塑料及加工工藝(2)

12/6/2023造型材料與工藝1第9講

塑料及加工工藝（Ⅱ）——塑料成形工藝——塑料的二次加工12/6/2023造型材料與工藝29.4塑料成形工藝塑料成形是將不同形態(tài)(粉狀、粒狀、溶液或分散體)的塑料原料按不同方式制成所需形狀的坯件，是塑料制品生產的關鍵環(huán)節(jié)。

12/6/2023造型材料與工藝31.注射成型

注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料的主要成型方法之一。具原理是利用注射機中螺桿或柱塞的運動，將料筒內已加熱塑化的粘流態(tài)塑料用較高的壓力和速度注入到預先合模的模腔內，冷卻硬化后成為所需的制品。整個成型是一個循環(huán)的過程，每一成型周期包括：定量加料→熔融塑化→施壓注射→充模冷卻→啟模取件等步驟。在現代塑料的成型技術中，用注射成型法生產的制品，約占熱塑性塑料制品的20%～30%。12/6/2023造型材料與工藝4注射成型原理圖

12/6/2023造型材料與工藝5注射成型方法的優(yōu)點

能一次成型出外形復雜、尺寸精確和帶嵌件的制品；可以極方便地利用一套模具，成批生產出尺寸、形狀、性能完全相同的產品；生產性能好，成型周期短，一般制件只需30~60秒即可成型，而且可實現自動化或半自動化作業(yè)，具有較高的生產效率和技術經濟指標。12/6/2023造型材料與工藝6一次注射成型的塑料椅。

12/6/2023造型材料與工藝7注塑機12/6/2023造型材料與工藝8注塑模具12/6/2023造型材料與工藝912/6/2023造型材料與工藝1012/6/2023造型材料與工藝112.擠出成型

擠出成型又稱擠塑成型，主要適合熱塑性塑料成型，也適合一部分流動性較好的熱固性塑料和增強塑料的成型。其原理是利用機筒內螺桿的旋轉運動，使熔融塑料在壓力作用下連續(xù)通過擠出模的型孔或口模，待冷卻定型硬化后而得各種斷面形狀的制品。一臺擠出機只要更換螺桿和機頭，就能加工不同品種的塑料和制造多種規(guī)格的產品。

12/6/2023造型材料與工藝12擠出成型工藝原理

12/6/2023造型材料與工藝13擠塑機效果圖12/6/2023造型材料與工藝14擠塑機組成圖12/6/2023造型材料與工藝1512/6/2023造型材料與工藝16擠出?？谀５慕孛嫘螤?/p>

12/6/2023造型材料與工藝17擠出?？谀５慕孛嫘螤顩Q定了擠出制品的截面形狀，但是，擠出后的制品由于冷卻、受力等各種因素的影響，制品的截面形狀和模頭的擠出截面形狀并不是完全相同的。制品是正方形型材，見上圖(a)，那么，口模形狀肯定不是正方形的孔，見圖(b)；如果將口模的孔設計成正方形，見圖(d)，則擠出的制品就是方鼓形，見圖(c)。

12/6/2023造型材料與工藝18擠出成型的特點塑料加工工業(yè)中應用最早、用途最廣、適用性最強的成型方法。設備成本低，占地面積小，生產環(huán)境清潔，勞動條件好，生產效率高，操作簡單，工藝過程容易控制，便于實現連續(xù)自動化生產。產品質量均勻、致密；可以一機多用，進行綜合性生產。擠出成型加工的塑料制品，主要是連續(xù)的型材制品，如薄膜、管、板、片、棒、單絲、扁帶、網、復合材料、中空容器、電線被覆及異型材料等。

12/6/2023造型材料與工藝19擠塑工藝成形的片材加工的茶幾12/6/2023造型材料與工藝20擠塑工藝成形的型材加工的門12/6/2023造型材料與工藝213.壓制成型

(1)模壓成型

模壓成型又稱壓塑成型。其原理是將定量的塑料原料置于金屬模具內，閉合模具，加熱加壓，使塑性原料塑化流動并充滿模腔，同時發(fā)生化學反應而固化成型。

模壓成型制品質地致密，尺寸精確，外觀平整光潔，無澆口痕跡，但生產效率較低。是熱固性塑料和增強塑料成型的主要方法，部分熱塑性塑料的成型也可采用此法，如聚四氟乙烯塑料先模壓成型再燒結成制品。

