
而锥形双螺杆挤出机的两根螺杆都是一端直径大，一端直径小，形成锥状，螺杆转向相反，物料在螺杆的作用下行程较短而简单，容易稳定建压，所以和平行异向双螺杆挤出机类似，也是用于挤出成型制品，尤其加工PVC聚氯乙稀物料非常适宜。
多螺杆挤出机现有三螺杆挤出机和行星螺杆挤出机，由于在同一机筒中的螺杆数量多，物料在多螺杆的作用下处于运行紊乱状态，造成对物料的分散、混合效果更好，所以主要还是用于混炼造粒。
目前由北京化工大学的专家还开发出了“磨盘式挤出机”，物料在机筒中将通过一个个“磨盘”的研磨、分散、分流，挤出造粒，所以混合效果更加显著，可以用于纳米物料的混炼造粒。
为了充分发挥各种机型的优势，以适应于物料加工的需要，现在还将平行同向双螺杆挤出机与单螺杆挤出机有机连接，或将布斯往复式单螺杆挤出机与普通单螺杆挤出机有机连接，形成“双阶挤出机”，在节能、造粒、成型制品上效果很好。
什么是熔体流动速率？
我们在加工塑料时，总是希望物料在机筒中热熔后能顺利流动，但由于塑料的品种牌号众多，各种物料的分子结构不同，在加热熔融后其粘度会不一样，造成它的流动性也不同，而流动性对塑料的加工是至关重要的。
比如在注射加工大件制品时就比加工小型制品更需要流动性好的塑料牌号，而挤出加工流动性极差的超高分子量聚乙烯就比其它聚乙烯品牌难得多，因此必须对加工机械进行改进才行。
由此可见，了解塑料的热流动性对其正常加工制品和机械设备的改造是多么重要。
用什么来体现塑料的热流动性呢？
国际通用的方法就是采用“熔体流动速率”（也称熔融指数或熔体指数）来表示。
它的定义是：
在规定的试验条件下，一定时间、一定负荷下从挤出料筒内挤出的热塑性物料的量，叫做“熔体流动速率”。
显然，各种塑料树脂熔体在规定的温度、压力和时间下挤出的质量是不同的，即：
不同塑料的流动速率是不同的。
通常，塑料的熔体流动速率越小，则说明其物料熔体挤出的质量越小，越不易流动，塑料越“粘稠”，即分子量越大，成型塑料制品越难。
反之，熔体流动速率越大，则塑料的分子量越小，流动性越好，越容易成型。
。
熔体流动速率的测试方法是：
将塑料树脂加到熔体指数测定仪的料筒内，把塑料加热到规定的温度（如190℃），使它熔化成流动状，在上部规定砝码（如2160克）的压力下，熔体将沿料筒内的标准毛细管道向下流出，我们测试10分钟内塑料熔体流出的质量数，该数值即为该塑料的熔体流动速率（熔融指数）。
其单位为g/10min。
全电动注射机的电控原理和机械原理是什么？
全电动注塑机是早在20世纪80年代由日本注塑机制造商率先开发的，并且多年来不断更新技术。
在2003年NPE展览会上日精公司展出了最新系列全电动注塑机。
其EljectNex系列包括9种型号，锁模力由30-460吨。
适用范围广，从小型精密零部件，多组分部件到大型部件均能生产。
我国塑机企业经过多年努力，也已开发出该种最新机型。
全电动注射机的电控原理表述如下：
一.伺服电机
伺服：
一词源于希腊语“奴隶”的意思。
人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。
在讯号来到之前，转子静止不动；
讯号来到之后，转子立即转动；
当讯号消失，转子能即时自行停转。
由于它的“伺服”性能，因此而得名。
伺服系统：
是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。
伺服的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。
伺服电机：
伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机的优点：
大扭力、控制简单、装配灵活。
伺服电机的结构：
一个伺服电机内部包括了一个直流电机、一组变速齿轮组、一个反馈可调电位器及一块电子控制板。
其中，高速转动的电机提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出，齿轮组的变速比愈大，伺服电机的输出扭力也愈大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也愈低。
