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吹塑、注塑、滾塑工藝的區別

2016/3/14 14:28:26      點擊:
摘要: 三種工藝,吹塑產品都是中空的;注塑因為有注塑口,所以成型後的產品會多出一小快不要的部分,會有道工序把它剪掉,不過如果仔細觀察還是可以發現的;滾塑產品最大的特點是無接縫,無注塑口。塑料的成型和加工方法塑 ...
三種工藝,產品都是中空的;注塑因為有注塑口,所以成型後的產品會多出一小快不要的部分,會有道工序把它剪掉,不過如果仔細觀察還是可以發現的;滾塑產品最大的特點是無接縫,無注塑口。

的成型和加工方法
塑料成型加工是一門工程技術,所涉及的內容是將塑料轉變為塑料製品的各種工藝。在轉變過程中常會發生以下一種或幾種情況,如聚合物的流變以及物理、化學性能的變化等。

塑料成型方法
1.壓縮模塑。壓縮模塑又稱模壓,是模塑料在閉合模腔內借助加壓(一般尚須加熱)的成型方法。通常,壓縮模塑適用於熱固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料、不飽和聚酯塑料等。
壓縮模塑由預壓、預熱和模壓三個過程組成:
預壓為改善製品質量和提高模塑效率等,將粉料或纖維狀模塑料預先壓成一定形狀的操作。
預熱為改善模塑料的加工性能和縮短成型周期等,把模塑料在成型前先行加熱的操作。
模壓在模具內加入所需量的塑料,閉模、排氣,在模塑溫度和壓力下保持一段時間,然後脫模清模的操作。
壓縮模塑用的主要設備是壓機和塑模。壓機用得最多的是自給式液壓機,噸位從幾十噸至幾百噸不等。有下壓式壓機和上壓式壓機。用於壓縮模塑的模具稱為壓製模具,分為三類;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。
壓縮模塑的主要優點是可模壓較大平麵的製品和能大量生產,其缺點是生產周期長,效率低。
2.層壓成型。用或不用粘結劑,借加熱、加壓把相同或不相同材料的兩層或多層結合為整體的方法。
層壓成型常用層壓機操作,這種壓機的動壓板和定壓板之間裝有多層可浮動熱壓板。
層壓成型常用的增強材料有棉布、玻璃布、紙張、石棉布等,樹脂有酚醛、環氧、不飽和聚酯以及某些熱塑性樹脂。
3.冷壓模塑。冷壓模塑又叫冷壓燒結成型,和普通壓縮模塑的不同點是在常溫下使物料加壓模塑。脫模後的模塑品可再行加熱或借助化學作用使其固化。該法多用於聚四氟乙烯的成型,也用於某些耐高溫塑料(如聚酰亞胺等)。一般工藝過程為製坯-燒結-冷卻三個步驟。
4.傳遞模塑。傳遞模塑是熱固性塑料的一種成型方式,模塑時先將模塑料在加熱室加熱軟化,然後壓入巳被加熱的模腔內固化成型。傳遞模塑按設備不同有工種形式:①活板式;②罐式;③柱塞式。
傳遞模塑對塑料的要求是:在未達到固化溫度前,塑料應具有較大的流動性,達到固化溫度後,又須具有較快的固化速率。能符合這種要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和環氧樹脂等。
傳遞模塑具有以下優點:①製品廢邊少,可減少後加工量;②能模塑帶有精細或易碎嵌件和穿孔的製品,並且能保持嵌件和孔眼位置的正確;③製品性能均勻,尺寸準確,質量高;④模具的磨損較小。缺點是:⑤模具的製造成本較壓縮模高;⑥塑料損耗大;⑦纖維增強塑料因纖維定向而產生各向異性;⑧圍繞在嵌件四周的塑料,有時會因熔按不牢而使製品的強度降低。
5.低壓成型。使用成型壓力等於或低於1.4兆帕的摸壓或層壓方法。
低壓成型方法用於製造增強塑料製品。增強材料如玻璃纖維、紡織物、石棉、紙、碳纖維等。常用的樹脂絕大多數是熱固性的,如酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯、有機矽等樹脂。

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(1)袋壓成型。借助彈性袋(或其它彈性隔膜)接受流體壓力而使介於剛性模和彈性袋之間的增強塑料均勻受壓而成為製件的一種方法。按造成流體壓力的方法不同,一般可分為加壓袋成型、真空袋壓成型和熱壓釜成型等。
(2)噴射成型。成型增強塑料製品時,用噴槍將短切纖維和樹脂等同時噴在模具上積層並固化為製品的方法。

