BMC塑料及其成型工藝整理講解

1、BMC材料及成型工藝BMC(bulkmoldingcompound)或DMC(doughmoldingcompound)稱為團狀模塑料(以前也稱BT-3)，和片狀模塑料一樣，都是短切纖維增強的熱固性模塑料。如今在美國、日本和我國，通常BMC和DMC是指同一種材料，根據(jù)美國SPI的定義,BMC即為化學增稠了的DMC。具有抗沖、抗壓、抗彎曲、抗拉伸，高電容量，高表面電阻，高絕緣強度，高耐電弧性，以及無毒耐腐蝕，阻燃等一系列優(yōu)異的物理性能，尤其具有流動性好、模塑壓力低、成型時間短、模塑溫度低等優(yōu)良成型特性。它在以下領域被廣泛的應用：一、電器和電子元器件：各類高低壓電器開關的外殼及結(jié)構部件，化工和礦用

2、防爆型電器零部件，電機，電磁閥整體封裝，母線框，接線柱板，絕緣桿，絕緣子各種規(guī)格絕緣板材等。二、汽車工業(yè)：汽車殼體、保險杠，車燈架、車燈碗、后備箱等車內(nèi)外制件和功能件等。三、儀表工業(yè)：儀表架、儀表殼，操縱桿等。四、民用產(chǎn)品：衛(wèi)生潔具，裝飾品、洗碗機內(nèi)膽、器皿等。(66-10MW微波爐器皿專用BMC材料，無毒耐熱)五、其他方面：電子復印機，印刷機械，辦公機械的結(jié)構部件，電子計算機零件等。BMC的基本特征是：大多經(jīng)化學增稠；玻纖含量在9%25%之間比SMC（Sheetmoldingcompound的縮寫，有優(yōu)越的電氣性能，耐腐蝕性能，質(zhì)輕及工程設計容易、靈活等優(yōu)點，其機械性能可以與部分金屬材料相媲

3、美，因而廣泛應用于運輸車輛、建筑、電子/電氣等行業(yè)中。）少，故物理機械性能稍低短切長度范圍為325mm;填料含量大多比SMC高；物料流動性、成型工藝性及制品表觀質(zhì)量會比SMC好;成型薄壁、狹窄等精細復雜結(jié)構的制品突顯優(yōu)勢。但成型條件、工序管理、缺陷對策及模具要領等都和SMC工藝相似。BMC模塑料的制備流程第一步：將配方中的液體組份和其它助劑先在高速打漿機UP+LPA中充分分散、攪拌制備成糊料;第二步：將配方中的粉體填料投入sigma捏合機中稍加拌和，然后將上述準備好的糊料倒入sigma機中，進行充分的捏合拌和，大致3045分完成液固兩相的均勻混合；第三步：將配方中的短切玻纖，在開機狀態(tài)下撒落在

4、已拌勻的膏體上，大致58分鐘強力拌和，至玻纖都被膏體包覆浸?即可，不宜過久而折斷玻纖引起降解 ；模塑制包裝入袋第四步：傾倒出料，稱重分裝入不透氣的薄膜包裝袋中，口部扎緊，常溫下自然熟化35天即可使用。1. BMC混練用的捏合機般采用Z形捏合機又稱雙臂捏合機或sigma槳葉捏合機，槳葉形狀可有多種類型，兩根槳葉的速比最好無公約數(shù)，漿葉外緣與室壁間隙約為 58mm 。BMC常用的捏合機及si即出嬲吐及單螂旋型嬲葉2.BMC制品所能實現(xiàn)或達到的尺寸要求和幾何精度及尺寸誤差的累積原理項目達到的水平最小壁厚mm0.81.2可控的尺寸公差（名義尺寸100以內(nèi)）mmi0.030.05精密級的尺寸公差（名義尺

5、寸100以內(nèi)）mmi0.010.02平囿(500X500)mm0.300.50BMC制品尺寸的變遷和誤差之累計制品尺寸的獲得4. BMC注射壓縮成型工藝期膽I注射BMC , 模滕魏注射結(jié)束，模具閉 死壓縮物料固化完成后啟模 脫出制品BMC注射壓縮成型工藝過程示意圖5. BMC配料價格和制品價格的計算實例車燈反射鏡用本色BMC配方及原料價格組份及代號采購單價（含稅）元/kg注1配方表100kg配料時的組份重量kg100kg配料時的組份價格元不飽和聚酯樹脂16.0060phr12.0192.00UP注2(31.50)注3低收縮、低波紋度添加劑LS、LPA(PVAc)22.0040phr8.0176