伺服电机的工作原理：
伺服电机是一个典型闭环反馈系统，减速齿轮组由电机驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服电机精确定位的目的。
伺服电机的控制：
标准的伺服电机有三条控制线，分别为：
电源、地线及控制。
电源线与地线用于提供内部的电机及控制线路所需的能源，电压通常介于4V—6V之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离（因为伺服电机会产生噪音）。
甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
输入一个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间，而低电平时间应在5ms到20ms之间。
图2：
力劲PT60V全电动注塑机伺服电机
二.伺服控制器：
智能数字伺服驱动器
1.输入电压：
AC200V－480V
2.UL/CE认可
3.IP20防护等级
4.0－45℃标准运行温度
5.包含放电电阻
6.综合电机温度监控
7.综合电机制动器控制
8.2个模拟量输入
9.2个模拟量输出
10.2个标记信号接口
11.位置凸轮开关控制
12.电子同步功能，响应速度快，反馈时间62.5ms。
13.SERCOS接口或者现场总线接口
3.液晶显示触摸屏：
HMI—用户操作面板
12.1英寸大型彩色显示屏触摸式操作，快捷方便。
通过采用工业计算机的画面，直接与上位计算机的管理系统连接，进行生产管理操作。
全电动注射机的机械原理表述如下：
1、开模、锁模、顶针等动作采用高精度丝杠螺母，传动精度0.01mm。
2、直线导轨，将传统往复滑动引导转变为滚动引导，提高定位精度，降低机械造价并且大幅度节省电力，可长时间维持高精度。
3、采用新型测力传感器，准确控制背压取得稳定的精密注塑。
4、同步带轮及同步带，结构简单，安装方便，传动精度高，噪声低。
5、采用集中式润滑，容积式比例分配器，保证每点润滑充分。
我国力劲PT60V全电动注塑机的结构介绍如下：
1.12.1英寸大型彩色液晶显示屏，触摸式操作,快捷方便。
2.采用全方位触摸式操作面板，进行数据及文字的输入，容易识别和操作。
3.采用可同步动作的快捷周期成形功能、提高生产效率。
4.优异的高速、高压射出性能及丰富的成形控制程序，扩大成形领域。
5.省电：
伺服马达在需要时才运转，与油压注塑机相比省电达60％以上。
6.利用检测合模时的马达电流，比普通的低压保护更加有效防止模具损伤。
7.利用检测推顶时的马达电流，有效地防止推顶器顶针地折断。
8.通过追踪产品成形时的压力波动，提高产品质量的稳定性。
9.计量控制功能使计量时间、计量位置、最小缓冲等更加稳定。
10.通过最快的超高速控制，实现高精度稳定成形；
提高工艺控制，V－P切换控制的应答性能，再现性能，发挥高速成形的威力。
11.通过直接检测螺杆反作用力的测力传感器提高控制性能，实现高精度的背压控制
12.低的振动和运转声音，改善操作者的作业环境。
13.通过监视伺服马达的动作信息及负荷情况，预防各种故障的发生。
14.具备用于质量管理和成形解析的低成本管理系统。
15.适合生产的产品类型：
薄壁、精密产品如镜片、手机外壳、电器外壳等。
目前有哪些新型的注射成型技术？
新型的注射成型技术一般有以下几种：
1、共注射成型（芯层注射成型）
采用共注射成型有助于观察到制件中独特的结构。
塑料“甲”先注射充入部分型腔，然后塑料：
“乙”紧跟着“甲”注射进入型腔并保持初始推动流动压力场。
根据表皮区和芯层的尺寸大小，按正确的比例关系计量出“甲”和“乙”的用料量，可制得1个内芯层为“甲”外表完全由“乙”包裹的制件。
另外，在化妆品应用方面，有小部分的表皮“甲”，料放在“乙”料之后注射，以使浇口部分的表皮能完全闭合。
用2种不同颜色的树脂进行共注射成型的制件，形成一个容易区分的表皮和芯层区间（认识到所有的注射成型件中存在有类似的表皮和芯层这一点非常重要）。
如果没有先进的检测技术，通常难以区分表皮——芯层的区域及其分界面。
共注射成型并非一门新的工艺技术。
