材料工程基礎(chǔ)第四章

1、材料工程基礎(chǔ)第四章第1頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四切削加工TTg普彈態(tài)壓延、彎曲及薄膜或纖維拉伸Tg TTf高彈態(tài)擠出、注射、吹塑、粘合TTf粘流態(tài)第2頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 一次成型：塑料原材 粘流態(tài) 流動(dòng) 成型 定型（冷卻、交聯(lián)固化） 后處理 二次成型：一次成型產(chǎn)品（片、管等） 高彈態(tài)（粘流態(tài)） 成型 定型、后處理外力機(jī)械處理熱處理第3頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四主要成型工藝： 模壓 擠出 注射 吹塑 壓延第4頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第一節(jié) 模壓成形加工第5頁，

2、共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四1、定義 ：聚合物模壓成形又稱壓塑成形，壓塑是將原料放入加熱的模具型腔內(nèi)，加壓加熱使塑料發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)而固化，得到塑料制品的過程。2、適用范圍： 熱固性（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂等） 熱塑性（大件、流動(dòng)性差的）第6頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期長、效率低。優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，模具結(jié)構(gòu)簡單。一模多腔塑件收縮小、變形小、各向性能均勻、強(qiáng)度高?？蓧褐戚^大面積、體積的塑件沒有澆注系統(tǒng)，料耗少3.模壓特點(diǎn)不易獲得尺寸精度尤其是高精度的塑件第7頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四4、

3、模壓成形過程模壓前的準(zhǔn)備模壓過程模壓后處理預(yù)熱和干燥預(yù)壓嵌件的安放模具清理整形去應(yīng)力修飾拋光特殊處理脫模保壓固化排氣合模加料中高周低先快后慢第8頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四5、模壓成形控制溫度交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生的溫度流動(dòng)性壓力原料的工藝特型（流動(dòng)性）成型條件時(shí)間時(shí)間過長：表面過熱時(shí)間短：欠熟第9頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四6、模壓成形設(shè)備第10頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第11頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第二節(jié) 擠出成形加工第12頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，

4、星期四1、定義：借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱融化的塑料在壓力推動(dòng)下，強(qiáng)行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。2、種類： 連續(xù) 螺桿擠出； 間歇 柱塞擠出。3、適用范圍： 原材料：熱塑性、熱固性（較少） 產(chǎn)品：管材、片材、線纜包覆等。常用！第13頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第14頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第15頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四4、工藝過程：后處理牽引定型擠出成型原材料準(zhǔn)備和干燥第16頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四擠壓 熔化 強(qiáng)行通過口模 一定形狀

5、的制品擠壓擠出過程及控制： 1）混合； 2）輸送； 3）熔融； 4）壓縮； 5）排氣。 第17頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四控制系統(tǒng)擠出機(jī)組 擠出系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、機(jī)身 機(jī)頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、卷取裝置輔機(jī)：擠出機(jī)：管式制品擠出過程5、擠出機(jī)第18頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第19頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第三節(jié) 注射成形加工第20頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第21頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四注射成型： 注射成型

6、就是將塑料(一般為粒料)在注射成型機(jī)的料筒內(nèi)加熱熔化，當(dāng)呈流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在柱塞或螺桿加壓下熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，進(jìn)而通過料筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間冷卻定型后，開啟模具即得制品。 這種成型方法是種間歇操作過程。 第22頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四1、注射成型工藝過程原料檢驗(yàn)預(yù)處理合模注射裝入料斗保壓脫模裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化塑件后處理冷卻第23頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四注射過程：1、加料； 2、推進(jìn)；3、熔融； 4、注射。分流梭第24頁，共73頁，2022年，5月20

7、日，22點(diǎn)11分，星期四2、注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理第25頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四成型時(shí)的模具動(dòng)作 第26頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第27頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四分流梭在螺桿注射機(jī)中是沒有的！第28頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四螺桿臥式全自動(dòng)塑料注射成型機(jī) 第29頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四（）基本工作原理 將熔融聚合物注入金屬模腔中，接著注入不會(huì)與樹脂相互混合在一起的加壓流體，在其內(nèi)壓的作用下，熔融體被擠壓到腔壁上，在此狀態(tài)下冷卻（保