6、.00(28.90)重質(zhì)碳酸鈣CaCO3(600目)0.80300phr60.048.00(7.90)高溫引發(fā)劑TBPB40.001.2phr0.249.60(1.60)中溫引發(fā)劑TBPO140.000.5phr0.1014.00(2.30)硬脂酸鋅脫模劑ZnSt12.003.5phr0.708.40(1.40)氫氧化鈣增稠劑Ca(OH)210.000.8phr0.161.60(0.30)短切玻璃纖維G.F.(6mm)10.00總量的16%16.0160.00(26.10)合計100.0609.60(100%)注1.2008年年初的大致價格；注2.phr(Partsperhundredresi

7、n)每百份樹脂(液體組份)的組份；注3刮號中數(shù)據(jù)是組份價格占原料總價的比例%.上述原料合計價格一般再追加25%40%的加工費、管理費等即為模塑料的出廠價BMC塑殼斷路器壓縮成型價格分析表項目250A上蓋250A底座制品照片mJ不一*»K1蕈叫每月需求量只50005000零件凈重克423770客戶要求BMC之牌號、品質(zhì)TetradurF4308-7035TetradurF4308-7035BMC材料的采購價元/公含稅:12.50含稅:12.50斤未稅:10.68未稅:10.68壓制品投料重量克435787制品材料價格（未稅）元4.658.41模具型式一模二腔一模二腔成型壓機噸10010

8、0100噸壓機每小時的加工費50.0050.00元/小時（包含設備折舊、電費、維修費、工資等）注1每模次制品成型周期秒240300每小時成型件數(shù)只/小時3024制品成型費用元/只1.672.08制品后整理去毛刺費用元/只0.400.80包裝、檢查費用兀/只0.350.55工廠費用小計元/只4.65+1.67+0.40+0.35=7.078.41+2.08+0.80+0.55=11.84工廠管理及利潤15%元/只1.061.78制品出廠價格注2元/只未稅:8.13含稅:9.51未稅:13.62含稅:15.94注1,隨不同的工廠、批量多少、壓機噸位、模具優(yōu)劣等情況有較大差異注2,本表的各種價格基本

9、參照2008年的平均水平.壓制成型工藝過程BMC模塑料的壓制成型原理及其工藝過程與其他熱固性塑料基本上是相同的。在壓制時，將一定量的BMC模塑料放入預熱的壓模中，經(jīng)加壓、加熱固化成型為所需的制品。1、BMC模壓成型工藝特點浪費料量少，通常只占總用料量的2%-5%,實際的物料損耗量還取決于所成型制品的形狀、尺寸及復雜程度。在成型過程中，BMC模塑料雖然是含有大量的玻璃纖維，但是卻不會產(chǎn)生纖維的強烈取向，故制品的均勻性、致密性較高，而殘余的內(nèi)應力也較小。在加工過程中，由于填料和纖維很少斷裂，故可以保持較高的力學性能和電性能。在壓制時由于其流動長度相對來說較短，故模腔的磨蝕也不嚴重，模具的保養(yǎng)成本也

10、較低。與注射成型相比，其所采用的成型設備、模具等的投資成本較低，因此整個制品的成型成本也較低。壓制成型時，是將一定量的準備好的BMC模塑料放進已經(jīng)預熱的鋼制壓模中，然后以一定的速度閉合模具；BMC模塑料在壓力下流動，并充滿整個模腔；在所需要的溫度、壓力下保持一定的時間，待其完成了物理和化學作用過程而固化、定型并達到最佳性能時開啟模具，取出制品。BMC模塑料壓制成型過程如圖3.16所示。，希模a應3的u加凡,附ft月圖3.16BMC模塑料壓制成型過程3.壓制成型前的準備工作作為濕式預混料的BMC模塑料含有揮發(fā)性的活性單體，在使用前不要將其包裝物過早拆除，否則，這些活性單體會從BMC物料中揮發(fā)出來

11、，使物料的流動性下降，甚至造成性能下降以致報廢。當然，對于已拆包而未用完的BMC模塑料，則一定要重新將其密封包裝好，以便下次壓制之用。投料量的計算和稱量一般來說，首先是要知道所壓制制品的體積和密度，再加上毛刺、飛邊等的損耗，然后進行投料量的計算。裝料量的準確計算，對于保證制品幾何尺寸的精確，防止出現(xiàn)缺料或由于物料過量而造成廢品及材料的浪費等，都有十分直接的關系，特別是對于BMC這種成型后不可回收的熱固性復合材料來說，對于節(jié)省材料、降低成本，更具有重要的實際意義。實際上，由于模壓制品的形狀和結(jié)構比較復雜，其體積的計算既繁復亦不一定精確，因此裝料量往往都是采用估算的方法。對于自動操作的機臺，其加料

