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(tuán)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(qiáng)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(xué)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(qiáng)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(dòng)性好、模塑壓力低、成型時(shí)間短、模塑溫度低等優(yōu)良成型特性。它在以下領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用：一、電器和電子元器件：各類高低壓電器開關(guān)的外殼及結(jié)構(gòu)部件，化工和礦用

2、防爆型電器零部件，電機(jī)，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(xiǎn)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(jī)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(fù)印機(jī)，印刷機(jī)械，辦公機(jī)械的結(jié)構(gòu)部件，電子計(jì)算機(jī)零件等。BMC的基本特征是：大多經(jīng)化學(xué)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(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲

3、美，因而廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸車輛、建筑、電子/電氣等行業(yè)中。）少，故物理機(jī)械性能稍低短切長(zhǎng)度范圍為325mm;填料含量大多比SMC高；物料流動(dòng)性、成型工藝性及制品表觀質(zhì)量會(huì)比SMC好;成型薄壁、狹窄等精細(xì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品突顯優(yōu)勢(shì)。但成型條件、工序管理、缺陷對(duì)策及模具要領(lǐng)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(jī)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(jī)中稍加拌和，然后將上述準(zhǔn)備好的糊料倒入sigma機(jī)中，進(jìn)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(jī)狀態(tài)下撒落在

4、已拌勻的膏體上，大致58分鐘強(qiáng)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(jī)般采用Z形捏合機(jī)又稱雙臂捏合機(jī)或sigma槳葉捏合機(jī)，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(jī)及si即出嬲吐及單螂旋型嬲葉2.BMC制品所能實(shí)現(xiàn)或達(dá)到的尺寸要求和幾何精度及尺寸誤差的累積原理項(xiàng)目達(dá)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)）mmi0.03-0.05精密級(jí)的尺寸公差（名義尺寸10

5、0以內(nèi)）mmi0.01-0.02平囿(500X500)mm0.30-0.50BMC制品尺寸的變遷和誤差之累計(jì)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(jià)格和制品價(jià)格的計(jì)算實(shí)例車燈反射鏡用本色BMC配方及原料價(jià)格組份及代號(hào)采購單價(jià)（含稅）元/kg注1配方表100kg配料時(shí)的組份重量kg100kg配料時(shí)的組份價(jià)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)22.0040phr8.0176.00(2

6、8.90)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(jì)100.0609.60(100%)注1.2008年年初的大致價(jià)格；注2.phr(Partsperhundredresin)每百份

7、樹脂(液體組份)的組份；注3刮號(hào)中數(shù)據(jù)是組份價(jià)格占原料總價(jià)的比例%.上述原料合計(jì)價(jià)格一般再追加25%40%的加工費(fèi)、管理費(fèi)等即為模塑料的出廠價(jià)BMC塑殼斷路器壓縮成型價(jià)格分析表項(xiàng)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(hào)、品質(zhì)TetradurF4308-7035TetradurF4308-7035BMC材料的采購價(jià)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(jià)格（未稅）元4.658.41模具型式一模二腔一模二腔成型壓機(jī)噸100100100噸壓機(jī)每小時(shí)的

8、加工費(fèi)50.0050.00元/小時(shí)（包含設(shè)備折舊、電費(fèi)、維修費(fèi)、工資等）注1每模次制品成型周期秒240300每小時(shí)成型件數(shù)只/小時(shí)3024制品成型費(fèi)用元/只1.672.08制品后整理去毛刺費(fèi)用元/只0.400.80包裝、檢查費(fèi)用兀/只0.350.55工廠費(fèi)用小計(jì)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(rùn)15%元/只1.061.78制品出廠價(jià)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(jī)噸位、模具優(yōu)劣等情況有較大差異注2,本表的各種價(jià)格基本參照2008年的平均水