8、壓和冷卻工序可同時(shí)進(jìn)行）后即可獲得所需的產(chǎn)品。3、氣輔注射成型技術(shù)氣體輔助注射成型第30頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四氣體注射成型的優(yōu)點(diǎn)：可使用合模力較低的成型機(jī)以降低運(yùn)行成本?？煽s短厚壁成型品的成型周期?？捎贸尚头▉頊p小成型品的重量。可消除凹痕?？赏ㄟ^降低內(nèi)部應(yīng)變來提高尺寸精度?？珊雎跃裨O(shè)計(jì)的原則而進(jìn)行壁厚不均的靈活設(shè)計(jì)。空心成型品通過1道工序就能完成，因此可降低組裝成本。缺點(diǎn)：注氣孔會(huì)殘留下來。空心處和實(shí)心處的表面光澤有時(shí)會(huì)出現(xiàn)差異。 難以控制空心部分的位置和形狀。難以進(jìn)行多腔成型，有精度要求時(shí)最多只能使用2腔成型。通道部分外觀不良。 與普通注射成型相比，制品

9、更容易受模具溫度的影響而變形。第31頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四(2)基本工藝過程 熔體注射-氣體注射-氣體保壓-氣體泄壓-開模 氣輔注塑成型加工周期時(shí)間越長，尺寸越精確恢復(fù)到大氣壓前開模，制品會(huì)破裂A 填充階段-B保壓階段-C開模階段123456第32頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第四節(jié) 吹塑成形加工第33頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第34頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 1、定義：吹塑成型是制造中空容器或制品的一種技術(shù)方法，它是把熔融狀態(tài)的聚合物型坯置于模具型腔內(nèi)，借助于壓縮空

10、氣吹脹,而后冷卻定型得到成形制品。 2、適用：中空制品、薄膜制品吹塑成型、壓延成型屬于二次成型工藝！第35頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 3、吹塑成型過程脫模定型吹脹賦型型坯制備排氣第36頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四4、吹塑成型的主要方法1、中空聚合物制品吹塑 （1）注射吹塑成型；型模型坯吹塑模具第37頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四1、中空聚合物制品吹塑 （2）擠出吹塑成型；第38頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第39頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四2、薄膜

11、吹塑成型 （1）吹塑法（2）壓延法第40頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四4、吹塑成型設(shè)備第41頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四模具第42頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第43頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第五節(jié) 壓延成形第44頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四壓延成型:將加熱塑化的熱塑性塑料通過兩個(gè)以上相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙，使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)片狀材料的成型方法。產(chǎn)品:薄膜、片材、人造革和其他涂層制品等特點(diǎn):加工能力大、速度快，質(zhì)量好、生產(chǎn)連續(xù)。 第45頁，共73頁

12、，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四壓延工藝過程： 冷卻壓延塑煉原料混合第46頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 壓延機(jī)第47頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第48頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第49頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第五節(jié) 橡膠成型技術(shù)及原理第50頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第51頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四1橡膠制品的組成 生膠：未加配合劑、骨架材料的天然膠或合成膠。 配合劑：為改善成形加工的工藝性能和使

13、用性能而添加的一些特殊物質(zhì)。如硫化劑和硫化促進(jìn)劑，增塑劑，防老化劑等等。 （炭黑，固態(tài)配合劑，液態(tài)“油料”） 骨架材料：為了提高橡膠制品的承載能力，限制變形，常加入各種纖維，織品、金屬絲或金屬編織品作為骨架材料第52頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四2、橡膠成型過程 典型的橡膠成型過程可以劃分為：塑煉（素?zé)挘⒒鞜?、成型和硫化交?lián)四個(gè)基本工藝過程。橡膠成型基本上是在彈塑性狀態(tài)下進(jìn)行！交聯(lián)硫化成型混煉塑（素）煉擠出、壓延模壓第53頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第54頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四煉膠機(jī)開煉機(jī)翻膠第55