12、量可控制在總用料量的土1.5以內(nèi)，而達到5或超過此數(shù)量時，則肯定會在模具的合模面上出現(xiàn)飛邊。這薄薄的一層超量的物料在加熱狀態(tài)的高模溫作用下，會迅速地固化而形成飛邊。估算裝料量的方法有許多。如有所謂“形狀、尺寸簡單估算法”、“密度比較法”和“注型比較法”等。用上述方法估算出基本的裝料量后，并進行幾次的試壓，就可以比較準確地得出BMC模塑料壓制成型的裝投料量。模具的預熱BMC模塑料是熱固性增強塑料的一種，對于熱固性塑料來說，在進行成型之前首先應將模具預熱至所需要的溫度，此實際溫度與所壓制的BMC模塑料的種類、配方、制品的形狀及壁厚、所用成型設備和操作環(huán)境等都有關系。應注意的是，在模溫未達設定值并均

13、勻時，不要向模腔中投料。嵌件的安放為了提高模壓制品連接部位的強度或使其能構成導電通路等目的，往往需要在制品中安放嵌件。當需要設置嵌件時，則在裝料、壓制前應先將所用的嵌件在模腔中安放好。嵌件應符合設計要求，如果是金屬嵌件，在使用前還需要進行清洗。對于較大的金屬嵌件，在安放之前還需要對其進行加溫預熱，以防止由于物料與金屬之間的收縮差異太大而造成破裂等缺陷。在同一模腔中，如安放有不同類型、不同規(guī)格的嵌件，還應認真的檢查嵌件的安放情況。嵌件的錯位不但會產(chǎn)生廢品，更嚴重的是有可能損壞型腔?？傊都卜诺轿弧蚀_并緊固可靠。脫模劑的涂刷對于BMC模塑料的壓制成型來說，由于在其配制時已在組分中加有足夠的內(nèi)

14、脫模劑，再加上開模后制件會冷卻收縮而較易取出，因此一般不需再涂刷外脫模劑。然而，由于BMC物料具有很好的流動性，模壓時有可能滲入到構成型腔的成型零件連接面的間隙里，而使脫模困難，故對新制造或長期使用的模具，在合模前或在清模后，給模腔涂刷一些外脫模劑也是有好處的。所用的外脫模劑一般是石蠟或硬脂酸鋅。裝模在BMC模塑料的壓制成型中，裝模操作是否得當、合理是很值得注意的，這不但會影響物料壓制時在模腔中的流動，亦會影響到制品的質(zhì)量，特別是對于形狀和結(jié)構都比較復雜的制品的成型。因此，如何將BMC模塑料合理地投放到壓模中，是一個十分重要的問題。在大多數(shù)情況下，是用人工將壓實而且質(zhì)量與制品相近的整塊(團)B

15、Mc物料投放到壓模型腔的中心位置上。但有時，也可以特地將物料投放到在壓制時可能會出現(xiàn)滯留的地方，如凸臺、型芯和凹槽這些地方。最不好的方法是將BMC模塑料分成若干塊而投放到模腔中，因在壓制中，當分成塊的物料流到會合點時可能會出現(xiàn)熔接線，使制品在此處出現(xiàn)強度的“薄弱環(huán)節(jié)”，如圖3.17(b)所示。父*4KL血2土右FC阡umc:懈父44分厘較:那斗刁二一fiTrj寸變fijij晶HiaL噴型諛白勺般來說，裝模操作時還應考慮以下幾個問題。所投放的BMC模塑料的溫度一般應在15c以上。應根據(jù)壓制時能獲得最短的流動路徑來選擇投放物料的位置，最好是保證物料能同時到達模腔的各個角落：對于有可能出現(xiàn)物料滯留或

16、“死角”的地方，可預先在該處投放物料。應盡可能使投放的物料均勻分布。因通用BMC模壓料在150c時所需的固化時間還不到lmin/mm,因此投料應迅速。如使用手工稱量物料，由于速度較慢而不利于生產(chǎn)效率的提高，因此，在壓制較小的制品時，最好是采用有共用加料室的模具。對于形狀比較復雜的制品，可先將物料預壓成與制品相似的坯塊，這樣可以避免壓制出的制品在凸出的部位上出現(xiàn)缺料或產(chǎn)生熔接線等問題。為便于投料和貯存，在配制BMC模塑料時，一般都把其擠壓成條狀或團塊狀。切忌將物料松散的投滿模腔，這不利于壓制時順利的將氣體排出、減少制品起泡。如用條狀料進行模壓時，應采用垂直加料的方式，這可得到各個方向都具有相同強

