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1、第七章,塑料模具设计基础,塑料成型工艺及模具设计,心灵纯洁的人， 生活充满甜蜜和喜悦 列夫托尔斯泰,基本内容：,1.了解塑料制品的成型方法；,2.掌握塑料成型的工艺特性。,1.重点：塑料成型的工艺特性,重点难点：,2.难点：对概念的理解，如收缩性、流动性,7-2 塑料制品的成型工艺,1.按塑件的结构不同分:,立体状成型法（模塑成型法）,板状成型法,线状成型法,人造纤维,薄板材料或片状材料（胶片薄板、塑料薄膜）,把塑料模塑成为几何形状、尺寸精度、物理性能等符合使用要求的制品。,一 塑料的成型工艺方法与成型模具,塑料模具,工具,7-2 塑料制品的成型工艺,塑料成型方法及其模具,压注模,注射模,压缩
2、模,吹塑模,发泡模,搪塑模,真空成型模,压棍（模）,挤出模,热压印模,彩印模,模塑成型法,2.按成型过程中物理状态不同分 :, 把塑料加热至熔点以上（使之处于熔融态），对其进行成型加工的一种方法。, 塑料处在熔融温度以下（至少低于熔点10-20 ），塑料尚处于软化状态时进行的一种成型方法。,压注成型,注射成型,挤出成型,压缩成型,吹塑成型,真空及压缩空气成型,气辅成型,固相成型,熔融成型,压缩模具,压缩成型压机,压缩成型产品,2.按成型过程中物理状态不同分 :,熔融成型,压注成型压机,压注原理,压注成型产品,2.按成型过程中物理状态不同分 :,熔融成型,注射成型压机,注射原理,注射成型产品,2
3、.按成型过程中物理状态不同分 :,熔融成型,挤出成型产品,2.按成型过程中物理状态不同分 :,挤出机头,挤出成型过程,熔融成型,吹塑成型压机,吹塑原理,吹塑成型产品,2.按成型过程中物理状态不同分 :,固相成型,真空成型模具,真空成型产品,2.按成型过程中物理状态不同分 :,固相成型,2.按成型过程中物理状态不同分 :,固相成型,气辅成型塑件,模具配置气针装置，由气体产生器（惰性气体）向气针装置供气，以实现气辅。,气辅模具 气针装置,气辅模具,塑料成型理论的进展,流道优化设计分析,模具冷却系统设计分析 气辅气体穿透分析,温度分析,温度分析,模具冷却系统设计分析,气辅气体穿透分析,二 塑料模塑成
4、型及模具技术的发展动向,1.塑料成型技术的发展,塑料成型方法的革新(针对新型塑料和具有特殊要求的塑件 ),塑料成型理论的进展(各种流变行为的研究 ),制品的精密化、微型化和超大型化,2.产品市场的发展,3.塑料模具发展趋势（大型化 、高精度、多功能复合模、热流道模具）,随着塑料工业的蓬勃发展，塑料成型加工技术也不断推陈出新。我们在学习本课程时，还要注意学习国内外的新技术、新工艺、新经验，为使我国塑料成型加工技术赶超世界先进水平作出贡献。,三 热塑性塑料成型的工艺性能,1.收缩性,塑件从模具中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在模具中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。,成型收缩的形式：
5、,（1）塑件的尺寸收缩,（2）收缩方向性,（3）后处理收缩,影响收缩的基本因素：,塑料品种 ：塑料品种不同，收缩率也不同。同种塑料如各种组分的比例不同，分子量大小不同，则收缩率也不相同。树脂的相对分子质量高、含量多、含有机填料，则收缩率大。,1.收缩性,塑件结构 ：塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件数量及其分布均影响收缩率的大小。塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量多且对称分布，其收缩率小。,三 热塑性塑料成型的工艺性能,影响收缩的基本因素：,1.收缩性,模具结构：模具的分型面、浇口形式及尺寸等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。浇口大，收缩小，各向异性大，
6、沿料流方向收缩小，垂直料流方向收缩大。浇口小，浇口凝结收缩得不到补充，收缩大。,成型条件：模温高，熔体冷却慢，则塑件密度低，收缩大。压力高，时间长则收缩小，方向性大。料温高，收缩大，方向性小。,三 热塑性塑料成型的工艺性能,式中：,S实 实际收缩率（%） S计 计算收缩率（%） a 塑件在成型温度时的尺寸（mm） b 塑件在室温下的尺寸（mm） c 塑模在室温下的尺寸（mm）,收缩率的计算：,1.收缩性,三 热塑性塑料成型的工艺性能,塑料熔体在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。,流动性好：如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。,常用塑料根据它的流动性可分为三类：,流动性中等：如改性聚苯乙烯、A
