塑料成型工艺与模具设计第20章.ppt

1、1普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”规划教材规划教材 杨永顺杨永顺 主编主编 塑料成型工艺与模具设计塑料成型工艺与模具设计第第2020章章 特殊塑料成型工艺特殊塑料成型工艺2主要内容主要内容1.1.层压成型层压成型32.2.铸塑成型铸塑成型3.3.旋转成型旋转成型4.4.烧结成型烧结成型5.5.缠绕成型缠绕成型6.6.喷射成型喷射成型7.7.流涎成型流涎成型420.1 20.1 层压成型层压成型5定定义义：用用涂涂有有树树脂脂的的基基体体片片材材（基基材材）按按一一定定数数量量叠叠合合在在一一起起，经经过过加加热热、加加压压使使之之成成为为层层合合板板、层合管或层合棒等的加工方法。层合管

2、或层合棒等的加工方法。优优点点：层层压压制制品品综综合合了了树树脂脂和和基基材材两两者者的的性性能能，强强度度高、质量轻、不易受潮。高、质量轻、不易受潮。基基材材：玻玻璃璃纤纤维维织织物物、合合成成纤纤维维织织物物、麻麻纤纤维维织织物物纸纸张张、棉棉布布、石石棉棉、碳碳纤纤维维、硼硼纤纤维维和和陶陶瓷瓷纤纤维维等。等。简介简介6树树脂脂：酚酚醛醛树树脂脂、环环氧氧树树脂脂、有有机机硅硅树树脂脂、氨氨基基树树酯或不饱和聚酯等。酯或不饱和聚酯等。要要求求：树树脂脂与与基基材材间间具具有有良良好好的的粘粘附附和和湿湿润润能能力力，两者都有良好的物理力学性能和工艺性能。两者都有良好的物理力学性能和工艺

3、性能。分类：分类：根据成型压力大小，分为根据成型压力大小，分为 高压成型高压成型（压力大于（压力大于7MPa，通常采用通常采用1030MPa）低压成型低压成型（压力通常小于（压力通常小于5MPa）简介简介71 1基体片材制备基体片材制备20.1.1 高压成型高压成型基基材材的的制制备备包包括括基基材材表表面面处处理理、涂涂敷敷树树脂脂、烘干等，是保证层压制品质量的关键。烘干等，是保证层压制品质量的关键。（1 1）基材表面处理基材表面处理方法：洗涤法、热处理法和化学处理法等方法：洗涤法、热处理法和化学处理法等目目的的：清清除除基基材材中中的的浆浆料料或或对对基基体体材材料料进进行行偶联处理，以利

4、于树脂的湿润和粘附。偶联处理，以利于树脂的湿润和粘附。（2 2）涂敷树脂涂敷树脂方法：浸渍或涂拭方法：浸渍或涂拭要要求求：涂涂敷敷均均匀匀、无无杂杂质质，树树脂脂含含量量和和硬硬化化程度符合规定要求。程度符合规定要求。81 1基体片材制备基体片材制备20.1.1 高压成型高压成型（3 3）烘干烘干目目的的：除除去去涂涂敷敷树树脂脂过过程程中中附附着着在在基基体体材材料料上的水分或溶剂。上的水分或溶剂。常常用用设设备备：有有卧卧式式浸浸渍渍烘烘干干机机和和立立式式浸浸渍渍烘烘干机。干机。9板板材材层层压压成成型型一一般般在在层层压压机机或或者者液液压压机机上上进进行，主要行，主要工艺过程工艺过程

5、如下：如下：（1 1）叠料）叠料 将将涂涂有有树树脂脂的的基基体体片片材材裁裁剪剪成成一一定定尺尺寸寸，并并按一定的顺序叠合成一定厚度。按一定的顺序叠合成一定厚度。为为了了改改善善层层压压板板材材的的表表观观质质量量，可可以以在在叠叠料料两两面面分分别别叠叠上上2 24 4张张树树脂脂含含量量较较多多的的表表面面专专用用片片材，并在表面涂上脱模剂（如硬脂酸锌等）。材，并在表面涂上脱模剂（如硬脂酸锌等）。（2 2）装机热压）装机热压 将将叠叠装装好好的的层层压压单单元元推推入入层层压压设设备备的的工工作作空空间，然后启动设备进行热压成型。间，然后启动设备进行热压成型。2 2板材层压成型板材层压成

6、型20.1.1 高压成型高压成型10（3 3）出机脱模）出机脱模 层层压压制制品品温温度度降降到到6060时时，撤撤除除压压力力，从从层层压设备中推出层压单元，并从层压模中脱取制品。压设备中推出层压单元，并从层压模中脱取制品。（4 4）切边）切边 对层压制品脱模之后带有的毛边予以切除。对层压制品脱模之后带有的毛边予以切除。（5 5）后烘）后烘 如如果果层层压压制制品品脱脱模模后后存存在在硬硬化化程程度度不不足足（欠欠熟熟）现现象象时时，可可进进行行后后烘烘处处理理，即即对对制制品品再再次次进进行行加加热热保保温温，促促使使其其进进一一步步硬硬化化。对对于于硬硬化化速速度度很慢的环氧酚醛层压板，

