塑料及加工工艺

塑件的工艺特性是塑件原料转变为塑料制品的工艺特性。即塑料的成形加工性。塑件的工艺性——根据加工时聚合物状态不同分为：1）处于玻璃态的塑料，可采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法2）塑料处于高弹态时，可采用热压、弯曲、真空成形等加工方法。3）塑料加热到粘流态，可以进行注射成形、挤出成形、吹塑成形等.1塑料成形工艺塑料成形是将不同形态（粉状、粒状、溶液或分散体）的塑料原料按不同方式制成所需形状的坯件。是塑料制品生成的关键环节。——又称注塑成型(InjectionMolding)，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。塑料注射成形：利用注射机中的螺杆或柱塞的运动，将料筒内已加热塑化的粘流态的塑料以较高的压力和速度注入到预先合模的模腔内，冷却硬化后成为所需制品。注射成形定量加料熔融塑化施压注射充模冷却起模取件合模单元注射单元注射成型原理1.注射机的主要作用顶件开模与合模动作注射结束，进行保压与补缩在一定压力和速度下将塑料注入型腔加热熔融塑料，达粘流态2.注射机的分类注射成型设备按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。1）可一次成形出外形复杂，尺寸精确和带嵌件制品2）可以方便的利用一套模具，成批生产尺寸、形状、性能完全相同的产品。3）生产性能好，成形周期短，一般制件30-60秒成形。可实现自动化或半自动化作业。4）较高的生产效率和技术经济指标。注射成型优点2挤出成型挤出成型原理又称挤塑成形，主要适合热塑性塑料成形，也适合一部分流动性比较好的热固性塑料和增强塑料成形。原理：利用机筒内螺杆的旋转运动，使熔融的塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模，待冷却定型硬化后得到各种断面形状的制品。2挤出成型挤出成型原理挤出成型挤出模口模的截面形状决定了挤出制品的界面形状，但是挤出后的制品由于冷却受力等各种因素影响，制品的截面形状和模头的挤出截面形状并不完全相同。如图7-13所示。挤出成型挤出成形是塑料加工工艺中应用最早、用途最广、适用性最强的成形方法挤出成形特点：1）设备成本低、占地面积小、生产环境清洁，劳动条件好2）生产效率高，操作简单，工艺工程易于控制，便于自动化生产3）产品质量均匀、致密，可以一机多用，进行综合性生产。挤出成型设备控制系统挤出机组挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置辅机：挤出机：3、压注成型主要用于热固性塑料的成型方法，有模压和层压法两种。1）模压成形：压塑成形，原理将定量的塑料原料置于金属模具中，闭合模具，加热加压，是塑料原料塑化流动充满模腔，同时发生化学反应固化成形。模具闭合热固性塑料放入加料室受热熔融塑料在压力下经浇注系统充满型腔固化成型开模取件3、压注成型模压成形：制品质地致密，尺寸精确，外观平整光洁，无浇口痕迹，但生产率较低，可成形热固性塑料和增强塑料成形。部分热塑性塑料也可采用。层压成形：将浸渍过的树脂的片状材料叠合至所需厚度后放入层压机上，在一定温度和压力下使之粘合固化成层状制品。层压制品质地密实，表面平整光洁，生产效率高。多用于增强塑料板材、管材、棒材和胶合板等层压材料。压注成型特点1.加料前模具处于闭合状态。4.模具结构相对复杂，制造成本较高，成型压力较大，操作复杂，耗料比压缩模多。2.塑件飞边很薄，尺寸准确，性能均匀，质量较高。3.可以成型深孔、形状复杂、带有精细或易碎嵌件的塑件。5.气体难排除，一定要在模具上开设排气槽。4、吹塑成形吹塑：用挤出、注射等方法制出管状型坯，然后将压缩空气通入处于热塑性状态的型坯内腔中，使其膨胀成为所需形状的塑料制品。主要用于制造中空制品的，这种工艺是在模腔内吹胀高温塑料型坯。