9、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(shí)，將一定量的BMC模塑料放入預(yù)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(diǎn)浪費(fèi)料量少，通常只占總用料量的2%-5%,實(shí)際的物料損耗量還取決于所成型制品的形狀、尺寸及復(fù)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(huì)產(chǎn)生纖維的強(qiáng)烈取向，故制品的均勻性、致密性較高，而殘余的內(nèi)應(yīng)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(xué)性能和電性能。在壓制時(shí)由于其流動(dòng)長(zhǎng)度相對(duì)來說較短，故模腔的磨蝕也不嚴(yán)重，模具的保養(yǎng)成本也較低。與注射成型相比

10、，其所采用的成型設(shè)備、模具等的投資成本較低，因此整個(gè)制品的成型成本也較低。壓制成型時(shí)，是將一定量的準(zhǔn)備好的BMC模塑料放進(jìn)已經(jīng)預(yù)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(dòng)，并充滿整個(gè)模腔；在所需要的溫度、壓力下保持一定的時(shí)間，待其完成了物理和化學(xué)作用過程而固化、定型并達(dá)到最佳性能時(shí)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(yīng)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(zhǔn)備工作作為濕式預(yù)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(huì)從BMC物料中揮發(fā)出來，使物料的流動(dòng)性下

11、降，甚至造成性能下降以致報(bào)廢。當(dāng)然，對(duì)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(jì)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(jìn)行投料量的計(jì)算。裝料量的準(zhǔn)確計(jì)算，對(duì)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(fèi)等，都有十分直接的關(guān)系，特別是對(duì)于BMC這種成型后不可回收的熱固性復(fù)合材料來說，對(duì)于節(jié)省材料、降低成本，更具有重要的實(shí)際意義。實(shí)際上，由于模壓制品的形狀和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其體積的計(jì)算既繁復(fù)亦不一定精確，因此裝料量往往都是采用估算的方法。對(duì)于自動(dòng)操作的機(jī)臺(tái)，其加料量可控制在總用料量

12、的土1.5%以內(nèi)，而達(dá)到5%或超過此數(shù)量時(shí)，則肯定會(huì)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(huì)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(jiǎn)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(jìn)行幾次的試壓，就可以比較準(zhǔn)確地得出BMC模塑料壓制成型的裝投料量。模具的預(yù)熱BMC模塑料是熱固性增強(qiáng)塑料的一種，對(duì)于熱固性塑料來說，在進(jìn)行成型之前首先應(yīng)將模具預(yù)熱至所需要的溫度，此實(shí)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(shè)備和操作環(huán)境等都有關(guān)系。應(yīng)注意的是，在模溫未達(dá)設(shè)定值并均勻時(shí)，不要向模

13、腔中投料。嵌件的安放為了提高模壓制品連接部位的強(qiáng)度或使其能構(gòu)成導(dǎo)電通路等目的，往往需要在制品中安放嵌件。當(dāng)需要設(shè)置嵌件時(shí)，則在裝料、壓制前應(yīng)先將所用的嵌件在模腔中安放好。嵌件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如果是金屬嵌件，在使用前還需要進(jìn)行清洗。對(duì)于較大的金屬嵌件，在安放之前還需要對(duì)其進(jìn)行加溫預(yù)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(yīng)認(rèn)真的檢查嵌件的安放情況。嵌件的錯(cuò)位不但會(huì)產(chǎn)生廢品，更嚴(yán)重的是有可能損壞型腔?？傊都?yīng)安放到位、準(zhǔn)確并緊固可靠。脫模劑的涂刷對(duì)于BMC模塑料的壓制成型來說，由于在其配制時(shí)已在組分中加有足夠的內(nèi)脫模劑，再加上

14、開模后制件會(huì)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(dòng)性，模壓時(shí)有可能滲入到構(gòu)成型腔的成型零件連接面的間隙里，而使脫模困難，故對(duì)新制造或長(zhǎng)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(dāng)、合理是很值得注意的，這不但會(huì)影響物料壓制時(shí)在模腔中的流動(dòng)，亦會(huì)影響到制品的質(zhì)量，特別是對(duì)于形狀和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)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(gè)十分重要的問題。在大多數(shù)情況下，是用人工將壓實(shí)而且質(zhì)量與制品相近的整塊(團(tuán))BMc物料投放到

