第八章压缩模塑.

1、8.1压缩模塑Compression Molding器压羅鬆用熬翡麴飜的謊馮蠶割热使其熔4. 1概述4.2预压4.3预热4.4压缩模塑用的设备4.5模压过程和操作方法4. 6模压成型的控制因素4. 7模压成型中易产生废品的类型，原因及其处理方法4.8冷压烧结成型塑料工艺Figure 5.134 Hydraulic vacuum compression molding press (five 24 in. x 21 in. platens or four openings; electric heating and water cooling) TMP|figure 5.L35 Large co

2、mpression molding press (SMC composite molding of chair seat) IDANIEIS)fh适用对象 几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、腺醛、环氧塑料.不饱和聚酯.氨基塑料.聚酰亚胺.有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱片生产; 、适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如 电器零件，电话机件、收音机外壳等 、无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。设备投资少，工艺简单，易操作；压力损失小，多用以成型大型平面制品及多型腔制品；材料取向小；无流道及浇口，材料浪费少；适用的材料广泛（可成型带碎屑状.片状及纤维状填料制品 缺点固化时间长，生产效率

3、低；精度不高；合模面处易产生飞边；对形状复杂或带嵌件的制品不易成型；自动化程度低。 模压成型主要用于热固性塑料制品的生产。对于热塑性塑料也可以 采用，但由于生产效率低，很少采用。概述2料工艺图1-2模压成刑示童图】一上模2. 4-导柱3下模PistonUn melted PolymerHeMmg / Cooling Channels-1 -1概述4ix3:、ix原料的准备：预热和预压成并4 嵌件安放、加料.闭模.排气.硬化、脱模、模具清理 后处理：热处理、机械加工、修饰、装配、检验KJ 1核庄成型的过无呈活vr11 ； O!JI1 H , rr EX ； OIa:ft；也 G JTKJH 制出

4、几种模压产品实例聚四氟乙烯产品PP&HDPE材料生产的菜板-1-2预压塑料的贮存 应注意吸湿性、贮存温度和贮存时间等问题。 1 吸湿性 要求有严密的包装，贮存库房的相对湿度最好不超过70%,对腺甲 醛等易吸湿的塑料则更需要严加控制o 2贮存温度 贮存温度一般不超过25°C,特别是热固性酚醛树脂基塑料.尿甲 醛塑料等，温度过高会使其化学反应继续推进，从而使其性能下降。 3贮存时间 贮存时间不宜过长，否则树脂的化学反应也可能继续推进，使 原料变质。其中尿甲醛树脂贮存最好不超过三个月，热固性酚醛树脂 基塑料应不超过六个月，热塑性酚醛基塑料，如包装良好，放置在阴 凉干燥处，三年后尚可

5、使用，但其流动性下降，故不宜贮存太久。.1 2 预压prepressing定义：将松散的粉状或纤维状的热固性塑料预先用冷压法（即模具不加热）压成质量一定、形样规整的密实体的作业称为预压，所压的物体称为预压物，也称为压片、料或形坯。2 要求：a形状：无严格的限制，一般以能用整数而又能十分紧 密的配入模具中为最好。通常是圆片形、扁球形或与制品 形状相仿等。b密度：达到制品密度的80%o因为这种密度的预压物 传热好，并有一定的强度，经得起运转。3 预压原因：主要是针对压缩模塑周期长、效率低的特点而采取的措施。a加料快、准确简单；b降低了塑料的压缩率，从而减少了模具的装料室，简化了模具的 结构。c避免

6、粉尘飞扬；d.预压物中的空气含量少，使传热加快，缩短加热和固化时间；e便于运输；f 改善预热规程；g.便于成型较大或带有精细嵌件的制品。5缺点：需要相应的工艺和设备，在压制复杂或混色斑纹的制品时还不如 直接用粉状物料好。-1-2预压上阳模2施压3启模预压机压片原理不意图塑料工艺8.1.2.预压的设备和操作-1.2预压压缩粉的性能对预压的影响 水分及挥发分：过低对预压不利，过大对模压不利，制品 质量劣化,含量一般要求345%左右。 题粒大小：最好大小相间。颗粒大，空隙，强度不高，太 小易堵塞，存气倾倒性：（120gffi缩粉通过管径为10mm,锥角为60度的标 «漏斗时间来衡量，一般取