7、后烘是必不可少的工序。很慢的环氧酚醛层压板，后烘是必不可少的工序。20.1.1 高压成型高压成型2 2板材层压成型板材层压成型11成型工艺：成型工艺：基基材材浸浸渍渍树树脂脂干干燥燥后后，卷卷于于加加热热的的管管上上；然然后后放放到到模模具具中中，通通过过压压力力机机压压制制，得得到到层层压压管制品。管制品。3管材的高压成型管材的高压成型20.1.1 高压成型高压成型12接触法，又称为涂敷法、裱糊法或手糊法。接触法，又称为涂敷法、裱糊法或手糊法。1常用方法常用方法20.1.2 低压成型低压成型在在涂涂有有脱脱模模剂剂的的模模具具上上将将片片材材和和树树脂脂连连铺铺带带涂涂一一层层贴合，每贴一层

8、，都应将其中空气排出；层层贴合，每贴一层，都应将其中空气排出；当当铺铺到到预预定定厚厚度度时时，进进行行低低压压硬硬化化处处理理，待待树树脂脂硬化到要求程度之后，进行适当修整便可得到制品。硬化到要求程度之后，进行适当修整便可得到制品。2工艺过程工艺过程1320.1.2 低压成型低压成型4用途用途可以生产大型层压制品，不需大型压力设备。可以生产大型层压制品，不需大型压力设备。制品外观质量和强度比高压成型差。制品外观质量和强度比高压成型差。3特点特点不饱和聚酯树脂、环氧树脂等；不饱和聚酯树脂、环氧树脂等；在固化时产生挥发性副产物的树脂；在固化时产生挥发性副产物的树脂；固化温度在常温或加热状态下的成

9、型。固化温度在常温或加热状态下的成型。1420.2 20.2 铸塑成型铸塑成型15概念：概念：在模具中加入液态成型材料，经加热，在模具中加入液态成型材料，经加热，在催化剂的作用下固化成型的方法。在催化剂的作用下固化成型的方法。液态原料：液态原料：聚合物溶液、聚合物溶液、单体经初聚或缩聚而成的浆料、单体经初聚或缩聚而成的浆料、单体与聚合物形成的混合溶液。单体与聚合物形成的混合溶液。基本概念基本概念16优点：优点：铸塑成型使用设备简单，铸塑成型使用设备简单，成型仅需常压或低压，成型仅需常压或低压，对对模模具具强强度度要要求求很很低低，常常以以金金属属、玻玻璃璃等等作作为为模具材料，模具材料，生产投

10、资小，生产投资小，适于成型各种尺寸的塑料制品。适于成型各种尺寸的塑料制品。缺点：缺点：成型周期长、成型周期长、生产效率低、生产效率低、制品尺寸精度较差。制品尺寸精度较差。分类：分类：静态浇铸、静态浇铸、离心浇铸离心浇铸。基本概念基本概念17 将将液液态态原原料料浇浇入入静静置置的的模模具具，使使其其完完成成聚聚合合或或交交联联反反应应并并按按模模腔腔形形状状和和尺尺寸寸固固化化成成为为塑塑料料制制品品的的方法。方法。图图2020-1 11 1夹紧装置夹紧装置 2 2玻璃板玻璃板 20.2.1 静态浇注成型静态浇注成型1概念概念18 生生产产聚聚己己内内酰酰胺胺、聚聚甲甲基基苯苯烯烯酸酸甲甲酯酯

11、、环环氧氧树树脂脂、聚聚苯苯乙乙烯烯、酚酚醛醛、有有机机硅硅、不不饱饱和和聚聚酯酯等等塑塑料料型材和和制品。型材和和制品。20.2.1 静态浇注成型静态浇注成型1用途用途(1)(1)液态原料配制液态原料配制 由由双双A A型型环环氧氧树树酯酯和和硬硬化化剂剂及及填填料料通通过过交交联联反反应应固固化化为为制制品品。配配制制方方法法：首首先先按按照照模模腔腔容容积积称称取取一一定定量量的的环环氧氧树树脂脂与与干干燥燥后后的的填填料料混混合合并并加加热热到到8080左左右右，然然后后再再添添加加除除去去硬硬化化剂剂之之外外的的其其他他各各种种组分，并进行均匀混合和自然冷却。组分，并进行均匀混合和自