14、頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四煉膠機(jī)密煉機(jī)第56頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四擠出成型壓延成型第57頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四橡膠硫化優(yōu)點(diǎn): 具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等第58頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四小結(jié)：原理適用性磨具模壓一次成型法主要工藝控制參數(shù)：溫度，壓力，時(shí)間（熱固性）大體積制品一定幾何形狀的磨具擠塑（熱塑性）管、棒型材口模注塑（熱塑性）復(fù)雜制件一定幾何形狀的磨具吹塑一次型坯二次制品（熱塑性）中空制品、薄膜一定幾何形狀的磨具壓延預(yù)塑煉薄膜調(diào)節(jié)滾筒間

15、距橡膠成形1、采用壓延，擠出等技術(shù)成形2、采用模壓技術(shù)硫化固化。其加工是在彈塑性狀態(tài)下進(jìn)行的，整個(gè)加工過程中，不出現(xiàn)熔融態(tài)。 模壓磨具第59頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四聚合物的連接方法 適用性連接原理熱熔連接只適合熱塑性聚合物加熱使連接面加熱熔融溶劑連接熱塑性，相同品種的聚合物溶劑將表面溶解，后揮發(fā)膠接用于聚合物和其它各類材料的連接利用膠結(jié)劑第60頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四作 業(yè)1、聚合物在不同物理聚集態(tài)下成形工藝有何不同？一次成形和二次成形的區(qū)別？2、分析各成型技術(shù)之間在原理上的異同性？3、簡述擠出成形的工藝流程？4、橡膠成形的主

16、要過程？塑煉、混煉及硫化的目的分別是什么？第61頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四謝謝大家! 第四章結(jié)束第62頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 壓縮第63頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四為方便操作和提高塑件的質(zhì)量，先用預(yù)壓模將粉狀、纖維狀的塑料粉在預(yù)壓機(jī)上壓成重量一定、形狀一致的錠料。 預(yù)壓方法：采用預(yù)壓錠料的優(yōu)點(diǎn)：降低壓縮率，減小壓料腔尺寸，空氣含量少，不僅傳熱快且氣泡少。1、預(yù)壓避免加料過程粉塵飛揚(yáng)，改善勞動(dòng)條件。可提高預(yù)熱溫度，縮短預(yù)熱和固化時(shí)間。錠料與塑件形狀類似，便于成型復(fù)雜或帶細(xì)小嵌件的塑件。第64頁，共7

17、3頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四塑料成型前加熱的目的：干燥預(yù)熱塑料成型前加熱的方法：高頻加熱紅外線預(yù)熱烘箱預(yù)熱熱板預(yù)熱為壓縮模提供熱塑料去除水分和揮發(fā)物2、預(yù)熱第65頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四 合模后加壓至一定壓力，立即卸壓，凸模稍微抬起，連續(xù)次。 排除水分和揮發(fā)物變成的氣體及化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物，以免影響塑件性能與表面質(zhì)量。塑件帶有小型金屬嵌件則不采用排氣操作，以免移位或損壞。方法：目的：3、排氣第66頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四第67頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四* 依靠力： 壓力流動(dòng)；拖曳流動(dòng)（切變流動(dòng)）受力情況： Fs 螺桿對(duì)固體塞的摩擦力，阻力； Fb 料筒對(duì)固體塞的摩擦力，推力。 輸送過程：增大固體輸送流率的關(guān)鍵是控制磨擦系數(shù)：1、 Fs螺桿表面光滑；2、 Fb機(jī)筒壁上加工溝槽.第68頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四熔化過程： 固體物料充滿螺槽 形成熔膜 螺紋刮下熔體進(jìn)入熔池 因熔池中的熔體擠壓而使固體床形變，徑向加厚，固體進(jìn)入熔膜以補(bǔ)充熔體流入熔池 不斷往復(fù)逐漸熔化。（螺桿與料筒間隙）熱傳導(dǎo)當(dāng)熔膜厚度第69頁，共73頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期四圖4-3 沿螺桿全長壓力