工业材料及成型工艺-第二章塑料与加工工艺

工业材料及成型工艺塑料概述塑料的组成塑料的分类塑料的一般特性塑料的成型工艺塑料产品的面饰工艺塑料制品设计原则常见塑料代号第二章塑料与加工工艺塑料加工方法灵活，造型美观，色彩多样，为人类社会生活提供了丰富多彩的产品，因而广泛应用于机械制造、建筑、轻纺、化工、电器、汽车、造船和国防工业中。2.1塑料概述图2-1塑料收纳盒图2-2塑料地铺图2-3塑料衣架图2-4塑料家电最早的改性塑料是用硝酸处理过的纤维素，成为硝酸纤维素，俗称“赛璐珞”。1869年，美国的海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的在高压下共热，然后在常压下硬化成型，制成了“赛璐珞”。“赛璐珞”中含有硝酸银，极易着火。“赛璐珞”是由天然的纤维素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。第一种合成塑料是将酚醛树脂加热模压制得，是在20世纪初，由美籍比利时化学家（LeoBaekeland）制成。1905年美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛放在烧2.1塑料概述瓶里，以酸做催化剂，然后进行加热反应，发现里面生成了一种粘稠的东西，这东西就是现在的酚醛树脂，她不渗水，受热不变形，有一定的机械强度，易于加工，而且有很好的绝缘性，这对于刚兴起的电器工业来说，是非常及时的材料。人们在酚醛树脂里加进木屑、石棉或陶土等混合后，在高温下用木子压出成品。广泛用来生产电灯开关、灯头、灯座、电话机等电器用品，因此称为“电木”。现在电木仍是普遍使用一种塑料。使其衍生的建材粘合剂含甲醛，造成污染。2.1塑料概述1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要原因首先是德国化学家齐格勒（KarlZiegler）提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不溶性热固性树脂的交联网状结构理论。1929年美国化学家华莱士·卡罗泽斯（WallaceH.Carothers）提出了缩聚理论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年，由英国氰胺公司投入工业生产。1911年，英国韦斯利·马修斯(WesleyMatthews)制成了聚苯乙烯，但存在工艺复杂、树脂老化等问题。2.1塑料概述1930年，德国法本公司解决了上述问题，逐渐形成以苯乙烯为基础，与其他单体共聚的苯乙烯系树脂，扩展了他的应用范围。1931年，美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲基苯烯酸甲酯，制造出有机玻璃。1926年，美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中，在冷却后，意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。这一偶然发现打开了聚氯乙烯工业化的大门，成为五大通用树脂中最早工业化的产品2.1塑料概述塑料工业发展历程1868硝酸纤维素（赛璐珞）1909酚醛树脂（电木）1931聚丙烯酸甲酯1933聚乙烯（PE）1936聚氯乙烯（PVC）1936聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）1936聚乙烯醇缩醛1938聚苯乙烯1938聚酰胺1940聚酯、有机硅树脂、氟树脂、环氧树脂、聚氨酯1955聚丙烯1956聚苯乙烯1970聚甲醛、聚碳酸酯、ABS树脂2.1塑料概述塑料的优点：①塑料比较轻：这是相对于金属和无机玻璃而言的，轻的原因不是因为它是高分子化合物，而是因为他们是有机化合物，即由碳、氢、氧、氮等较轻的元素组成的；②塑料易于加工：塑料具有可塑性，即在加热或加压后变形，在降温或压力小时候维持原形不变；可以通过挤出、注射等方式加工成各自形状的产品；③塑料不会腐烂也不会生锈：但是，这类材料也给人类带来一个严重的问题：由于塑料不易腐烂，大量的塑料废弃物无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染。

2.1塑料概述

塑料的定义

塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下可塑制成一定形状，且在一定条件（常温、常压）下保持不变的材料塑料的组成

高分子聚合物（合成树脂）+辅助材料（填料、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂）