12、然冷却。2典型工艺过程典型工艺过程1920.2.1 静态浇注成型静态浇注成型2典型工艺过程典型工艺过程（2 2）成型准备）成型准备包括清洗模具包括清洗模具涂拭脱模剂涂拭脱模剂安放嵌件安放嵌件预热模具等预热模具等（3 3）浇铸成型）浇铸成型概概念念：浇浇铸铸成成型型指指将将液液态态原原料料浇浇入入模模腔腔，并并使使其通过聚合或交联反应固化成为制品的过程。其通过聚合或交联反应固化成为制品的过程。模具材料模具材料：根根据据塑塑料料品品种种、制制品品质质量量及及生生产产批批量量大大小小，可可采采用用铸铸铁铁、钢钢材材、铝铝合合金金、型型砂砂、硅硅橡橡胶胶、塑塑料料、玻璃，甚至水泥和石膏等材料制模。玻璃

13、，甚至水泥和石膏等材料制模。20（3 3）浇铸成型）浇铸成型操作方法操作方法：将将液液态态原原料料中中添添加加硬硬化化剂剂后后，通通过过浇浇口口浇浇入入已已经经涂涂拭拭脱脱模模剂剂的的模模腔腔，可可在在模模腔腔内内通通过过交交联反应固化。联反应固化。工艺要求工艺要求：如如果果在在固固化化过过程程中中采采取取加加热热和和保保温温措措施施，应应注注意意升升温温速速度度不不宜宜过过快快，保保温温温温度度不不宜宜过过高高，否否则则容容易易引引起起某某些些硬硬化化剂剂挥挥发发造造成成损损失失，或或因因原原料料中中空空气气、水水分分、低低分分子子物物质质逸逸出出太太快快导导致致制品起泡。制品起泡。2典型工

14、艺过程典型工艺过程20.2.1 静态浇注成型静态浇注成型21（4 4）后处理）后处理 目的目的：消除制品中的残余应力。：消除制品中的残余应力。环氧树脂制品环氧树脂制品脱模后可以不用后处理。脱模后可以不用后处理。聚己内酰胺聚己内酰胺的后处理工艺：的后处理工艺：将将脱脱模模后后的的制制品品置置于于150150160160的的机机油油中中保保温温2h2h，与与油油一一起起冷冷却却至至室室温温后后放放入入水水中中煮煮沸沸24h24h，然后再缓冷到室温。然后再缓冷到室温。聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯的后处理工艺：的后处理工艺：制品脱模后置于制品脱模后置于70708080下保温下保温3 34h4h。2

15、典型工艺过程典型工艺过程20.2.1 静态浇注成型静态浇注成型22将将液液态态原原料料浇浇入入旋旋转转运运动动的的模模具具中中，利利用用离离心心力迫使液态原料充满旋转体模腔并固化成为制品。力迫使液态原料充满旋转体模腔并固化成为制品。20.2.2 离心浇注成型离心浇注成型1原理原理1 1）制品的精度和力学性能较好。）制品的精度和力学性能较好。2 2）残余内应力较大。）残余内应力较大。3 3）离心浇铸工艺比较复杂。）离心浇铸工艺比较复杂。4 4）设备投资较高，模具一般使用钢材。）设备投资较高，模具一般使用钢材。5 5）可可以以成成型型大大型型厚厚壁壁或或薄薄壁壁制制品品，不不宜成型形状复杂的制品。

16、宜成型形状复杂的制品。2特点特点2320.2.2 20.2.2 离心浇铸成型离心浇铸成型4.4.所用设备所用设备立式设备：成型轴向尺寸大的制品。立式设备：成型轴向尺寸大的制品。卧式设备：成型径向尺寸比较大的制品。卧式设备：成型径向尺寸比较大的制品。生生产产轴轴套套、齿齿轮轮坯坯、滑滑轮轮、转转子子以以及及管管材材等旋转体制品。等旋转体制品。适适于于粘粘度度比比较较小小、热热稳稳定定性性比比较较好好的的热热塑塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、增塑聚氯乙烯等。性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、增塑聚氯乙烯等。可可以以利利用用短短切切玻玻璃璃纤纤维维增增强强聚聚酯酯成成型型塑塑料料管材。管材。3用途用途2420.3 20.3 搪瓷和浸涂成型搪瓷和浸涂成型25将将塑塑料料糊糊浇浇入入预预热热的的凹凹模模型型腔腔中中，使使其其在在型型腔腔表表面面上上附附着着一一层层膜膜状状凝凝胶胶，再再将将凝凝胶胶连连同同型型腔腔一一起起进行热处理，便可获得制品。进行热处理，便可获得制品。2.2.用途：用途：采用聚氯乙烯塑料成型中空塑料制品。采用聚氯乙烯塑料成型中空塑料制品。用于加工玩具（人物、动物等）和电器制品等。用于加工