7、BS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ）、AS（丙烯腈-苯乙烯树脂 ）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、氯化聚醚等。,流动性差：如聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、氟塑料等。,2.流动性,三 热塑性塑料成型的工艺性能,凡促使熔体降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。,影响流动性的主要因素：,模具结构,压力,温度,料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。如PS（聚苯乙烯）、PA（尼龙） 、PMMA聚甲基丙烯酸甲脂（丙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PC（聚碳酸醋）。,注射压力增大则熔体受剪切作用大，流动性也增大。 如PE（聚乙烯） 、PP（聚丙烯）、POM（聚氧甲烯）。,2.流动性,所谓
8、结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。,结晶型塑料 非结晶型（又称无定形）塑料,3.结晶性,三 热塑性塑料成型的工艺性能,无定形料为透明（如有机玻璃等）,一般结晶性塑料为不透明或半透明,例外：,聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性 ABS为无定形塑料但却并不透明,3.结晶性,三 热塑性塑料成型的工艺性能,结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项:,冷凝时放出热量大，要充分冷却。,料温上升到成型温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。,3.结晶性,三 热塑性塑料
9、成型的工艺性能, 有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。, 对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小而致剪切作用增大使料温增高，易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。如PVC（聚氯乙烯） 、POM （聚氧甲烯）等,热敏性(热稳定性）,水敏性,4.热敏性及水敏性,三 热塑性塑料成型的工艺性能,吸湿性,据此，塑料大致可分为以下两种：,不吸水也不易粘附水分,吸湿、粘附水分,聚酰胺、聚碳酸酯、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ）、聚苯醚。,聚乙烯、聚丙烯、PS（聚苯乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯 ）, 塑料对水分的亲疏程度,5.
10、吸湿性,三 热塑性塑料成型的工艺性能, 是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时，当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。, 是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。,应力开裂,熔体破裂,6.应力开裂及熔体破裂,三 热塑性塑料成型的工艺性能, 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。,相容性,7.相容性(共混性),分子结构相似则较易相容，如PE （聚乙烯） 、PP （聚丙烯） 分子结构不同时较难相容，如PE （聚乙烯） 、PS （聚苯乙烯）
11、,三 热塑性塑料成型的工艺性能,1. 收缩率（计算方法同热塑性塑料收缩率）,四 热固性塑料成型的主要工艺性能,2. 流动性（意义类同热塑性塑料流动性），以拉西格（定义）流动性来表示，数值大，则流动性好。,3. 水分及挥发物含量（适当有利于增塑和成型）（来源） 1）制造过程中未除尽水分或储存过程中吸收的水分； 2）塑料中树脂制造时化学反应的副产物。,4. 硬化速度：与塑料性能、预压、预热、成型温度和压力选择有关。,1. 什么是塑料的收缩性？影响塑料的收缩性的因素有哪些？ 2.什么是塑料的流动性？影响塑料的流动性的因素有哪些？,思考题：,1. 什么是塑料的收缩性？影响塑料的收缩性的因素有哪些？ 2.什么是塑料的流动性？影响塑料的流动性的因素有哪些？,思考题：,