根据选用的不同材料、性能要求、生产量和成本要求，不同的吹塑工艺具有不同的优点。塑料材料可采用吹塑工艺制造很多产品，包括家用和个人护理用、奶制品用、碳酸饮料用小瓶子，工业用品或者化学品用的小型容器以及油箱、简便油桶、IBC（中型散装容器）塑料桶、大箱、大桶和汽车仪表盘等。15吹塑吹塑成型工艺：a）薄膜吹塑：将熔融塑料从挤出机机头口模的环形间隙中呈圆筒形薄管挤出，同时从机头中心孔向薄管内腔吹入压缩空气，将薄管吹胀成直径更大的管状薄膜，冷却后卷取。薄膜吹塑成形主要用于生产塑料薄膜。b）中空吹塑：用于生产中空塑料制品。包括：挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑。16吹塑17吹塑挤出吹塑成型：挤出吹塑成型是用挤出机挤出管状型坯，趁热将其夹在模具模腔内并封底，向官腔内腔通入压缩空气吹胀成形。特点是：制品形状适应广，适用于大型制件，制件底部强度不高，有边角料。注射吹塑成型：分为冷型坯吹塑和热型坯吹塑，前者是将注射制成的试管状有底型坯冷却后移入吹塑模内，将型坯再加热并通入压缩空气吹胀成形，后者将注射制成的试管状有底型坯立即趁热移入吹塑模内，将型坯再加热并通入压缩空气吹胀成形。18吹塑挤出吹塑成型和注射吹塑成型19吹塑拉伸吹塑成型：将挤出或注射制成的型坯加热到适当温度，进行纵向拉伸，同时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。拉伸后制品透明度、强度、抗渗透性明显提高。根据制坯方式分为：注射拉伸吹塑和挤出拉伸吹塑。20吹塑一步法注－拉－吹瓶工艺流程图1一注射型坯，2一型坯加热，3一拉伸，4一吹塑；5一脱模21吹塑一步法挤—拉—吹瓶工艺流程图1—挤出管坯；1—管坯定型；3—型坯移至拉伸吹塑模具；4—拉伸吹塑；5—脱模22吹塑吹塑成型工艺演示23吹塑拉伸吹塑工艺控制：１、原材料的选择：由于拉伸制品要求具有较高的拉伸强度、冲击强度、刚性、透明度和光泽、对氧气、二氧化碳和水蒸气的阻隔性。主要应用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。２、型坯成型：透明度高，均质，内部无应变、外观无缺点３、拉伸工艺：拉伸温度、拉伸倍率245压延成形利用一对或数对相对旋转的加热辊筒，将热塑性塑料塑化并延展成一定厚度和宽度的薄型材料。特点：产品质量好，生产能力大，多用于生产塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁纸、地板革等。25滚塑滚塑成型又称旋塑、旋转成型、旋转模塑、旋转铸塑、回转成型等。滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型而成制品。26滚塑原理用两瓣密闭模，将相当于制品重量的塑料量注入，同时以异向回转并在熔融炉内加热，这时塑料体即均匀贴于内壁而熔融塑化，成为制品。过程加热——旋转、加热——冷却——取件应用球体(如:浮标)、玩具、大型中空件(如:塑料溜滑梯)27滚塑成型过程28滚塑滚塑成型工艺的局限：滚塑成型工艺的不足之处主要是：自动化程度不高、原材料选择范围有限、原材料成本略高(需特殊添加剂和制备成细粉状)，有些结构(如加强筋)不易成型。29滚塑滚塑成型制品30滚塑滚塑成型的优点：适于模塑大型及特大型制件；适用于多品种、小批量塑料制品的生产；滚塑成型极易变换制品的颜色；适于成型各种复杂形状的中空制件；节约原材料；317铸塑成形将加有固化剂和气体助剂的液态树脂混合物料倒入成形模具中，在常温或加热条件下，使其逐步固化而成为具有一定形状的制坯。特点：工艺简单，成本低，可用于大型制件生产，适用于流动性大而有收缩性的塑料。8搪塑成形将配置好的塑料糊注入预热的阴模中，使整个模具内壁均为该糊所湿润附着，待接触模壁部分糊料胶凝时，倒出多余的糊料，将模具加热使其中的糊料层完成胶凝，经冷却脱模而得到制件，多用于生产中空软塑料制品。