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1、第 1 页 共 7 页机 械 制 造 工 艺 学2012 年 6 月 3 日星期日第 2 页 共 7 页塑料加工工艺塑料是当今最重要的材料之一，被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域，其与人们的生活息息相关。 而塑料加工工艺就是将合成树脂或塑料 （半成品） 转化为塑料制品的各种工艺的总称，塑料成型加工是一门工程技术，所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。在转变过程中常会发生以下一种或几种情况，如聚合物的流变以及物理、 化学性能的变化等，是塑料工业中一个较大的生产部门。一、原理工艺分类按照塑料加工原理来给其分类，可分为注塑、吸塑及吹塑。注塑注塑是制造塑料
2、制品的一种方法， 将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型得到想要各种塑料件，适用于量大、 精密度高的产品， 模具价格视具体情况不等。 所得的形状往往就是最后成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的加工。许多细部，诸如凸起部、肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。注塑成型多用于热塑性塑料 它与挤塑成型相类似， 所不同的是熔融塑料经喷嘴进入的是闭合模具内， 在模具内凝固成型而得制品。 注塑是开了模具射出的，强度高，色泽耐久性好并棱角规范,可以做较厚制品。吸塑吸塑是将塑料片材加热后，通过模具，在真空的作用在，吸入模具的形状，并冷却成型，适用于结构比较简单、量少的产品，模具比
3、较便宜。其成本比注塑便宜，产量高，模具也便宜点。吸塑主要用于薄壁制品为多,用久了色泽有可能变化,但也不一定 ,另外产量好像也较注塑要大 ,并且相关水口等生产所产生废料也比较少。吹塑吹塑也称中空吹塑， 一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模第 3 页 共 7 页后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。吹塑薄膜的制造工艺在原理上和中空制品吹塑十分相似，但它不使用模具，从塑料加工技术分类的角度， 吹塑薄膜的成型工艺通常列入挤出中。吹塑工艺在第二次世界大战期间， 开始用
4、于生产低密度聚乙烯小瓶。 其中根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑。二、配料塑料加工所用的原料，除聚合物外，一般还要加入各种塑料助剂（如稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、增强剂和填料等），以改善成型工艺和制品的使用性能或降低制品的成本。 添加剂与聚合物经混合， 均匀分散为粉料， 又称为干混料。有时粉料还需经塑炼加工成粒料。这种粉料和粒料统称配合料或模塑料。三、成型加工成型是塑料加工的关键环节。 将各种形态的塑料 (粉、粒料、溶液或分散体 )制成所需形状的制品或坯件。它的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑
5、性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。1 压缩模塑成型压缩模塑又称模压， 是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热 ) 的成型方法。通常，压缩模塑适用于热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。压缩模塑主要由预压、预热和模压三个过程组成：预压为改善制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。预热为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等，把模塑料在成型前先行加热的操作。模压在模具内加入所需量的塑料，闭模、排气，在模塑温度和压力下保持一段时间，然后脱模清
6、模的操作。 压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和第 4 页 共 7 页能大量生产，其缺点是生产周期长，效率低。2 层压成型用或不用粘结剂， 借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。3 冷压模塑成型冷压模塑又叫冷压烧结成型， 和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等 ) 。一般工艺过程为制坯-烧结- 冷却三个步骤。4 传递模塑传递模塑是热固性塑料的一种成
7、型方式，模塑时先将模塑料在加热室加热软化，然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式：活板式；罐式； 柱塞式。传递模塑对塑料的要求是： 在未达到固化温度前， 塑料应具有较大的流动性，达到固化温度后， 又须具有较快的固化速率。 能符合这种要求的有酚醛、 三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。5 低压成型低压成型主要使用成型压力等于或低于1.4 兆帕的摸压或层压方法。 低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。低压成型包括袋压法和喷射法。6挤出成型挤出成型也称挤压模塑或挤塑，
8、它是在挤出机中通过加热、 加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。7挤拉成型挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不第 5 页 共 7 页变， 长度不受限制的型材。 成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出，然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种， 其中不饱和聚酯树脂用得最多。 挤拉成型机通常由纤维排布