7、2030s） 压缩率：在3.0左右 润滑剂：用量要适当 温度：一般为室温，但对室温下不易预压时，可将温度提 嵩到 5090°C。 压力：以预压物的密度达到制品密度的80%为适宜。约40200MPa压机形 式结构（带动阳模的 方式不同）特点偏心式 100- 600KN冲压机860次/min, 16个/次压力大（可压制大制品）效 率较低旋转式25-35KN连杆式250-1200个/min压力小，效率高（小制品）液压式 高压力液压式结构简单、紧凑；计量准确， 操作简单，松散性较大的物 料.1.3预热為孑善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发分，对预压物进行加热处 作用缩短成型周期（缩短闭模

8、时间和加快固化速率） 増进制品固化的均匀性，提高制品的物理.力学性能（10%）,改善电性能。 提高塑料流动性，降低制品的废品率，减少制品的收缩率和内应力，提高光洁度 降低匾压$疔°（可用较小吨位的压机模压大的制品）。2.预热工艺温度范围 酚醛塑料：分低温和高温两种，低温为80120V,高温为160200°C； 腺甲醛塑料：最高不超过85°C； 三聚氟胺甲醛塑料：105120°C：腺一三聚亂胺甲醛塑料：80100°C聚酯塑料：只有增强塑料才预热预热温度为5560°C。眸工艺HL復时河/mnIS 4 2流动性与预热时间的关系 （由拉西格法

9、测足的诚动性）8.1.3预热r预热规程：例：酚醛塑料：温度180-C 土10 904min上升，4-8min变化不大, 大于8min下降规程为 1809 士 10 9和5-7min4. 预热方法 热板加热 烘箱加热（料层不要超过2. 5cm,加热均匀）红外线加热 高频加热（不宜加热水分含量大的物料和非极性物料）8.1.4压缩模塑设备塑料工艺8.14.1压机模压成型通常是在油压机上进行的。作田是型黑料进行加热.加压、起闭模具禾 出制鼠1公称吨位：表示压机的总压力。G=（TTD2/4） X （ P/1000）P：油泵最大输出压力D：主机柱塞直径拙压机妙实际吨位一般是公称吨位 80%90%。景因是柱

10、塞运动要克服阻力 耗能量，压机的密封性差也漕耗能量。 2压板尺寸：确定压模外形尺寸（长. 宽）。3工作行程：柱塞上下运动距离，决扌 模的厚度（高）。4电热功率：确定成型加工最高温度。 _ 一豐I蚩科工艺* & 压机5 压机的分类（1）形式:上动式和下动式液压机（2）结构组成：上、下压板,定（活动）垫块，柱塞（主机筒）。（3）上动式特点:下压板固定，上压板与主柱塞连并上下运动；顶出机构由 位于下部机座内的顶出活塞带 动上动式液压机訂爵碱色播建皴聲聲9 一下压板I0机座压机Press上压板固定，主柱塞位于下压板下并与之相连;脱模一般由安装在活动 板上的机械装置完成阳.阴模分别装在上、下压板

11、上图4-7卜动式液压机】固定垫皈2-绝热怎3- I.模板 4 -拉杆5柱塞6压筒7行Wi国节金4卜模板9油动舉板 1O机座 U 液压件线8.1.42模具4压缩模由阴阳模组成，按结构特征分为三种：溢式、不溢式和半溢式 1冠式压模：成本低，操作容易，适合用于模压扁平状或近90碟状制品, 制品精度不高，制品带有毛边外观较差。溢式塑模示意图1 一上模板2组合式阳模3 导合钉4 一阴模5气口 6下模板7推顶杆8制品9 一溢料缝塑料工艺克还溢式压模：无溢料缝，有装 料室，无支承面。因此，要求 加料量要准确。由于没有支承 面，制品的密实度高，而且还 适合于成型流动性差的物料或 压缩率比较大的塑料。优点：没有