2.2塑料的组成合成树树脂是是塑料料的最最主要要成分分，其其在塑塑料中中的含含量一一般在在40%~100%。人工工合成成的高高分子子化合合物，，是塑塑料的的基本本原料料，起起着胶胶粘作作用，，能将将其他他组分分胶结结成一一个整整体；；并决决定塑塑料的的基本本性能能。生产合合成树树脂的的原料料来源源丰富富，早早期以以煤焦焦油产产品和和电石石碳化化钙为为主，，现多多以石石油和和天然然气的的产品品为主主，如如乙烯烯、丙丙烯、、苯、、甲醛醛及尿尿素等等。2.2.1合成树树脂①填填料填料又又叫填填充剂剂，它它可以以提高高塑料料的机机械性性能、、耐热热性能能和电电性能能，同同事降降低成成本，，通常常填料料的加加入量量为40%~70%。主要要是一一些在在塑料料配方方中相相对成成惰性性的粉粉状材材料和和纤维维材料料。②增增塑剂剂增塑剂剂可增增加塑塑料的的可塑塑性和和柔软软性，，降低低脆性性，使使塑料料易于于加工工成型型。增增塑剂剂一般般是能能与树树脂混混溶，，无毒毒、无无臭，，对光光、热热稳定定的高高沸点点有机机化合合物，，最常常用的的是邻邻苯二二甲酸酸脂类类。2.2.2添加剂剂③稳稳定剂剂防止塑塑料在在加工工和使使用过过程中中，因因受热热、氧氧气和和光线线作用用而变变质、、分解解和破破坏，，延长长塑料料制品品的使使用寿寿命，，而在在塑料料中加加入稳稳定剂剂。稳稳定剂剂在塑塑料成成型过过程中中应不不分解解，应应耐水水、耐耐油、、耐化化学腐腐蚀，，并已已与树树脂混混溶。。④着着色色剂剂着色色剂剂可可使使塑塑料料具具有有各各种种鲜鲜艳艳、、美美观观的的颜颜色色。。常常用用有有机机染染料料和和无无机机颜颜料料作作为为着着色色剂剂。。2.2.2添加加剂剂⑤润润滑滑剂剂润滑滑剂剂的的作作用用是是防防止止塑塑料料在在成成型型时时黏黏在在金金属属模模具具上上，，同同时时可可使使塑塑料料的的表表面面光光滑滑美美观观。。常常用用的的润润滑滑剂剂有有硬硬脂脂酸酸机机器器钙钙镁镁盐盐等等。。除了了上上述述助助剂剂外外，，塑塑料料中中还还可可加加入入阻阻燃燃剂剂、、发发泡泡剂剂、、抗抗静静电电剂剂等等，，以以满满足足不不同同的的使使用用要要求求。。2.2.2添加加剂剂2.3塑料料的的分分类类-按塑塑料料用用途途分类定义实例通用塑料产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、环氧树脂（EP）、酚醛树脂（PF）、聚氨酯（PU）、不饱和聚酯泛用工程塑料能承受一定外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）特种塑料具有特种功能（耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSU）、聚醚砜（PES）、聚四氟乙烯（PTFE）表2-1塑料料分分类类-按塑塑料料用用途途分分类类2.3塑料料的的分分类类-按塑塑料料热热行行为为分类定义特点实例热塑性塑料在特定温度范围内受热软化（或熔化），冷却后硬化，能反复加热软化和反复冷却硬化，且在软化状态通过流动能模塑成型塑性好，耐热性差，刚性差聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、ABS、聚丙烯、聚氯乙烯（PVC）、有机玻璃、尼龙热固性塑料初加热时软化，可塑造成形，但固化后（加入固化剂、用紫外线辐射）再加热不再软化，也不溶于溶剂较高的耐热性，不易变形，刚度大，硬度高环氧塑料、酚醛塑料、氨基树脂、不饱和聚酯表2-2塑料料分分类类-按塑塑料料热热行行为为分分类类2.3塑料料的的分分类类-按塑塑料料成成型型方方法法分分类类表2-3塑料分类-按塑料成型型方法分类类分类定义模压塑料供模压用的树脂混合料，如一般的热固性塑料层压塑料浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料注射、挤出和吹塑塑料能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合料，如一般的热塑性塑料浇铸塑料能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料，如MC尼龙反应注射模塑料液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品，如聚氨酯2.3塑料的分类类-按塑料半制制品和制品品分类表2-4塑料分类-按塑料成型型方法分类类分类定义模塑粉供模压用的树脂混合料，如一般的热固性塑料增强塑料加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料泡沫塑料整体内含有无数微孔的塑料薄膜一般指厚度在0.25mm以下的平整而柔软的塑料制品2.4塑料的一般般特性—优点（1）多数塑料料制品有透透明性．