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1、52 压缩成型原理及工艺 压缩成型（又称压塑成型、压制成型、 模压成型或压缩模塑）是塑料加工工业中出 现较早，并一直得到广泛应用的成型方法。 目前主要用于热固性塑料制品的生产，同时 作为热塑性塑料注射成型工艺的补充，在某 些热塑性塑料及制品如聚四氟乙烯、聚氯乙 烯硬板及增强塑料的成型加工上也得到广泛 使用。 521 压缩成型原理及特点 压缩成型的原理如图5-15所示。 1凸模固定板 2上凸模 3凹模 4下凸模 5凸模固定板 6垫板 压缩成型与注射成型相比的优点是： 1.无浇注系统，耗料少； 2.设备使用及模具较简单； 3.易于成型流动性较差如以纤维为填料的塑料； 4.制品收缩率小，变形小，各向
2、性能比较均匀； 5.能成型面积大、厚度又比较小的大型扁平制品。 缺点是： 1.生产周期长，效率低； 2.不易成型尺寸精度要求较高、形状复杂、壁厚相 差较大及带有精细易断嵌件的制品； 3.劳动强度大，难以实现自动化，劳动条件较差； 4.模具寿命较短。 522 压缩成型工艺过程 压缩成型工艺过程主要包括预压、预热和 干燥、嵌件的安放、加料、闭模、排气、固化 、脱模、清理模具、制品后处理等。 1预压 在压缩成型前，将松散的粉状或纤维状的 热固性塑料在室温下预先用冷压法（即模具不 加热）压成重量一定、形状一致的密实体的过 程称为预压，所得到的物体称为预压物（或压 锭、型坯、压片）。 预压的作用主要有：
3、 （1）加料快而准确。避免加料过多或不足而造成的 残次品。 （2）减小模具的加料室，降低模具制造成本。 （3）减少物料中的空气含量，加快物料中的热传导 速度，提高了预压物的预热温度，缩短预热和固化 时间，减少制品中的气泡含量，提高制品质量。 （4）采用与制品相似的预压物有利于模压较大的制 品。 （5）避免压缩粉的飞扬，改善了劳动条件。 2预热和干燥 采用预热的热固性塑料进行模压有以下优点： （1）缩短了模塑周期，提高了生产率。 （2）增进了制品固化的均匀性，进而提高了制品 的物理机械性能。 （3）提高了塑料的流动性，减小了制品的塑料损 耗、收缩率和内应力，提高了制品的稳定性、表 面光洁度及成品
4、率。 （4）降低了成型压力，提高了设备利用率（用小 吨位的压机模压较大的制品）。 图5-16 热固性塑料流动性与预热时间的关系曲线图 3嵌件的安放 嵌件通常是作为制品中导电部分或使制品与其 它物体结合用的，常用的嵌件有轴套、轴帽、螺钉 和接线柱等。 4加料 在模具内加入模压制品所需分量塑料的操作为 加料。加料前应仔细检查型腔，清除异物和污渍， 加料时应根据型腔的形状对塑料流动阻力大的部位 多加些料，对嵌件周围的粉料应预先压紧，防止塑 料受压流动时冲击嵌件。 加料准确。 5闭模 加料完毕后即进行闭模，当模具没完全 闭合前，合模的速度应尽可能快，目的是缩 短模塑周期和避免塑料过早固化或过多降解 。
5、当凸模触及到塑料后，合模速度即行放慢 （当然速度也不应过慢），目的一是避免模 具中嵌件、各种成型杆或型腔遭到损坏，二 是可使模内的气体得到充分的排除。闭模所 需的时间自几秒至数十秒不等。 6排气 成型热固性塑料时，由于化学交联反应的 发生，常有水分和低分子物放出，因此在模具 闭合后，待化学交联反应进行到适当时间时还 需要将模具松动片刻，以排除以上气体，该工 序称为排气。 7固化 热塑性塑料的固化是将模具冷却，以使制 品获得相当强度而不致在脱模时发生变形即可 。热固性塑料的固化是在规定模温下保持一段 时间，使其性能达到最佳为度。 8脱模 固化后制品与模具分开的工序称为脱模。 9清理模具 脱模后，
6、须用铜刷（或铜签）刮出留在模具 内的塑料，然后再用压缩空气吹净凸模和凹模， 当上述方法不能将模具清理干净时，需用抛光剂 拭刷。 10制品后处理 后处理的温度为高于成型温度的1015。 523 压缩成型的工艺特性和影响因素 压缩成型的工艺条件主要是成型（模 压）压力、成型（模压）温度和成型（模 压）时间。而其中成型温度和成型时间又 有着密切的关系 图5-17 热固性塑料压缩成型时体积-温度-压力关系图 1成型压力 成型压力是指压缩成型时为迫使塑料充 满型腔和进行固化而由压力机通过模具对塑 料所施加的压力。其小于等于压力机的最大 公称压力。 其选取原则： （1）塑料的流动性越小、硬化速度越快、压缩