英国ici公司早在70年代就开始应用这一技术，并取得了包括基础理论，生产产品及机器设备等几项专利。
现普遍采用的ici生产工艺类似“三明治模塑”，由于模塑外层表皮的材料与中间或芯层的材料不同，因此两种材料必须有一定的相容性，并且芯层材料要求具有可高度辐射、发泡成型和100%回收利用等性能。
选用材料应经多种选择比较而定。
共注射成型工艺问世15年后，才真正得以普及推广。
一种采用共注射成型的厚齿轮制作横截面，表皮材料是非填充尼龙，而芯层材料是玻璃—珠料—填充尼龙。
芯层中玻璃珠粒料收缩率极低，具有良好的尺寸稳定性。
尼龙表皮赋予齿轮齿牙良好的润滑性并避免了珠粒料容易产生的磨蚀问题。
基于共注射成型的基础理论目前已开发出几种新型加工改进方法。
例如，模内“上漆”和气体辅助模塑成型扩大了采用这种工艺的范围。
模内上漆加工方法是采用低分子量聚合物作为外层材料，而气体辅助模塑成型是采用氮气或另一种气体作为芯层（或部分芯层）材料。
随着产品设计与生产加工设备的不断完善改进，将满足各种新应用和新技术的需求，共注射技术必将成为富有潜力的工业化大规模生产工艺方法。
2、气体辅助注射成型
气体辅助注射成型技术主要是为了减轻重量和（或）节省循环时间等而逐渐发展起来的。
通常的共注射成型中，首先注射外层材料，并只部分填充型腔。
然后气体通过喷嘴注射或直接进入模腔内，模腔制件的芯层部位。
液化气体也可注射到待成型制件的芯层部分。
一般而言，在芯层内气体压力推动熔料向前流动，直至完全充满型腔，并防止制件表层在固化阶段从模腔壁凹下，相连的表皮层紧贴着模腔壁，气体则保存在模塑制件的芯层区间。
由于注入气体的压力高于大气压力，故此该气体的压力必须在制件顶出之前降低，以避免当起限位作用的模腔壁移动时，造成制件变形。
尽管高度压缩的气体难于控制其形状及定位气体芯的位置，但随着工艺及工序的不断改进，将可重复生产出合格的制件。
在机器化控制的条件下，通常采用各项工艺程序控制。
随着注塑加工基础理论研究的不断深入，控制方法下淘汰控制压力的方法而采用真正的工艺程序控制，对物料的响应进行监测，调节乃至控制。
对诸如注射速率等加工参数的改进，对成型制件尤其是对其机械特性及表面特性将会产生显著的影响。
射料杆速度与熔料注射速度并不相等，了解这一点很关键。
粘弹性材料的响应与浇灌能够过程相互关联，而且一定是同步进行的。
总之，想直接观察到材料的响应既不可能也很不现实。
过去由此而产生了可重复性次序处理或控制物体的设备。
该工序流程中关键步骤是经常采用千式循环测量机器设备。
有重复性的模压工序当然重要，但应最优先考虑具有重现性的熔体特性。
由此，通常要求在控制器上加设辅助探测器，以保存记录塑料熔体压力及温度，是有关熔体状况的重要参数，但并不足够以调节材料的非线形响应。
辅助性的调节控制设备正不断地开发应用于成型高度复杂的注塑制件。
例如，机械式的阀控浇口应用干热流道体系中，在流道内可更好地调控分配压力，并可消除熔接痕和减少翘曲。
3、低压注射成型
低压注射成型已经出现在最近的有关加工工艺报道中。
其实这也并不是一种新的工艺，但采用的加工方法，可使设备工序能更好地与预料中的熔体响应相匹配。
常规的成型条件下，注射初始时熔体因过度受压而产生巨大的不稳定效应。
由此引起粘度急剧增高，同时熔体由干受到压缩而储存了弹性能量。
而低压注射成型工艺与此相反，熔体流过喷嘴和流道。
由于熔体粘度伴随压力增加而增大，而低压注射成型熔体的粘度较低，从而可更好地控制熔体的粘流特性。
另外，科筒内熔体的压力增大速度越快，将更呈现出类似固态的空体响应。
粘弹性塑料熔体从纯液态到纯固态过程中，都具有宽频的响应特性。
熔体的响应或松弛时间等具体特性是由聚合物主链上的化学成分所决定。
避免流动条件的突然改变或瞬间大幅度变动，更有利于形成所需的类似液态特性。
事实上，低压注射成型只是控制或调节塑料粘弹特性的一种加工方法。
树脂生产厂商一般把高流动性树脂的分子量降低，以求降低其粘弹性，从而适合于生产蒲壁制品等的需要。
随着对加工环境认识的深入，采用低压注射成型将使塑料熔体更能适应生产环境的要求。
目前有几项工业化产品是采用低压注射成型方法。
大多数设计项目己着重于将低压注射与再注射塑料成型结合一起使用。