6.擠出成型。擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑,它是在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態連續通過口模成型的方法。
擠出法主要用於熱塑性塑料的成型,也可用於某些熱固性塑料。擠出的製品都是連續的型材,如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜包覆層等。此外,還可用於塑料的混合、塑化造粒、著色、摻合等。
擠出成型機由擠出裝置、傳動機構和加熱、冷卻係統等主要部分組成。擠出機有螺杆式(單螺杆和多螺杆)和柱塞式兩種類型。前者的擠出工藝是連續式,後者是間歇式。
單螺杆擠出機的基本結構主要包括傳動裝置、加料裝置、料筒、螺杆、機頭和口模等部分。
擠出機的輔助設備有物料的前處理設備(如物料輸送與幹燥)、擠出物處理設備(定型、冷卻、牽引、切料或輥卷)和生產條件控製設備等三大類。

7.擠拉成型。擠拉成型是熱固性纖維增強塑料的成型方法之一。用於生產斷麵形狀固定不變,長度不受限製的型材。成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續纖維經加熱模拉出,然後再通過加熱室使樹脂進一步固化而製備具有單向高強度連續增強塑料型材。
通常用於擠拉成型的樹脂有不飽和聚酯、環氧和有機矽三種。其中不飽和聚酯樹脂用得最多。
擠拉成型機通常由纖維排布裝置、樹脂槽、預成型裝置、口模及加熱裝置、牽引裝置和切割設備等組成.

8.注射成型。注射成型(注塑)是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱料筒中均勻塑化,而後由柱塞或移動螺杆推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。
注射成型幾乎適用於所有的熱塑性塑料。近年來,注射成型也成功地用於成型某些熱固性塑料。注射成型的成型周期短(幾秒到幾分鍾),成型製品質量可由幾克到幾十千克,能一次成型外形複雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的模塑品。因此,該方法適應性強,生產效率高。
注射成型用的注射機分為柱塞式注射機和螺杆式注射機兩大類,由注射係統、鎖模係統和塑模三大部分組成;其成型方法可分為:
(1)排氣式注射成型。排氣式注射成型應用的排氣式注射機,在料筒中部設有排氣口,亦與真空係統相連接,當塑料塑化時,真空泵可將塑料中合有的水汽、單體、揮發性物質及空氣經排氣口抽走;原料不必預幹燥,從而提高生產效率,提高產品質量。特別適用於聚碳酸酯、尼龍、有機玻璃、纖維素等易吸濕的材料成型。
(2)流動注射成型。流動注射成型可用普通移動螺杆式注射機。即塑料經不斷塑化並擠入有一定溫度的模具型腔內,塑料充滿型腔後,螺杆停止轉動,借螺杆的推力使模內物料在壓力下保持適當時間,然後冷卻定型。流動注射成型克服了生產大型製品的設備限製,製件質量可超過注射機的最大注射量。其特點是塑化的物件不是貯存在料筒內,而是不斷擠入模具中,因此它是擠出和注射相結合的一種方法。
(3)共注射成型。共注射成型是采用具有兩個或兩個以上注射單元的注射機,將不同品種或不同色澤的塑料,同時或先後注入模具內的方法。用這種方法能生產多種色彩和(或)多種塑料的複合製品,有代表性的共注射成型是雙色注射和多色注射。
(4)無流道注射成型。模具中不設置分流道,而由注射機的延伸式噴嘴直接將熔融料分注到各個模腔中的成型方法。在注射過程中,流道內的塑料保持熔融流動狀態,在脫模時不與製品一同脫出,因此製件沒有流道殘留物。這種成型方法不僅節省原料,降低成本,而且減少工序,可以達到全自動生產。
(5)反應注射成型。反應注射成型的原理是將反應原材料經計量裝置計量後泵入混合頭,在混合頭中碰撞混合,然後高速注射到密閉的模具中,快速固化,脫模,取出製品。它適於加工聚氨酯、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機矽樹脂、醇酸樹脂等一些熱固性塑料和彈性體。目前主要用於聚氨酯的加工。
(6)熱固性塑料的注射成型。粒狀或團狀熱固性塑料,在嚴格控製溫度的料筒內,通過螺杆的作用,塑化成粘塑狀態,在較高的注射壓力下,物料進入一定溫度範圍的模具內交聯固化。熱固性塑料注射成型除有物理狀態變化外,還有化學變化。因此與熱塑性塑料注射成型比,在成型設備及加工工藝上存在著很大的差別。下表比較了熱固性與熱塑性塑料注射成型的差別。