15、壓模型腔的中心位置上。但有時(shí)，也可以特地將物料投放到在壓制時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)滯留的地方，如凸臺(tái)、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(dāng)分成塊的物料流到會(huì)合點(diǎn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)熔接線，使制品在此處出現(xiàn)強(qiáng)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(shí)還應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。所投放的BMC模塑料的溫度一般應(yīng)在15c以上。應(yīng)根據(jù)壓制時(shí)能獲得最短的流動(dòng)路徑來選擇投放物料的位置，最好是保證物料能同時(shí)到達(dá)模腔的各個(gè)角落：對(duì)于有可能出現(xiàn)物料滯留或“死角”的地方

16、，可預(yù)先在該處投放物料。應(yīng)盡可能使投放的物料均勻分布。因通用BMC模壓料在150c時(shí)所需的固化時(shí)間還不到lmin/mm,因此投料應(yīng)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(shí)，最好是采用有共用加料室的模具。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的制品，可先將物料預(yù)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(shí)，一般都把其擠壓成條狀或團(tuán)塊狀。切忌將物料松散的投滿模腔，這不利于壓制時(shí)順利的將氣體排出、減少制品起泡。如用條狀料進(jìn)行模壓時(shí)，應(yīng)采用垂直加料的方式，這可得到各個(gè)方向都具有相同強(qiáng)度和收縮均勻的

17、模壓制品。4 .壓制(1)閉模、加壓加熱和固化當(dāng)完成向模腔內(nèi)投料以后，則進(jìn)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(huì)影響到壓制物料的流動(dòng))，在陽模未觸及物料前，應(yīng)盡量加快閉模速度；而當(dāng)模具閉合到與物料接觸時(shí)為避免出現(xiàn)高壓對(duì)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(shí)應(yīng)放慢閉模速度。(2)開模及脫模(頂出制品)當(dāng)制品完全固化后，為減少成型周期，應(yīng)馬上開模并脫出制品。如果制品的形狀比較簡(jiǎn)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(huì)有什莫困難。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的制品，脫模的難度有可能提高。5 .制品的

18、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(yán)重。對(duì)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(jìn)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(huì)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(yīng)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(fèi)也太大，成本也會(huì)大大提高。如果時(shí)間允許的話，操作者可以在閉模固化的間隔時(shí)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(jìn)行清理。小的制品通常都用滾輪磨邊機(jī)來清除飛邊。制品脫出后，應(yīng)認(rèn)真的清理模具。首先應(yīng)把殘留在模具中的BMC碎屑、飛邊等

19、雜物全部清理干凈,特別是應(yīng)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(huì)影響到制品的表面質(zhì)量，而且還有可能會(huì)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(shí)不會(huì)損傷模腔表面。模具清理后對(duì)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(xì)的檢查模腔內(nèi)是否還有其他外來物存在，當(dāng)做完上述工作后，即可進(jìn)入下一個(gè)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(shí)間等參數(shù)。(1)成型壓力BMC模塑料由于具有良好的流動(dòng)性，因此在模壓時(shí)不需要很高的壓力就可以使其充滿整個(gè)模腔。對(duì)于同一種組分的BMC模

20、塑料來說，其成型壓力主要是根據(jù)制品的復(fù)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(jiǎn)單的制品時(shí)，5MPa的壓力就足夠了；對(duì)于設(shè)有凸臺(tái)或有盲孔的形狀較為復(fù)雜的制品，則可能要用高一些的壓力。模具的類型對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)于不溢式壓模和表面要求比較高的制品，有時(shí)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(fù)雜程度及壁厚、收縮的控制、流動(dòng)條件以及有無預(yù)熱等都有關(guān)。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(duì)有些要求用慢速閉模的成型制品。但溫度低、物料流動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使壓制成型過程放慢。為防止制品表面出現(xiàn)開裂，對(duì)一些深型腔、形狀復(fù)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相同