并并富有光泽泽，能着鲜鲜艳色彩，，大多数塑塑料可制成成透明或半半透明制品品，可以任任意着色，，且着色坚坚固，不易易变色。表2-5各种塑料的的透光率与与玻璃的比比较2.4塑料的一般般特性—优点图2-5有机玻璃及及有机玻璃璃制品图2-4塑料家电2.4塑料的一般般特性—优点（2）塑料质轻轻，耐振动动和冲击，，比强度高高(比强度是指指强度与密密度的比值值)。一般塑料料比金属轻轻，比重在在0.9~2.3之间（一般般泡沫塑料料的比重在在0.01~0.5之间），具具有良好的的耐振动和和冲击能力力，适合用用作其他产产品的包装装材料。强强度比木材材高，可以以制成很薄薄很坚固的的制品。图2-6泡沫塑料及及泡沫塑料料制品2.4塑料的一般般特性—优点表2-6几种金属和和塑料的比比强度2.4塑料的一般般特性—优点（3）塑料具有有良好的电电、热绝缘缘性。因此此被广泛用用作电绝缘缘不见和绝绝热保温材材料。图2-7绝缘塑料及及绝缘塑料料制品2.4塑料的一般般特性—优点（4）化学性能能稳定。大大部分塑料料耐化学腐腐蚀性大于于金属和木木材，对一一般酸、碱碱、盐及普普通化学药药品具有良良好的抗蚀蚀能力。所所以是一种种优良的防防腐蚀材料料，很适合合制作各种种包装。图2-8绝缘塑料及及绝缘塑料料制品2.4塑料的一般般特性—优点（5）良好的成成型加工性性能。塑料料质地细腻腻，具有适适当的弹性性及耐磨损损性，容易易加工，成成型较快。。可大批量量生产，某某些塑料品品种还可进进行机械加加工，焊接接及表面电电镀处理。。图2-9超声声波波塑塑料料焊焊接接机机2.4塑料料的的一一般般特特性性—缺点点（1）塑塑料料不不耐耐高高温温，，低低温温容容易易发发脆脆。。多多数数塑塑料料虽虽不不易易燃燃烧烧，，但但在在300℃℃左右右发发生生变变形形，，燃燃烧烧时时放放出出有有毒毒气气体体。。由由于于耐耐热热性性较较差差，，使使塑塑料料的的用用途途受受到到限限制制。。（2）塑塑料料制制品品易易变变形形。。温温度度变变化化时时尺尺寸寸稳稳定定性性较较差差，，成成型型收收缩缩较较大大，，即即使使在在常常温温负负荷荷下下也也容容易易变变形形。。（3）塑塑料料有有““老老化化””现现象象。。塑塑料料在在使使用用过过程程中中，，受受周周围围环环境境如如光光、、热热、、辐辐射射等等因因素素影影响响，，色色泽泽会会改改变变、、化化学学构构造造收收到到破破坏坏，，机机械械性性能能下下降降，，变变得得硬硬脆脆或或软软黏黏而而无无法法正正常常使使用用。。2.5塑料的成型型工艺在塑料成型型生产中，，塑料原料料、成型设设备和成型型所用模具具是3个必不可少少的物质条条件，必须须运用一定定的技术方方法，使这这三者联系系起来形成成生产能力力，这种方方法称为塑塑料成型工工艺。表2-7常用的成型型加工方法法与模具2.5.1注射成型1.原理注射成型又又称注塑成成型，是热热塑性塑料料的主要成成型方法之之一。其原原理是利用用注射机中中螺杆或柱柱塞的运动动，将料筒筒内已加热热塑化的粘粘流态塑料料用较高的的压力和速速度注入到到预先合模模的模腔内内，冷却硬硬化后成为为所需的制制品。2.成型过程整个成型是是一个循环环的过程，，每一成型型周期包括括：定量加加料—熔融塑化—施压注射—充模保压—冷却—脱模取件等等步骤。2.5.1注射成型3.特点①生产性性能好，成成型周期短短，一般制制件只需30~60秒可成型，，而且可实实现自动化化或半自动动化作业，，具有较高高的生产效效率和技术术经济指标标；②能一次次成型出外外形复杂、、尺寸精确确的制品；；③成型各各种塑料的的适应性强强，可以极极方便的利利用一套模模具，成批批生产尺寸寸、形状、、性能完全全相同的产产品；④设备价价格高，模模具制造费费用较高，，不适合单单件及小批批量塑件的的生产。2.5.1注射成型4.注射机的结结构注射机是注注射成型的的主要设备备．按外形形特征可分分为卧式、、立式和角角式注射机机。注射成成型设备由由合模装置置，注射射装置和和注塑模模具三部部分组成成。图2-10卧式注射射成型机机1-合模装置置，2-注射装置置，3-注塑模具具图2-11立式注射射成型机机1-合模装置置，2-注射装置置，3-注塑模具具图2-12角式注射射成型机机1-合模装置置，2-注射装置置，3-注塑模具具2.5.1注射成型型注射装置置是注射射机的主主要部分分，将塑塑料加热热塑化成成流动状状态，加加压注射射入模具具。合模模装置泳泳衣闭合合模具的的定模和和动模，，并实现现模具开开闭动作作及顶出出成品。。注射模模具简称称注模，，它由浇浇铸系统统、成型型零件和和结构零零件所组组成。①浇注注系统指指自注射射机喷嘴嘴到型腔腔的塑料料流动通通道；②成型型零件是是指构成成模具型型腔的零零件，由由阴模、、阳模组组成；③结构零零件，包包括导向向、脱模模、抽芯芯、分型型等各种种零件。。