如汽车门内饰板的成型，就是将纺织物或非纺织物放置入模具内，再直接向模具注射熔料。
模内加标签方法是超越简单印刷的另一种成型方法。
在每次循环生产开始时，单独的标签或接连的薄膜可在模内转换位置。
薄膜除了可印刷之外，不定期具有很多动能，（如高抗行击、韧性树脂）或者薄膜可含有助剂和稳定剂，以保护成型制件表面。
4、交变注射成型
相比较而言，交变注射是一个比较新的注射成型选
择参数。
这项技术的最大难点在于当加工条件突然改变时，对塑料熔体将呈现出怎样的变化行为知之甚少。
有关熔体流变学的基础知识，不仅仅是固定的剪切粘度。
确切地说，熔体响应（粘性和弹性行为）需要表达的特性，不仅是通常的稳态流动速率或剪切速率及温度，也包括压力及瞬间流动速率。
这些特性包括很多内容而且十分难于弄清楚。
然而，如果在异型材注射方面取得实质性进展，将需制订出多种不同塑料的具体操作规程。
另还需增加通用的累试法，以求得到成熟和精确的控制方法。
在常规的注射成型中，型腔壁固定不变，某些情况下，还有利用在充模和保压陷段移动模壁。
可采用2种不同的方法：
移动型腔壁方向垂直于分模线；
旋转或滑动型腔壁。
在充模阶段旋转型芯以增加对制件尤其是表皮部分分子的变轴取向。
通过这种加工工艺，制件的弯曲性能与其它机械性能得到了极大的提高。
聚苯乙烯水杯和聚丙烯注射器就是采用这种加工方法获得重大改变突破的2个产品。
5、注射－压缩成型
注射－压缩成型中型腔壁移动方向垂直于分模线。
采用这种方法成型时，在充模阶段，按工序产生压力驱熔体流动，但这一个流道的深度是可变化的。
在较深的流道中，压力下降得较低，以使大面积的制件成型中熔体没有过度受压，并避免了瞬间的材料响应，这2种因素同样会阻碍熔体的流动。
注射成型过程中，型腔深度可能是最终制件厚度的14%，在塑料填充了大致60%-75%的型腔后，停止注射，模腔壁周围同时受到推压，直至最终制件的壁厚成型为止，制件的最终尺寸在这阶段确定。
如果在模壁按工序移动之前充满了型腔，该种工艺通常称为铸压成型。
大体上，铸压成型是在一个可变体积的型腔内采用不变的压力对制件进行保压。
铸压阶段是增加密度的阶段，密度紧接看在介于熔体和固态塑料之间起变化。
采用铸压方式成型致密圆盘，可把残留应力减至最低程度，制件上的残留应力可产生变折射现象。
铸压成型的改进型活动式型腔壁是一种新技术，其由注射全体制件固化阶段通过多孔的金属型腔壁以“保压”制件。
这种方法已有人称为外部气体辅助成型法，其实这是一种误解，因为气体并没有影响塑料熔体在型腔内的流动。
在常规的注射成型当中，保压就是在保持型腔体积不变的同时，在压力流的作用下，添加入更多的塑料。
连同在型腔内的保压流形成了不均匀的压力分布，有可能在受高压的浇口位置产生制件缺陷。
6、模具的冷却
模具的冷却是一项关键的工艺技术。
大部分的成型周期都是由传导热量传递过程，能量可从热的熔体传递至冷的模具上是由于存在温差所至。
模具壁边的塑料表皮有效地隔离着芯层，从而使得这种热传递方式非常低效。
可是，模具冷却通常到设计的最后阶段才得以注意。
较好的冷却设计样式可缩短20%-30%或更短的循环生产时间，并提高劳动生产率。
在生产循环周期中，模具的表面温度不断地“高一低”周期性变化着，当热的熔体逼压着模壁时，模温就高，顶出制件后，下次注射之前，空模腔的模温就低。
为了将冷却时间缩短至最低限度，人们一直在探求能生产合格制件的最低模具温度。
模温所起的重要作用就是影响型腔内的熔体流动以及表皮与芯层之间的尺寸比例大小。
模温越低，表皮尺寸越厚而型腔内压力下降越大。
脉行冷却技术是在注射塑料进入模腔后，通常采用循环冷却管内非常冻的冷冻液体来调节冷却的一项技术。
制件顶出后，如果没有循环，下一次射料熔流进入模腔后，模腔壁的温度就显著上升。
采用脉行冷却方式后，其型腔壁温度将更高，但比常规模具冷却方法所探测的温度稍低。
脉行冷却可广泛应用于薄壁制件的成型；
要求重复精确表面的制件成型，以及流道深度变化范围材料突变行为。
例如逆滞流动。
对于脉行冷却的加工优势和其它相关限特性在潜在优点来说，有关脉行冷却的成本花
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