12、溢料痕迹，制品 的外观较好。缺点：&模具结构复杂，要 求尺寸准确，造价高；不溢式塑模示意图1 一阳模2阴模3制品4 一脱模杆5定位下模板3 半溢式模具 兼具以上两种特点。无支承面半溢式塑模示意图1 一阳模2溢料槽3制品4阴模A段为平直段b易磨损，阴阳模之 间有一定配合，影响模具寿命。三种结构模具的比较溢式不溢式半溢式无导柱定位较紧密单侧间隙007008mm加料室：无不准确.稍过量加料准确（称童法）:外形简单质量不高无明显毛边高度可较大阴模上部略向外倾斜约3度单侧间隙00250.075mm有，上壁做成1520度锥度稍过量料从非配合面溢出.有水平飞边 尺寸大外形复杂.压缩率大的制 品精度较

13、好8.1.5模压过程和操作方法模压过程：预压型坯 热压模预热嵌件称料 -预热型坯脱模取件固化一作气闭模装料安放嵌件整形清理模具退火修饰抛光特殊处理8.1.5模压过程和操作方法塑料工艺1、嵌件的安放 埋入塑料的部分要采用滚花.钻孔或设有凸出的棱角.型槽等以保证连接牢靠 安放时要正确平稳 嵌件材料收缩率要尽呈与塑料相近2、加料加料方法：重呈法.容星法.计数法。3、闭榛阳模未触及物料嶠快.触及物料后要放慢速度，防止粉末冲击型腔或空气排不岀 而形成高压影响關的定位。4、排气闭模后需再将塑模松动少许时间，以便排岀其中的气体。一般12次，几秒一十几秒/5、固化次热固性塑料依靠在型腔中发生交联反应达到固化定

14、型的目的（可半固化）6、脱模一般是靠推顶杆完成，带嵌件的制品要先用专用工具将成型杆件拧脱，再行脱模7、清理模具型腔用钢刷或铜刷刮去残留的塑料，并用压缩空气吹净0塑8.1.5模压过程和操作方法C l«M <lHeallng clrmcnftl pcs of*compression molding, a process siinikir lo ioruing: (a) positive, (b) scinipositive. and (c) flash. I hc flash in part (c> has to he triinincd oiY. (d) l->ic

15、dcbigti for making a compression-molded pan itliundcruuls.PinRPO-12温度.模压压力和时间.1.6樸爲工艺条件的捜制般聶黔f羞盘聲課所施加的必要压力用塑件Pm = Pf7iRz/A其中P为压机表压，R为主柱塞半径，A为阳模与塑件接触部分的投影面积1作用：a. 使塑料在塑模中加速流动；b. 增加塑料的密实度；c. 克服树脂在交联反应之中放出的低分子物以及其它挥发物所产生 的压力，避免出现肿胀和脱层缺陷；d紧密闭合模具，使制品具有固定的尺寸.形状和最小毛边；e.防止制品在冷却时发生变形。-1-6僕压工艺条件的控剧取决于塑料种类、模温、

16、制品形状和尺寸以及其它工艺条件。a.塑料的流动性越小，硬化速率与快，压缩率越大，需施加的压力越大;b制品形状越复杂，深度越大，面积越大时，需施加的压力越大; c预热的塑料比未经预热的需施加的压力小，因前者流动性大；d在一定范围内，提高模具温度可有利于模压压力的降低，但模温过高, 靠近模壁的塑料会过早固化而使它对降低模压压力没有作用。注意:一般，增大压力，除有利于增大物料的流动性外，还使制品更紧密, 成型收缩率低，力学性能好。但模具压力过大，对模具使用寿命有影响，并增大设备功率消耗，也 会降低制品的质量。若压力过小，不能克服交联反应中放出低分子量的压力，也会降低制 品性能。8.1.6撲爲工艺条件

17、的投制G有：压机有效吨位r ad /1Ann /non ar < At制咼的最大压制面积 G有二AP.n/1000二（0.809）G j p晰懊压压力與料工艺8.1.6模不工艺条件的控制In,模豆内加料室的个数压压力的变化规律与采用的模具类型有关 仃）溢式模貝阳模触及物料换压逐渐増人 a溢料开始压力逐渐降低粘度高到不再溢料保压>固化卸压（固化是在不等压的条件F进行） 压力急剧上升到规定模压压力（体积减小）； 之后（图中.）压力不变（先受热膨胀，体积增大，然后 精響翳花鞅体积开始减 无楔卸压（由于弹性回复，图中舲积增大） 制品恢复到常压（由于冷却，体 积下降）固化是在等压下进行的i个