2.5.1注射成型型图2-13卧式注射射成型机机1-锁模液压压缸，2-料斗，3-移动模板板，4-顶杆，5-固定板，，6-控制台，，7-料筒，8-料斗，9-定量供料料装置，，10-注射液压压缸图2-14卧式注射射成型机机2.5.2挤出成型型1.原理挤出成型型又称挤挤塑成型型，主要要适合热热塑性塑塑料成型型，也适适合一部部分流动动性较好好的热固固性塑料料和增强强塑料的的成型。。其原理是是料自料料斗进入入料筒，，在螺杆杆旋转作作用下，，通过料料筒内壁壁和螺杆杆表面摩摩擦剪切切作用向向前输送送到加料料段，在在此松散散固体向向前输送送同时被被压实；；在压缩缩段，螺螺槽深度度变浅，，进一步步压实，，同时在在料筒外外加热和和螺杆与与料筒内内壁摩擦擦剪切作作用，料料升温开开始熔融融，压缩缩段结束束；均化化段使物物料均匀匀、定温温、定量量、定压压挤出熔熔体，到到机头后后成型，，经定型型得到产产品。2.5.2挤出成型型图2-15塑料在普普通螺杆杆挤出机机中的挤挤出过程程1-加热外筒筒区，2-冷却补充充区，3-固体输送送区，4-固体区，，5-熔池，6-熔融区，，7-熔体输送送区2.5.2挤出成型型2.特点挤出成型型是塑料料加工工工业中应应用最早早、用途途最广、、适用性性最强的的成型方方法。①挤出出生产过过程是连连续的，，其产品品可根据据需要生生产任意意长度的的塑料制制品；②模具具结构简简单，尺尺寸稳定定；③设备备成本低低，占地地面积小小，生产产环境清清洁，劳劳动条件件好；④生产产效率高高；操作作简单，，工艺过过程容易易控制，，便于实实现连续续自动化化生产；；⑤产品品质量均均匀、致致密；⑥可以以一机多多用，进进行综合合性生产产。2.5.2挤出成型型3.挤出机的的结构挤出设备备通常由由挤出机机（主机机）、辅辅机（机机头、定定型、冷冷却、牵牵引、切切割、卷卷取等装装置）、、控制系系统三部部分组成成。图2-16挤出机组组的组成成1-挤出机，，2-机头口模模，3-定型装置置，4-冷却水槽槽，5-牵引装置置，6-切割装置置，7-塑料管2.5.2挤出成型型图2-17卧式单螺螺杆挤出出机结构构示意图图1-机头连接接法兰，，2-过滤网，，3-冷却水管管，4-加热器，，5-螺杆，6-料筒，7-液压泵，，8-测速电动动机，9-推动轴承承，10-料斗，11-减速器，，12-螺杆冷却却装置2.5.2挤出成型型4.几种塑料料管材的的挤出成成型工艺艺参数温度、压压力、挤挤出速率率都存在在波动现现象，但但三者之之间相互互制约。。为了抱抱枕塑件件质量，，应正确确设计螺螺杆、控控制好加加热冷却却系统和和螺杆转转速稳定定性，以以减少参参数波动动。2.5.2挤出成型型表2-8几种塑料料管材的的挤出成成型工艺艺参数2.5.3压缩成型型1.原理压缩成型型也称模模压成型型、压塑塑成型。。压缩成成型主要要用来成成型热固固性塑料料，也可可用于成成型热塑塑性塑料料。压缩缩热固性性塑料时时，塑料料在型腔腔中处于于高温、、高压作作用下，，由固态态变为粘粘流态熔熔体，并并在这种种状态下下充满型型腔，同同时塑料料发生交交联反应应，逐步步固化，，最后脱脱模得到到塑件。。2.特点①压力力损失小小，适用用于成型型流动性性差的塑塑料，比比较容易易成型大大型制品品；②和注注塑成型型相比，，成型塑塑件的收收缩率小小，变形形小，各各项性能能均匀性性好2.5.3压缩成型型②和注注塑成型型相比，，成型塑塑件的收收缩率小小，变形形小，各各项性能能均匀性性好；③使用用的设备备（用液液压机））及模具具结构要要求比较较简单，，对成型型压力要要求比较较低；④成型型中无浇浇注系统统废料产产生，好好料少。。3.压力机的的结构压力机分分为机械械式和液液压式两两种。机机械压力力机结构构简单，，但由于于压力不不准确，，运动噪噪声大，，容易磨磨损，只只适用于于一些小小型设备备；液压压机能提提供较大大的压力力和行程程，工作作压力可可调，设设备结构构简单，，操作方方便，工工作平稳稳，因此此，目前前所使用用的大多多数为液液压机。。2.5.3压缩成型型液压机的的结构一一般由机机身、操操纵和动动力3个基本部部分组成成。图2-18YB32-200液压机图2-19YB32-200液压机实实物2.5.3压缩成型型4.压缩成型型过程将松散塑塑料原料料加入高高温的型型腔和加加料室中中，然后后以一定定的速度度将模具具闭合，，塑料在在热和压压力的作作用下熔熔融流动动，并且且很快地地充满整整个型腔腔，同时时固化定定型，开开启模具具取出制制品，成成为所需需的具有有一定形形状的塑塑件。图2-20压缩成型型原理（a）加料，，（b）压模，，（c）脱模2.5.3压缩成型型5.常见热固固性塑料料压缩成成型相关关参数成型压力力的大小小可通过过调节液液压机的的压力阀阀来控制制，由压压力表上上读出。。