7、率大 ，所需要的成型压力也越大； （2）制品形状复杂、深度大、薄壁和面积大时，所 需要的成型压力也越大； （3）当压制带有布片、石棉纤维填料类的制品时， 所需的成型压力也越大。 图5-18 成型压力与预热温度的关系示意图 5-4 2成型温度 成型温度是指压缩成型时所规定的模具 温度。成型温度并不等于模具型腔内塑料熔 体的温度 热固性塑料在压缩成型时，模具温度是 影响其塑化流动及固化成型的主要因素，它 决定着成型过程中交联反应的速度，并影响 塑料的充模过程及制品的最终性能。 图5-19 温度与热固性塑料熔体流动性的关系 成型过程中模具温度的选择要适度，过高 虽会加快硬化速度，缩短固化时间，但往往
8、会 因硬化速度太快，使塑料熔体的流动性降低太 多而导致充模不满，特别是在成型形状复杂、 壁薄、深度大的制品时，这种弊病更为突出。 另外，过高的模温还可能引发制品变色，表面 暗淡，内外硬化速度不均而产生内应力，内层 的挥发物难以排除，致使制品在模具开启时发 生膨胀、开裂、变形或翘曲等，甚至引起有机 填料的分解，最终使制品的力学性能降低。 但模温也不能过低，过低的模温不仅 使固化速度慢，而且效果差，也会造成制 品的灰暗，甚至表面发生肿胀，这是因为 固化不完全的外层受不住内部挥发物压力 作用的结果。 成型厚度较大的制品时，宜采用降低 模具温度，延长成型时间的工艺规程。 图5-20 不同温度下的流动-
9、固化曲线 温度：T1 T2 T3 T4 T5 固化时间：t1 t2 t3 t4 t5 3成型时间 成型时间是 指从闭模加压起 ，物料在模具内 升温到固化脱模 为止的这段时间 。它直接影响制 品的成型周期和 固化度。 图5-21 模具温度与成型周期的关系 压缩成型中制品容易出现的问题、原因及 解决办法见表5-5。 本节要点： 1. 掌握压缩成型原理及特点。 2. 掌握压缩成型的优缺点。 3. 在压缩成型中为什么要进行排气？ 4. 在清理模具时应采用什么材质的刷子？ 5. 在选择压缩成型模具温度时应注意什么问题？ 53 压注成型原理及工艺 压注成型（又称压铸成型、传递成型），是 将塑料加入到独立于
10、型腔之外的加料室内，经初 步受热后在液压机压力作用下，通过压料柱塞将 塑料熔体经由浇注系统压入已经封闭的型腔，在 型腔内迅速固化成为塑件的成型方法。压注成型 是在改进压缩成型的基础上发展起来的一种成型 方法，其主要用于热固性塑料的成型加工。 531 压注成型原理和特点 其成型原理如图5-22所示 1柱塞 2加料腔 3上模板 4凹模 5型芯 6型芯固定板 7下模座 8浇注系统 9塑件 与压缩成型相比，其具有如下特点： （1）具有独立于型腔之外的单独加料室，而 不是型腔的自然延伸，并经由浇注系统与型腔 相连。塑料在进入型腔之前型腔已经闭合，故 而塑件的飞边少而薄，塑件尺寸精度高。 （2）塑料在进入
11、型腔前已在加料室得到初步 受热塑化，当其在柱塞压力作用下快速流经浇 注系统时会因摩擦生热使塑化得到进一步加强 ，并迅速填充型腔和固化，因此，成型周期短 ，生产效率高，产品质量好，并利于壁厚变化 较大和形状复杂塑件的成型。 （3）由于柱塞的压力不象压缩成型一样是直 接加在型腔中的塑料上的，因而对带有细小嵌 件、多嵌件、或含有细长小孔的塑件成型有利 。而对于含有纤维状填料的塑料，由于在经过 浇注系统时纤维状填料会受到较强的摩擦剪切 作用而发生断裂，故有损于该类塑料塑件的力 学性能，特别是冲击强度。 （4）塑件的收缩率大于压缩成型，各向异性 明显。适于粉状、粒状、碎屑状、纤维状、团 块状，但不适于片
12、状塑料的成型。 （5）塑料的流动性要好，所需成型压力较高， 塑料的耗量比压缩成型大。 （6）模具磨损也较小。但压注所用模具结构较 复杂，模具制造成本高，成型塑料浪费较大， 塑料因有浇口痕迹，使整修工作量大，成型工 艺条件较压缩成型要求严格，操作难度大。 532 压注成型的工艺过程及工艺条件 压注成型的工艺过程和压缩成型基本相 似，只是操作细节略有差异，压缩成型过程 是先加料后合模，而压注成型则是先合模再 加料。压注成型的工艺条件与压缩成型相似 ，主要包括成型压力、成型温度、成型时间 ，但也存在一定区别。 1压注成型压力 由于塑料熔体经过浇注 系统进入模具型腔有压力损耗，成型压力 一般为压缩成型的2-3倍，压力随塑料种类 、模具结构及塑件形状的不同而改变。 2压注成型温度 压注成型中塑料经过浇 注系统时能从中获取一部分摩擦热，因而 模具温度一般可比压缩成型的温度低 1530，一般为130190。 3压注时间及保压时间 在一般情况下，压注时 间控制在加压后1030s内将塑料充满型腔。由于 塑料在热和压力下高速经过浇注系统，加热迅速 而均匀，塑料化学反应也较均匀。塑料进入型腔 时已临近树脂固化的最后温度，故保压时间与压 缩成型相比较，可以短一些。 部分塑料压注成型的主要工艺参数见表5-6 。 本节要点： 1. 掌握压注成型原理及特点。 2. 与压注成型相比有何特点。