18、Hl压用期一一一图415用不溢式塑模时，压力与体积随时间的变化示意图（3）有支承面半溢式模具压塑料受热 塑料受热发生膨胀，但由于有 支承面，型腔体积不变，所以 物料的热膨胀只能反映为压力的增加固化由于物料发生交联固化反应， 物料发生收缩，压力又开始下 降.下降的大小取决于收缩的 程度.甚至压力完全会消失（虚线表示）卸压压力下降后.制品的体积因弹 性回复而有所增加，如果收缩过4:、23iJJ1114 :、大，体积不发生变化制品冷却制品体积因冷却而下降。图4一 16是带支承而的半溢式模具压力，体积随时间变化规律2 朋固尬愛制樓压咸浬廿的 体秩一莎皮一压力关系TpvTc,预热对Pm的影响是通过增加物

19、料的流动性实现 的（预热温度越高，模压压力越小）；Tp=Tc,临界预热温度Tp>Tc,导致交联发生，流动性降低，此时，Tp升高， 所需的模压压力升高6.其它的原因如制品形状越复杂、深度越高，模压压力 越大；深度一定时，面积越大所需模压压力越大1作用：使物料熔融流动充满型腔：提供固化所需热量。2.调节和控制Tm的原则：保证充模【古I化定型并尽町能缩短模塑周期3温度对流动性的影响：uX114-一4二1L/I /I"匸时间壬4-19 塑料温度和制品強皿融口寸间的变化关系4为帰度最隅点“为塑棋温度;Zz代灰朋料流动区域 喘捋体积变化确定FHJ):M代表加料热膨张区域; 、代襄犁料固化区

20、域L塑料工艺2S料种类模压温度9模压压力MPa苯盼甲醛塑料145-180742三聚佩胺甲醛塑料140-1801456聯甲醛塑料135-15514-56聚酯塑料85-1500.35-3.5聚邻苯二甲酸二丙稀酣皱料120-1603.5-14环氧塑料145-2000.7J4有机硅塑料150-190756咲喃塑料135-1500.69-3.45-1.6.3模压时间体充满型腔到固化定型所需时间一般提高模温，可缩短模压时间 Tm不变，壁厚增加，时间延长鲁蠶蠢蠶繆间議蠶蠶聽蘇际載蒜專鷺另外还受预热.固化速率.制品壁厚等因素影响 正常现欽产生原因解决办法制品表面起泡和内部鼓起1、压缩粉中的水分及挥发物含过多2

21、、槓具逞度过低或过高3、成型压力过低4 x保持温度时间过长或过短5、槓具内有其它气体材太大-含空气重过多7、加压不均匀1、将压塑粉干嫌和预热2、调节好温度3、it加成型压力4、延长阖化时间5、闭槓时级慢和加压楼具6、物料先预爲.改变加科方式7、改进加压装3E制品欠压有缺料现欽1 X塑料流动性过小2. 加料少3. 加压时物料溢出槓具4、压力不足5、槓具温度过高.以致存料过早囲化1 .改用流动性大的物料2、加大加料量3、if加压力4、调节压力5、加速闭阳氐成型温度毛料（飞边）过厚1、加料过长2、物料流动性太小3x槓具设计不合理4、槓具导柱孔被堵塞5x橫具毛剌清理不净1准确加料2、降低成型温度3、改进1具设计4、彻底清理槓興保证闭横严应5、仔细演植制品尺寸不合格1. 材料不符合要求2. 加料不准确3. 槓具已坏或设计加工尺寸不准确1 .改用合格材料2、调整加料量3、修理与更換帳具1.7模压成型不正常现象分析-5冷压烧结成型塑料.但是事实上它们很难熔化，熔体粘度又特高，难以用一般热塑性塑料成型聚四氟乙烯的冷压烧结成型属于一种特殊的模压成型。大多数氟塑料虽