表2-9常见热固固性塑料料的压缩缩成型温温度和成成型压力力2.5.4压注成型型原理压注成型型又称传传递成型型或挤塑塑成型，，它是成成型热固固性塑料料制品的的常见方方法之一一。闭合模具具，把预预热的原原料加到到加料腔腔内，塑塑料经过过加热塑塑化，在在与加料料室配合合的压料料柱塞的的作用下下，使熔熔料通过过设在加加料室底底部的浇浇注系统统高速挤挤入型腔腔。型腔腔内的塑塑料在一一定压力力和温度度下发生生交联反反应并固固化成型型。然后后打开模模具将其其取出，，得到所所需的塑塑件。清清理加料料室和浇浇注系统统后，进进行下一一次成型型。2.5.4压注成型型图2-20压注成型型原理（a）加料腔腔，（b）型腔，，（c）塑件2.5.4压注成型型2.特点优点：①压注成型型塑件飞飞边小；；②可以以成型深深腔薄壁壁塑件或或带有深深孔的塑塑件，也也可成型型形状较较复杂以以及带精精细或易易碎嵌件件塑件，，还可成成型难以以用压缩缩法成型型的塑件件，并能能保持嵌嵌件和孔孔眼位置置的正确确；③塑件件性能均均匀，尺尺寸准确确，质量量较高；；④模具的的磨损较较小。2.5.4压注成型型缺点：①压注模具具比压缩缩模具复复杂，制制造成本本较压缩缩模具较较高；②塑料料损耗增增多；③成型型压力也也比压缩缩成型时时高压制制带有纤纤维性填填料的塑塑料时，，产生各各向异性性；2.5.5中空吹塑塑成型中空吹塑塑成型工工艺是将将呈熔融融状态的的型胚置置入模具具之中，，并输入入压缩空空气，将将其从中中间吹胀胀，使之之紧贴于于模具型型腔完全全一致的的中空容容器，经经保压、、冷却定定型后成成为所需需制品的的成型方方法。中空吹塑塑成型包包括挤出出吹塑成成型和注注射吹塑塑两种。。挤出吹吹塑和注注射吹塑塑成型的的不同之之处仅仅仅在于型型胚成型型方法的的不同，，前者的的型腔是是由挤出出机机头头直接挤挤出成型型的，而而后者的的型胚则则是由注注射机注注入注射射模的型型腔中成成型的。。2.5.5中空吹吹塑成成型挤出吹吹塑用挤出出机挤挤出管管状型型坯，，趁热热将其其夹在在模具具腔内内并封封底，，向管管坯内内腔通通入压压缩空空气吹吹胀成成型。。特点：：制品品形状状适应应广，，特特别适适于制制造大大型制制件，，制件件底部部强度度不高高，有有边角角料。。应用：：适合合各种种工具具和手手提式式机器器，化化学清清洁液液等的的大小小容器器。以以及非非常大大的空空心外外形，，如轿轿车的的缓冲冲器和和卡车车底的的地板板。2.5.5中空吹吹塑成成型注射吹吹塑从字面面上的的理解解，这这种工工序就就是象象吹气气球一一样把把塑料料充气气成型型，而而这个个形状状是由由模具具的形形状决决定的的。使使用注注吹塑塑的好好处是是：可可以制制造微微小的的产品品细节节，甚甚至是是瓶口口拧盖盖子的的螺旋旋线。。分为冷冷型坯坯吹塑塑和热热型坯坯吹塑塑。前前者是是将注注射制制成的的试管管状有有底型型坯)冷却后后移^吹塑模模内，，将型型坯再再加热热并通通人压压缩空空气吹吹胀成成型；；后者者则是是将注注射制制成的的试管管。2.5.5中空吹吹塑成成型挤出吹吹塑中中空成成型工工艺挤出机机头1挤出熔熔融状状态的的塑料料型胚胚3，将型型胚3放入对对开的的吹塑塑模具具2之中，，将模模具闭闭合上上端夹夹紧型型胚并并将压压缩空空气吹吹管插插入型型胚3之中，，再输输入一一定的的压缩缩空气气，使使型胚胚胀大大而充充满型型腔，，并紧紧密贴贴附于于型腔腔壁，，保压压使之之成型型，待待冷却却成型型后，，关闭闭压缩缩空气气，打打开模模具，，取出出制品品。图2-21挤出吹吹塑成成型（a）挤出出型胚胚，（（b）模具具闭合合，（（c）通入入压缩缩空气气、保保压，，（d）冷却却、定定型、、排气气2.5.5中空吹吹塑成成型注射吹吹塑中中空成成型工工艺注射机机喷嘴嘴将熔熔融塑塑料射射入型型胚模模具中中包附附于空空心凸凸模3之制成成型胚胚2，将凸凸模3连同型型胚2一同移移动吹吹塑模模5之中，，合模模并输输入压压缩空空气，，将型型胚吹吹胀，，使之之紧贴贴于模模具型型腔壁壁，冷冷却，，保压压成型型，关关闭压压缩空空气，，抽出出空心心凸模模，打打开模模具，，取出出制品品。图2-21注射吹吹塑成成型（a）注射射型胚胚，（（b）移入注注射模具具内，（（c）通入压压缩空气气、吹胀胀，（d）保压、、冷却定定型、排排气2.6塑料产品品的面饰饰工艺一般来说说，塑料料的着色色和表面面机理装装饰，在在塑料成成型时可可以完成成，但是是为了增增加产品品的寿命命，提高高其美观观程度，，一般都都会对表表面进行行二次加加工，进进行各种种装饰处处理。良好的着着色性赋赋予产品品各种颜颜色；金金属涂覆覆技术给给塑料产产品以金金属光亮亮的外观观；人造造机理可可以十分分逼真的的模仿自自然材料料的感觉觉物性；；植绒技技术让塑塑料产品品给人以以柔软、、温暖的的亲切感感。2.6.1着色塑料着色色是在塑塑料原料料中添加加了着色色剂，使使塑料在在熔融状状态下均均匀着色色，最后后成型为为有色制制品的工工艺。