9醮涂成形将醮涂用的预热阳模浸入配置好的塑料糊料或粉料中，一段时间后慢慢提起阳模，阳模表面变均匀的附上一层塑料，经过热处理和冷却，从阳模上可剥下中空的成形制品，用粉末物料醮涂时，先将粉末物料变成沸腾状态，再将加热的阳模浸入，此法称为硫化床醮涂法，多用于防护手套、把手、玩具等。10流延成形主要生产薄膜，将流动性好的塑料糊料均匀的流布在运行的载体（金属滚筒或传送带上）随即用适当方法将其固化、干燥，然后从载体上剥取薄膜，此法模具成本低，表面光洁，适用于小批量生产。11传递模塑成形将热固性塑料原料在加料腔中加热熔化，然后加压注入成形模腔中使其固化成形。特点：制品尺寸精确，生产周期短，使用模具结构复杂，适合生产形状复杂和带嵌件的制品。12反应注塑成形有化学反应的注射成形方法，将能发生化学反应的两种或多种液态单体或预聚体按一定比例混合，立即注射到模具型腔中，快速反应而固化成形，冷却脱模后得到制品。13手糊成形成形增强塑料，以手工作业为主，在涂有脱模剂的模具上均匀刷上一层树脂，再将按要求剪裁成一定形状的片状增强材料，铺贴在模具上，如此重复直至达到所需厚度和预定形状。如图：成形时要求铺贴平整、无皱褶，涂刷树脂要均匀浸透织物层并排出气泡，手糊成形工艺简单、操作方便，不要专用设备，适用性强，不受形状和尺寸限制，但精度低，劳动条件差，多用于制造大型物品，也用于制作玻璃钢模型。14缠绕成形纤维增强塑料成形方法，将浸渍过树脂的连续纤维按一定方式缠绕在芯模上制成坯件，经固化制成一定形状的制品。15喷射成形用喷枪将树脂、助剂及切断的短纤维同时喷射到一定形状模具上，达到一定厚度后固化成形。特点：成形效率高，制品形状尺寸不受限制，制品整体性好，但场地污染大。.2塑料的二次加工采用机械加工、热成型、连接、表面处理等工艺将一次成形的塑料板材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。右图为有机玻璃塑料经二次成形得到的制品。1、塑料机械加工包括锯、切、车、铣、磨、刨、钻、喷砂、抛光、螺纹加工等。与金属材料的切削加工大致相同，可用金属材料加工的工具和设备。注意：1）塑料导热性很差，加工中散热不良，很容易软化发粘，分解烧焦；2）制件回弹性大，易于变形，加工表面粗糙，尺寸误差大；3）加工有方向性的层状塑料制品易于开裂、分层、起毛和崩落。1、塑料热成型将塑料板材、管材、棒材加热软件进行成形。分为：无模成形、阳模成形、阴模成形和对模成形。成形方法有模压热成形和真空成形。真空成形真空抽吸成形：将加热的热塑性塑料薄片或薄板置于带有小孔的模具上，四周固定密封后抽真空，片材被吸附在模具的模壁上而成形，脱模后既得制品。分为两类：阳模真空成形和阴模真空成形。特点：成形速度快、操作容易、但制品后加工多。3塑料连接包括：机械连接、焊接、溶剂粘接和胶接等；塑料与塑料、塑料与金属或其他材料的连接。还有热熔粘接、溶剂粘接和胶粘剂粘接。1）塑料焊接：热熔粘接，利用热作用，使塑料连接处发生熔融，并在一定压力下粘接在一起。2）塑料溶剂粘接：利用有机溶剂，将需要粘接的塑料表面溶解或溶胀，通过加压粘接在一期，形成牢固的接头。一般可溶于溶剂的塑料可采用。一些热塑性塑料多采用溶剂粘接。塑料溶剂粘接方法不适用于不同品种塑料的粘接，热固性塑料不溶解，也难用此法粘接。3）塑料胶接：利用胶粘性强的胶粘剂，能方便的实现不同塑料或塑料与其他材料的连接，是一种有发展前途的连接方法4塑料表面处理包括镀饰、涂饰、印刷、烫印、压花、彩饰1）涂饰：塑料零件涂饰目的是防止塑料制品老化，提高制品耐化学药品与耐溶剂的能力，以及装饰着色，获得不同表面肌理2）镀饰：塑料零件表面镀覆金属，能改善塑料表面性能，达到防护、装饰和美化的目的。可以塑料零件有导电性，提高表面硬度和耐磨性，提高防老化、防潮、防溶剂侵蚀的性能，并使制品具有金属光泽。是扩大塑料制品应用范围的重要加工方法之一。3）烫印：利用刻有图案或文字的热模，在一定压力下，经烫印材料上的彩色锡箔转移到塑料制品表面，获得精美的图案和文字。