熱固性與熱塑性塑料注射成型條件的比較
工藝條件熱固性塑料熱塑性塑料
料筒溫度塑化溫度低,料筒溫度在95℃以下,溫度控製要求嚴格塑化溫度高,料筒溫度在150℃以上,溫度控製不嚴格
在料筒中的時間短較長
料筒加熱方式液體介質(水、油)電加熱
模具溫度150一200℃100℃以下
注射壓力100-200MPa35-140MPa
注射量注射量較小,料筒前部餘料很小注射量較大,料筒前部餘料較多
熱固性塑料的注射成型應用最多的是酚醛塑料。

9.吹塑成型。借氣體壓力使閉合在模具中的熱型坯吹脹成為中空製品,或管型坯無模吹脹成管膜的一種方法。該方法主要用於各種包裝容器和管式膜的製造。凡是熔體指數為0.04~1.12的都是比較優良的中空吹塑材料,如、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、熱塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纖維素和聚縮醛樹脂等,其中以聚乙烯應用得最多。
(1)注射吹塑成型。係用注射成型法先將塑料製成有底型坯,接著再將型坯移到吹塑模中吹製成中空製品。
(2)擠出吹塑成型。係用擠出法先將塑料製成有底型坯,接著再將型坯移到吹塑模中吹製成中空製品。
注射吹塑成型和擠出吹塑成型的不同之處是製造型坯的方法不同,吹塑過程基本上是相同的。
吹塑設備除注射機和擠出機外,主要是吹塑用的模具。吹塑模具通常由兩瓣合成,其中設有冷卻劑通道,分型麵上小孔可插入充壓氣吹管。
(3)拉伸吹塑成型。拉伸吹塑成型是雙軸定向拉伸的一種吹塑成型,其方法是先將型還進行縱向拉伸,然後用壓縮空氣進行吹脹達到橫向拉伸。拉伸吹塑成型可使製品的透明性、衝擊強度、表麵硬度和剛性有很大的提高,適用於聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。
拉伸吹塑成型包括:注射型坯定向拉伸吹塑,擠出型坯定向拉伸吹塑,多層定向拉伸吹塑,壓縮成型定向拉伸吹塑等。
(4)吹塑薄膜法。成型熱塑性薄膜的一種方法。係用擠出法先將塑料擠成管,而後借助向管內吹入的空氣使其連續膨脹到一定尺寸的管式膜,冷卻後折疊卷繞成雙層平膜。
塑料薄膜可用許多方法製造,如吹塑、擠出、流延、壓延、澆鑄等,但以吹塑法應用最廣泛。
該方法適宜於聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等薄膜的製造。