着色的塑塑料不仅仅具有美美化外观观的功能能，而且且还增加加了制品品的其他他功能，，如色别别标识、、遮蔽缺缺陷，改改变制品品耐候性性，红外外线的反反射、吸吸收等。。图2-22塑料的着着色（单单色）2.6.2涂饰图2-23塑料表面面的涂饰饰（玩具具车）塑料的涂涂饰是将将涂料施施涂于塑塑料制品品的表面面，流平平成光滑滑的薄薄薄的一层层漆膜，，然后使使之固化化，使图图层牢固固的附着着于制品品表面的的工艺过过程。特点：①①可以方方便调整整制品表表面的色色泽；②②可以覆覆盖制品品成型时时产生的的色差、、收缩纹纹、接缝缝线、轻轻微伤痕痕等表面面缺陷，，得到光光滑表面面；③采采用涂饰饰工艺可可以满足足制品不不同部位位的多种种颜色要要求。2.6.3丝网印丝网印刷刷是将丝丝织物、、合成纤纤维织物物或金属属丝网绷绷在网框框上，采采用手工工刻漆膜膜或光化化学制版版的方法法制作丝丝网印版版。现代代丝网印印刷技术术，则是是利用感感光材料料通过照照相制版版的方法法制作丝丝网印版版（使丝丝网印版版上图文文部分的的丝网孔孔为通孔孔，而非非图文部部分的丝丝网孔堵堵住）。。图2-24丝网印刷刷制版及及印刷制制品2.6.4移印移印工艺艺十分简简单，采采用凹版版，利用用硅酸橡橡胶材料料制成的的曲面移移印头，，将凹版版上的油油墨蘸到到移印头头的表面面，然后后往需要要的对象象表面压压一下就就能够印印出文字字、图案案等。图2-24移印印过过程程示示意意图图（a）上上墨墨；；（（b）刮刮墨墨；；（（c）沾沾墨墨；；（（d）移移印印2.6.4移印印移印印工工艺艺可可印印制制各各种种复复杂杂的的不不规规则则曲曲面面，，甚甚至至表表面面相相当当粗粗糙糙的的塑塑件件。。由由于于使使用用凹凹版版，，文文字字及及精精细细的的图图案案均均能能精精确确印印制制。。印印刷刷时时的的油油墨墨干干燥燥很很快快，，所所以以不不通通过过干干燥燥程程序序，，便便可可实实现现连连续续多多色色印印刷刷。。图2-25移印印产产品品2.6.5热转转印印热转转印印印印刷刷方方式式分分为为转转印印膜膜印印和和转转印印加加工工两两部部分分，，转转印印膜膜印印刷刷采采用用网网点点印印刷刷，，将将图图案案预预先先印印刷刷在在薄薄膜膜表表面面，，印印刷刷的的图图案案层层次次丰丰富富，，色色彩彩鲜鲜艳艳，，千千变变万万化化，，再再现现性性好好；；转转印印加加工工通通过过热热转转印印机机一一次次加加工工，，将将转转印印膜膜上上精精美美的的图图案案转转印印在在产产品品表表面面，，成成型型后后油油墨墨层层与与制制品品表表面面融融为为一一体体，，大大大大提提高高产产品品的的档档次次。。图2-26热转印产品品2.6.6电镀在塑料制品品的表面电电沉积金属属镀层的过过程称为塑塑料电镀。。塑料电镀镀制品不仅仅可以实现现很好的金金属质感，，还能减轻轻制品重量量，在有效效改善塑料料外观及装装饰性的同同时，也改改善了其在在电热及耐耐蚀等方面面的性能。。图2-27电镀水龙头头图2-28电镀标牌2.6.7其它面饰工工艺塑料产品除除了上述表表面装饰工工艺外，还还有植绒，，真空镀膜膜，贴面装装饰，模内内复合，模模内镶嵌，，模内贴标标等。图2-29塑料植绒2.6.7其它面饰工工艺图2-30模内贴标2.6.7其它面饰工工艺图2-31模内镶嵌图2-32真空镀膜2.7塑料制品设设计原则2.7.1塑料制件设设计基本原原则（1）在保证使使用要求的的前提下尽尽量选用价价格低廉和和成型性能能较好的塑塑料。（2）力求结构构简单、壁壁厚均匀、、成型方便便，利用模模具分型、、排气、补补缩和冷却却。（3）塑件结构构能使其模模具的总体体结构尽可可能简化，，避免模具具侧抽芯和和简化脱模模机构。（4）塑件成型型以后尽量量不再进行行机械加工工。2.7.2塑料制品结结构设计要要素1脱模斜度度设计2塑件壁厚厚设计3设置加强强筋4增加刚性性减少变变形的其其他措施施5塑件支承承面的设设计6塑件圆角角的设计计7塑件孔的的设计8采用型芯芯拼合复复杂型孔孔为便于塑塑件从模模腔中脱脱出，在在平行于于脱模方方向的塑塑件表面面上，必必须设有有一定的的斜度，，此斜度度称为脱脱模斜度度。斜度留取取方向，，对于塑塑件内表表面是以以小端为为基准(即保证径径向基本本尺寸)，斜度向向扩大方方向取，，塑件外外表面则则应以大大端为基基准(保证径向向基本尺尺寸)，斜度向向缩小方方向取，，如图2-33所示。2.7.2塑料制品品结构设设计要素素-1.脱模斜度度图2-33塑件上斜度留取方向2.7.2塑料制品品结构设设计要素素-1.脱模斜度度设计塑件件时如果果未注明明斜度，，模具设设计时必必须考虑虑脱模斜斜度。模模具上脱脱模斜度度留取方方向：型芯是以以小端为为基准，，向扩大大方向取取;型腔是以以大端为为基准，，向缩小小方向取取。这样规定定斜度方方向有利利于型芯芯和型腔腔径向尺尺寸修整整。