17、度和收縮均勻的模壓制品。4.壓制(1) 閉模、加壓加熱和固化當完成向模腔內(nèi)投料以后，則進行閉模壓制。由于BMC模壓料的固化速度非?？?，而且為了縮短成型周期，防止物料出現(xiàn)過早固化(局部的過早固化會影響到壓制物料的流動)，在陽模未觸及物料前，應盡量加快閉模速度；而當模具閉合到與物料接觸時為避免出現(xiàn)高壓對物料和嵌件等的沖擊，并能更充分的排除模腔中的空氣，此時應放慢閉模速度。(2) 開模及脫模(頂出制品)當制品完全固化后，為減少成型周期，應馬上開模并脫出制品。如果制品的形狀比較簡單，而且模具的脫模斜度、模腔的表面光亮度等都比較合適，則制品的脫模不會有什莫困難。對于形狀比較復雜的制品，脫模的難度有可能提

18、高。5. 制品的后處理及模具的清理(1) 制品的后處理BMc模塑料的成型收縮率很小，制品因收縮而產(chǎn)生翹曲的情況并不嚴重。對于有些制品如出現(xiàn)有上述現(xiàn)象，可采取將其置于烘箱中進行緩慢冷卻的方法來消除。(2) 制品的修整由于BMc模壓制品往往都會產(chǎn)生一些飛邊與其連在一起，需要將其除去。飛邊的最大厚度應該限制在0.lmm的范圍內(nèi)。如果飛邊的厚度太大，則不但除去困難，而且物料浪費也太大，成本也會大大提高。如果時間允許的話，操作者可以在閉模固化的間隔時間里用挫刀片、修飾砂帶、壓入棒等工具將制品上的飛邊和孔洞等進行清理。小的制品通常都用滾輪磨邊機來清除飛邊。(3) 模具的清理制品脫出后，應認真的清理模具。首

19、先應把殘留在模具中的BMC碎屑、飛邊等雜物全部清理干凈，特別是應將滲入到模腔結(jié)合面各處間隙中的物料徹底清除，否則不但會影響到制品的表面質(zhì)量，而且還有可能會影響到模具的開合和排氣。清理模具一般要采用壓縮空氣、毛刷和銅質(zhì)的非鐵工具，目的是在清理時不會損傷模腔表面。模具清理后對于容易出現(xiàn)粘模的地方可涂刷一定量的脫模劑，然后再仔細的檢查模腔內(nèi)是否還有其他外來物存在，當做完上述工作后，即可進入下一個工序。6. 壓制成型工藝條件與一般的熱固性模塑料一樣，BMC模塑料的壓制成型條件包括：成型壓力、成型溫度、固化時間等參數(shù)。(1) 成型壓力BMC模塑料由于具有良好的流動性，因此在模壓時不需要很高的壓力就可以使

20、其充滿整個模腔。對于同一種組分的BMC模塑料來說，其成型壓力主要是根據(jù)制品的復雜程度、制品的性質(zhì)和其他成型工藝條件開選定的。例如，在壓制一些形狀簡單的制品時，5MPa的壓力就足夠了；對于設有凸臺或有盲孔的形狀較為復雜的制品，則可能要用高一些的壓力。模具的類型對壓力的選擇也有影響，溢式壓模比半溢式的壓模使用的壓力小些，而不溢式壓模(很少用于BMC的壓制)所使用的壓力則要大些，甚至高幾倍。另外，對壓制成型表面質(zhì)量要求高的制品，也要使用比較高的成型壓力。對于大多數(shù)的BMC模壓制品來說，3.5-7.OMPa壓力已經(jīng)足夠了；但對于不溢式壓模和表面要求比較高的制品，有時可能要用到14MPa的成型壓力。（2） 成型溫度BMC模塑料的壓制成型溫度是十分重要的工藝參數(shù)。成型溫度的高低與物料的類型、配方（組分）、所使用的成型壓力、制品的復雜程度及壁厚、收縮的控制、流動條件以及有無預熱等都有關。溫度高，固化速度快，生產(chǎn)效率高；而要想獲得好的表面質(zhì)量，則要用較低的溫度，特別是對有些要求用慢速閉模的成型制品。但溫度低、物料流動時間長，會使壓制成型過程放慢。為防止制品表面出現(xiàn)開裂，對一些深型腔、形狀復雜而壁薄的制品，則需要采用低溫的成型條件。一般來說，上下模具通常是采用