10.澆鑄。在不加壓或稍加壓的情況下,將液態單體、樹脂或其混合物注入模內並使其成為固態製品的方法。澆鑄法分為靜態澆鑄、嵌鑄、離心澆鑄、搪塑、旋轉鑄塑、滾塑和流延鑄塑等。
(1)靜態澆鑄。靜態澆鑄是澆鑄成型中較為簡便和使用較為廣泛的二種方法。這種方法常用液狀單體,部分聚合或縮聚的漿狀物、聚合物與單體的溶液,配入助劑(如引發劑、固化劑、促進劑等),或熱塑性樹脂熔體鑄入模腔而成型。
(2)嵌鑄。嵌鑄又稱封入成型,是將各種樣品、零件等包封到塑料中間的一種成型技術。即將被嵌物件置於模具中,注入單體、預聚物或聚合物等液體,然後使其聚合或固化(或硬化),脫模。這種技術已廣泛用於電子工業。用於這類成型工藝的塑料品種有腮甲醛、不飽和聚酯、有機玻璃和環氧樹脂等。
(3)離心澆鑄。離心澆鑄是利用離心力成型管狀或空心筒狀製品的方法。通過擠出機或專用漏鬥將定量的液態樹脂或樹脂分散體注入旋轉並加熱的容器(即模具)中,使其繞單軸高速旋轉(每分鍾幾十轉到兩千轉),此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉的同時,放入的物料發生固化,隨後視需要經過冷卻或後處理即能取得製品。在成型增強塑料製品時還可同時加入增強性的填料。
離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩定性較好的熱塑性塑料,如聚酰胺、聚乙烯等。
(4)搪塑。搪塑是模塑中空製品的一種方法。模塑時將塑料糊倒人開口的中空模內,直至達到規定的容量。模具在裝料前或裝料後應進行加熱,以便使物料在模具內壁變成凝膠。當凝膠達到預定厚度時,倒出過量的液體物料,並再行加熱使之熔融,冷卻後即可自模具內剝出製品。搪塑用的塑料主要是聚氯乙烯。
(5)旋轉鑄塑。該法是將液態物料裝入密閉的模具中而使它以較低速度(每分鍾幾轉到幾十轉)繞單軸或多軸旋轉,這樣,物料即能借重力而分布在模具的內壁上,再通過加熱或冷卻達到固化或硬化後,即可從模具中取得製品。繞單軸旋轉的用於生產圓筒形製品,繞雙軸或靠振動運動的則用於生產密閉製品。
(6)滾塑(旋轉成型)。類似於旋轉鑄塑的一種成型方法,不同的是其所用的物料不是液體,而是燒結性幹粉料。其過程是把粉料裝入模具中而使它繞兩個互相垂直的軸旋轉、受熱並均勻地在模具內壁上熔結為一體,而後再經冷卻就能從模具中取得空心製品。
滾塑使用的有聚乙烯、改性聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和纖維素塑料等。
(7)流延鑄塑。製取薄膜的一種方法。製造時,先將液態樹脂或樹脂分散體流布在運行的載體(一般為金屬帶)上,隨後用適當方法將其固化(或硬化),最後即可從載體上剝取薄膜。
用於生產流延薄膜的塑料有:三乙酸纖維素、聚乙烯醇、氯乙烯和乙酸乙烯的共聚物等,此外某些工程塑料如聚碳酸酯等也可用來生產流延薄膜。

11.手糊成型。手糊成型又稱手工裱糊成型、接觸成型,是製造增強塑料製品的方法之一。該法是在塗好脫模劑的模具上,用手工一邊鋪設增強材料一邊塗刷樹脂直到所需厚度為止,然後通過固化和脫模而取得製品。手糊成型中采用的合成樹脂主要是環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。增強材料有玻璃布、無撚粗紗方格布、玻璃氈等。

12.纖維纏繞成型。在控製張力和預定線型的條件下,以浸有樹脂膠液的連續絲纏繞到芯模或模具上來成型增強塑料製品。這種方法隻適於製造圓柱形和球形等回轉體。常用的樹脂有酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。玻璃纖維是纏繞成型常用的增強材料,它有兩種:有撚纖維和無撚纖維。

13.壓延。將熱塑性塑料通過一係列加熱的壓輥,而使其在擠壓和展延作用下連結成為薄膜或片材的一種成型方法。壓廷產品有薄膜、片材、人造革和其它塗層製品等。壓延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纖維素、改性聚苯乙烯等。
壓延設備包括壓延機和其它輔機。壓延機通常以輥筒數目及其排列方式分類。根據輥筒數目不同,壓延機有雙輥、三輥、四輥、五輥、甚至六輥,以三輥或四輥壓延機用得最多。

14.塗覆。為了防腐、絕緣、裝飾等目的,以液體或粉末形式在織物、紙張、金屬箔或板等物體表麵上塗蓋塑料薄層(例如.0.3毫米以下)的方法。
塗覆法最常用的塑料一般是熱塑性塑料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。
塗覆工藝有熱熔敷、流化噴塗、火焰噴塗、靜電噴塗和等離子噴塗。
(1)熱熔敷。用壓縮空氣將塑料粉末經過噴槍、噴射到預熱過的工件表麵,塑料熔化、冷卻形成覆蓋層。
(2)流化噴塗。預熱的工件浸入懸浮有樹脂粉末的容器中樹脂粉末熔化而粘附在表麵上。
(3)火焰噴塗。將流態化樹脂通過噴槍口的錐形火焰區使之熔化而實現噴塗的一種方法。
(4)靜電噴塗。利用高壓靜電造成靜電場,即工件接地成正級,塑料粉末噴出時帶有負電荷,則塑料靜電噴塗到工件上。
(5)等離子噴塗。用等離子噴槍使流經等離子發生區的惰性氣體(如氬氣、氮氣、氦氣的混合氣體)成為5500~6300℃的高速高能等離子流,卷引粉狀樹脂以高速噴射至工件表麵熔結成塗層。