斜度度大小应应在塑件件径向尺尺寸公差差范围内内选取。。当塑件件尺寸精精度与脱脱模斜度度无关时时，应尽尽量地选选取较大大的脱模模斜度。。当塑件件尺寸精精度要求求严格时时，可以以在其尺尺寸公差差范围内内确定较较为适当当的脱模模斜度。。塑件内表表面的脱脱模斜度度应大于于其外表表面的脱脱模斜度度。2.7.2塑料制品品结构设设计要素素-1.脱模斜度度脱模斜度度的大小小取决于于塑料的的性质、、收缩率率的大小小、制品品的壁厚厚和形状状，设计计时一般般考虑以以下几种种情况：：制品形状状复杂，，深度较较深，不不易脱模模的应选选用较大大的脱模模斜度；；塑料的收缩缩率大的应应选用较大大的斜度值值；制品尺寸精精度要求高高的应选用用较小的脱脱模斜；制品较高、、较大的也也应选用较较小的脱模模斜度。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度开模脱出塑塑件时，希希望塑件留留在有脱模模装置的模模具一侧。。要求塑件件留在型芯芯上，则该该塑件内表表面脱模斜斜度应比其其外表面小小。反之，，若要求塑塑件留在型型腔内，则则其外表面面的脱模斜斜度应小于于其内表面面的脱模斜斜度。塑件上脱模模斜度可以以用线性尺尺寸、角度度、比例等等三种方式式来标注,如图2-34所示。脱模斜度的的推荐值可可供设计塑塑件时参考考。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度图2-34脱模斜度的的标注返回2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度脱模斜度的的设计过程程中应注意意以下几点点：精度越高的的塑件，脱脱模斜度应应取小值，，才能得到到精度高的的塑件；尺尺寸越大的的塑件，由由于脱模较较容易，脱脱模斜度可可取小值。。对于含有玻玻璃纤维的的增强塑料料制作的塑塑件，由于于摩擦因素素较大，宜宜选用较小小脱模斜度度。如果塑件配配方含有润润滑剂，这这种塑件的的脱模较容容易，宜选选用较小脱脱模斜度。。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度脱模斜度的的设计过程程中应注意意以下几点点：对于形状复复杂的塑件件，脱模难难度往往较较大，应选选用较大的的脱模斜度度。对于收缩率率较大的塑塑件，与模模腔的黏附附性较强，，须选用较较大的脱模模斜度。斜度的方向向，内孔以以小端为准准，满足图图样尺寸要要求，斜度度向扩大方方向取得；；外形以大大端为准，，满足图样样要求，斜斜度向偏小小方向取得得。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度脱模斜度的的设计过程程中应注意意以下几点点：一般情况下下，脱模斜斜度可不受受塑件公差差带的限制制，但高精精度塑件的的脱模斜度度应在公差差带内。型芯表面的的粗糙度较较小，抛光光方向与脱脱模方向一一致，塑件件与模具材材料的摩擦擦因素较低低，塑料成成型收缩率率较小，塑塑件刚度足足够时，脱脱模较为容容易，脱模模斜度可取取小值，反反之，取大大值。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度脱模斜度的的设计过程程中应注意意以下几点点：若塑件内外外侧都有斜斜度，并要要塑件留在在型芯上，，则内表面面的斜度应应小于外表表面，甚至至不设计斜斜度，或将将型腔的脱脱模斜度加加大些。塑料品种不不同，脱模模斜度也有有区别。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-1.脱模斜度表2-5塑件的脱模模斜度2.7.2塑料制品结结构设计要要素-2.壁厚在满足工作作要求和工工艺要求的的前提下，，塑件壁厚厚设计应遵遵循如下两两项基本原原则：尽量减小壁壁厚；减小小壁厚不仅仅可以节约约材料，节节约能源，，也可以缩缩短成型周周期，也有有利于获得得质量较优优的塑件。。塑件允许许的最小壁壁厚与塑料料品种和塑塑件尺寸有有关。尽可能保持持壁厚均匀匀。制品最小壁壁厚的确定定原则是：：脱模时受顶顶出零件的的推力不变变形，且能能承受装配配时的紧固固力。塑件壁壁厚不不均匀匀时，，成型型中各各部分分所需需冷却却时间间不同同，收收缩率率也不不同，，容易易造成成塑件件的内内应力力和翘翘曲变变形，，因此此设计计塑件件时应应尽可可能减减小各各部分分的壁壁厚差差别，，一般般情况况下应应使壁壁厚差差别保保持在在30％以内内。2.7.2塑料制制品结结构设设计要要素-2.壁厚对于由由于塑塑件结结构所所造成成的壁壁厚差差别过过大情情况，，可采采取如如下两两种方方法减减小壁壁厚差差：(1)可将塑塑件过过厚部部分挖挖空，，如图2-8所示。。