9、装置、树脂槽、预成型装置、 口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成. 8注射成型注射成型 ( 注塑) 是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 注射成型的成型周期短 ( 几秒到几分钟 )，成型制品质量可由几克到几十千克， 能一次成型外形复杂、 尺寸精确、 带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此，该方法适应性强，生产效率高。注射成型可分为： (1) 排气式注射成型。 (2) 流动注射成型。 (3) 共注射成型。(4) 无流道注射成型。 (5) 反应注
10、射成型。 (6) 热固性塑料的注射成型。9吹塑成型借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品，或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。 该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为 0.04 1.12 的都是比较优良的中空吹塑材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等，其中以聚乙烯应用得最多。其中吹塑成型可细分为： (1) 注射吹塑成型。 (2) 挤出吹塑成型。 (3) 拉伸吹塑成型。 (4) 吹塑薄膜法。10浇铸成型在不加压或稍加压的情况下， 将液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法。 浇铸法分为静态浇铸、
11、 嵌铸、离心浇铸、搪塑、旋转铸塑、滚塑和流延铸塑等。浇铸成型可细分为： (1) 静态浇铸。 (2) 嵌铸。 (3) 离心浇铸。 (4) 搪塑。(5) 旋转铸塑。 (6) 滚塑(旋转成型 )。(7) 流延铸塑。11手糊成型第 6 页 共 7 页手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型，是制造增强塑料制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上， 用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止，然后通过固化和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、玻璃毡等。12纤维缠绕成型在控制张力和预定线型的条件下， 以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模
12、或模具上来成型增强塑料制品。 这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、 环氧树脂、 不饱和聚酯树脂等。 玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料，它有两种：有捻纤维和无捻纤维。13压延成型将热塑性塑料通过一系列加热的压辊，而使其在挤压和展延作用下连结成为薄膜或片材的一种成型方法。 压廷产品有薄膜、 片材、人造革和其它涂层制品等。压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。14涂覆成型为了防腐、绝缘、装饰等目的，以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层( 例如0.3 毫米以下 ) 的方法。涂覆法最常用的塑料一般是热塑性塑料，如聚乙烯、聚氯乙
13、烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。其成型方法可细分为： (1) 热熔敷。(2) 流化喷涂。 (3) 火焰喷涂。 (4) 静电喷涂。 (5) 等离子喷涂。15发泡成型发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料， 常用的树脂有聚苯乙烯、 聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的，则称为开孔泡沫塑料； 如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡沫塑料。 开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。发泡成型工艺可细分为： (1) 化学发泡。 (2) 物理发泡。 (3) 机械发泡。16二次成型第 7 页
14、 共 7 页二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯为原料， 使其通过加热和外力作用成为所需形状的制品的一种方法。其细分工艺为： (1) 热成型。塑料热成型的方法很多，一般可分为：模压成型和差压成型。 (2) 双轴拉伸。 (3) 固相成型。17二次加工成型后的塑料制品或型材，按需要进行的再加工，例如机械加工、连接、修饰等。四、表面修饰目的是美化塑料制品表面，通常包括：机械修饰，即用锉、磨、抛光等工艺，去除制件上毛边、毛刺，以及修正尺寸等；涂饰，包括用涂料涂敷制件表面， 用溶剂使表面增亮， 用带花纹薄膜贴覆制品表面等；施彩，包括彩绘、印刷和烫印；镀金属，包括真空镀膜、 电镀以及化学法镀银等。 其中烫印是在加热、 加压下，将烫印膜上的彩色铝箔层 （或其他花纹膜层） 转移到制件上。 许多家用电器及建筑制品、日用品等，都用此法获得金属光泽或木纹等图案。五、装配用粘合、焊接以及机械连接等方法，使制成的塑料件组装成完整制品的作业。例如：塑料型材，经过锯切、焊接、钻孔等步骤组装成塑料窗框和塑料门。六、前景随着我国经济的快速发展，国内工塑料行业正在迎来它史无前例的发展机遇。而作为塑料使用必需手段，塑料材料的加工工艺学也必将迎来大的发展及技术跨跃。