15.發泡成型。發泡成型是使塑料產生微孔結構的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能製成泡沫塑料,常用的樹脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。
按照泡孔結構可將泡沫塑料分為兩類,若絕大多數氣孔是互相連通的,則稱為開孔泡沫塑料;如果絕大多數氣孔是互相分隔的,則稱為閉孔泡沫塑料。開孔或閉孔的泡沫結構是由製造方法所決定的。
(1)化學發泡。由特意加入的化學發泡劑,受熱分解或原料組分間發生化學反應而產生的氣體,使塑料熔體充滿泡孔。化學發泡劑在加熱時釋放出的氣體有二氧化碳、氮氣、氨氣等。化學發泡常用於聚氨脂泡沫塑料的生產。
(2)物理發泡。物理發泡是在塑料中溶入氣體或液體,而後使其膨脹或氣化發泡的方法。物理發泡適應的塑料品種較多。
(3)機械發泡。借機械攪拌方法使氣體混入液體混合料中,然後經定型過程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用於脲眠甲醛樹脂,其它如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等也適用。

16.二次成型。二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯為原料,使其通過加熱和外力作用成為所需形狀的製品的一種方法。
(1)熱成型。熱成型是將熱塑性塑料片材加熱至軟化,在氣體壓力、液體壓力或機械壓力下,采用適當的模具或夾具而使其成為製品的一種成型方法。塑料熱成型的方法很多,一般可分為:
模壓成型采用單模(陽模或陰模)或對模,利用外加機械壓力或自重,將片材製成各種製品的成型方法,它不同於一次加工的模壓成型。此法適用於所有熱塑性塑料。
差壓成型采用單模(陽模或陰模)或對模,也可以不用模具,在氣體差壓的作用下,使加熱至軟的塑料片材緊貼模麵,冷卻後製成各種製品的成型方法。差壓成型又可分為真空成型和氣壓成型。
熱成型特別適用於壁薄、表麵積大的製品的製造。常用的塑料品種有各種類型的聚苯乙烯、有機玻璃、聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯等。
熱成型設備包括夾持係統、加熱係統、真空和壓縮空氣係統及成型模具等。
(2)雙軸拉伸。為使熱塑性薄膜或板材等的分子重新定向,特在玻璃化溫度以上所作的雙向拉伸過程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化溫度和熔點之間進行,經過定向拉伸並迅速冷到室溫後的薄膜或單絲,在拉伸方向上的機械性能有很大提高。
適合於定向拉伸的聚合物有:聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。
(3)固相成型。固相成型是熱塑性塑料型材或坯料在壓力下用模具使其成型為製品的方法。成型過程在塑料的熔融(成軟化)溫度以下(至少低於熔點10-20℃)。均屬固相成型。其中對非結晶類的塑料在玻璃化溫度以上,熔點以下的高彈區域加工的常稱為熱成型,而在玻璃化溫度以下加工的則稱作冷成型或室溫成型,也常稱作塑料的冷加工方法或常溫塑性加工。
該法有如下優點:生產周期短;提高製品的韌性和強度;設備簡單,可生產大型及超大型製品;成本降低。缺點是:難以生產形狀複雜、精密的製品;生產工藝難以控製,製品易變形、開裂。
固相成型包括:片材輥軋、深度拉伸或片材衝壓、液壓成型、擠出、冷衝壓、輥筒成型等。

17.二次加工。成型後的塑料製品或型材,按需要進行的再加工,例如機械加工、連接、修飾等。下表列出了塑料二次加工的方法。

塑料二次加工方法
分類加工方法
機械加工鋸、剪、衝、車、刨、刮、銑、鑽、磨、拋光、噴砂、揉麵、螺紋加工等
激光加工裁斷、打孔、刻花等

連接焊接熱風、加熱工具、激光、旋轉摩擦、振動摩擦、高頻、超聲、感應等
粘結溶劑、溶液、熱熔等
機械螺釘、彈簧夾、彈簧插銷、鉚接、鉸鏈等
表麵裝飾塗料塗飾、溶劑增亮、塗覆、印刷、彩繪、燙印、真空鍍膜、噴鍍、電鍍等