(2)可将塑塑件分分解，，即将将一个个塑件件设计计为两两个塑塑件，，在不不得已已时采采用这这种方方法。。2.7.2塑料制制品结结构设设计要要素-2.壁厚返回图2-35挖空塑塑件过过厚部部分使使壁厚厚均匀匀2.7.2塑料制制品结结构设设计要要素-2.壁厚壁厚因因制品品大小小和塑塑料品品种的的不同同而有有差异异。热塑性性制品品的最最小壁壁厚可可达到到0.25mm，但一一般在在0.6~0.9mm之间。。热固性性塑料料的小小型制制品，，壁厚厚为1.6~2.6mm，大型型制品品为3.2~8mm，流动动性差差的如如纤维维增强强塑料料，布布基酚酚醛塑塑料取取最大大值，，但不不宜超超过10mm。2.7.2塑料制制品结结构设设计要要素-2.壁厚2.7.2塑料制制品结结构设设计要要素-2.壁厚表2-6热固性性塑料料制品品壁厚厚推荐荐值表2-7热塑性性塑料料制品品壁厚厚推荐荐值此外，，必须须指出出壁厚厚与流流程有有着密密切关关系。。所谓谓流程程是指指熔体体从浇浇口流流向型型腔各各部分分的距距离。。实验验证明明，在在一定定条件件下，，流程程与制制品壁壁厚成成直线线关系系。制制品壁壁厚愈愈厚，，所容容许的的流程程愈长长；反反之，，制品品壁厚厚愈薄薄，所所容许许的流流程愈愈短。。如果果不不能能满满足足要要求求，，则则需需增增大大壁壁厚厚或或增增设设浇浇口口及及改改变变浇浇口口位位置置，，以以满满足足模模塑塑要要求求。。2.7.2塑料料制制品品结结构构设设计计要要素素-2.壁厚厚制件件最最小小壁壁厚厚δ与流流程程L之间间关关系系：：返回回2.7.2塑料料制制品品结结构构设设计计要要素素-2.壁厚厚表2-8制件件最最小小壁壁厚厚δ与流程L之间关系系图2-36增设浇口口塑件上增增设加强强筋是为为了在不不增加塑塑件壁厚厚的情况况下增加加塑件的的刚性，，防止塑塑件变形形。2.7.2塑料制品品结构设设计要素素-3.加强筋图2-37加强筋的的尺寸图2-38采用加强强筋减小小壁厚（a）不良；；（b）良加强筋设设计原则则是：（1）防止塑塑料局部部集中，，以免产产生缩孔孔、气泡泡；（2）加强筋筋不易过过高过密密，两筋筋之间距距离大于于2~3倍壁厚；；（3）加强筋筋的朝向向应与成成型时熔熔体方向向一致，，减少流流动阻力力利于成成型；（4）加强筋端端面应低于于制品支撑撑面0.6~0.8mm。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋2.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋图2-39加强筋设计计实例2.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋图2-40加强筋的布布置（a）不良；（（b）良对加强筋设设计的基本本要求是：：（1）筋条方向向应不妨碍碍脱模，筋筋本身应带带有大于塑塑件主体部部分的脱模模斜度，筋筋的设置不不应使塑件件壁厚不均均匀性明显显增加。图图2-41（2）塑件上筋筋条方向也也不应妨碍碍塑料充模模时的流动动和塑料收收缩。图2-422.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋图中2-41(a)的设计方案案较好，而而2-41(b)所示方案会会使筋底与与塑件主体体连接部位位壁厚增加加过多，因因而不可取取。返回图2-41加强筋尺寸寸2.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋图2-42是对同一塑塑件端部筋筋条设计的的两种方案案比较，方方案(a)较好，方案案(b)不可取，因因为方案(b)中的筋条妨妨碍了塑料料收缩，会会造成塑件件内应力并并引起塑件件翘曲，固固中箭头所所示方向为为塑料收缩缩方向。返回图2-42筋的方向应应不妨碍塑塑料收缩2.7.2塑料制品结结构设计要要素-3.加强筋当采用塑件件的整个底底平面作为为支承面时时，应将塑塑件底面设设计成凹形形或设置加加强筋，这这样不仅可可提高塑件件的基面效效果，而且且还可以延延长塑件的的使用寿命命，如图2-44所示，支承承面设置加加强筋的，，筋的端部部应低于支支承面约0.5毫米左右，，如图2-45。2.7.2塑料制品结结构设计要要素-4.支撑面图2-43塑件的支撑撑面图2-44塑件的支承承面返回2.7.2塑料制品结结构设计要要素-4.支撑面图2-45支承面上加加强筋的设设计支撑面设计计原则：与制品的集集合中心对对称、均衡衡，以保证证制品使用用的稳定性性；尽量设计在在靠近受力力点处并与与受力中心心对称、均均衡以免破破坏其稳定定状态；利用制品成成型时熔体体的流动，，以减少阻阻力2.7.2塑料制品结结构设计要要素-4.支撑面2.7.2塑料制品结结构设计要要素-4.支撑面图2-46塑件的支承承面（a）不良；（（b）良；（c）良2.7.