12/6/2023造型材料與工藝22模壓成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝2312/6/2023造型材料與工藝2412/6/2023造型材料與工藝2512/6/2023造型材料與工藝2612/6/2023造型材料與工藝2712/6/2023造型材料與工藝2812/6/2023造型材料與工藝2912/6/2023造型材料與工藝3012/6/2023造型材料與工藝3112/6/2023造型材料與工藝3212/6/2023造型材料與工藝33(2)層壓成型

將浸漬過樹脂的片狀材料疊合至所需厚度后放入層壓機中，在一定的溫度和壓力下使之粘合固化成層狀制品。

層壓成型制品質地密實，表面平整光潔，生產效率高。多用于生產增強塑料板材、管材、棒材和膠合板等層壓材料。

12/6/2023造型材料與工藝34層壓成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝354.吹塑成型

用擠出、注射等方法制出管狀型坯，然后將壓縮空氣通入處于熱塑狀態(tài)的型坯內腔中，使其膨脹成為所需形狀的塑料制品。分為薄膜吹塑和中空吹塑成型，用于制造塑料薄膜、中空塑料制品(如瓶子、包裝桶、油箱、玩具等)。

12/6/2023造型材料與工藝36(1)薄膜吹塑

薄膜吹塑成型是將熔融塑料從擠出機機頭口模的環(huán)形間隙中呈圓筒形薄管擠出，同時從機頭中心孔向薄管內腔吹入壓縮空氣，將薄管吹脹成直徑更大的管狀薄膜(俗稱泡管)，冷卻后卷取。薄膜吹塑成形主要用于生產塑料薄膜。12/6/2023造型材料與工藝37薄膜吹塑成型示意圖

1-擠出機2-芯棒3-泡狀物

4-導向板5-牽引輥6-卷取輥

7-折疊導棒8-冷卻環(huán)9-空氣入口10-模頭11一空氣入口12/6/2023造型材料與工藝3812/6/2023造型材料與工藝39(2)中空吹塑

①擠出吹塑：用擠出機擠出管狀型坯，趁熱將其夾在模具模腔內并封底，向管坯內腔通入壓縮空氣吹脹成型。

擠出吹塑的特點是制品形狀適應廣，特別適于制造大型制件，制件底部強度不高，有邊角料。

12/6/2023造型材料與工藝40擠出吹塑機械及其成型過程

1-型坯機頭2-型坯3-吹塑模具

4-進氣桿5-制品

12/6/2023造型材料與工藝41②注射吹塑：分為冷型坯吹塑和熱型坯吹塑。前者是將注射制成的試管狀有底型坯冷卻后移入吹塑模內，將型坯再加熱并通入壓縮空氣吹脹成型；后者則是將注射制成的試管狀有底型坯趁熱移入吹塑模內進行吹脹成型。注射吹塑的特點是制件外觀好，重量穩(wěn)定，尺寸精確、無邊角料。

12/6/2023造型材料與工藝42注射吹塑的基本過程

：

(a)型坯注射成型(b)型坯吹塑與脫模

12/6/2023造型材料與工藝4312/6/2023造型材料與工藝4412/6/2023造型材料與工藝4512/6/2023造型材料與工藝4612/6/2023造型材料與工藝4712/6/2023造型材料與工藝4812/6/2023造型材料與工藝495.壓延成型

利用一對或數對相對旋轉的加熱輥筒，將熱塑性塑料塑化并延展成一定厚度和寬度的薄型材料。壓延成型產品質量好，生產能力大，多用于生產塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁紙、地板革等。

12/6/2023造型材料與工藝50壓延成型示意圖

1-原料；2-薄料

兩輥組合

三輥組合

四輥組合

12/6/2023造型材料與工藝516.滾塑成型

把粉狀或糊狀塑料置于模具中，加熱并沿兩垂直軸旋轉模具，使模內物料熔融并均勻散布到模腔表面，經冷卻脫模而得制品。滾塑成型所用模具及設備成本低，可同時生產多個制件，但生產效率低。多用于生產各種形狀的中空塑料制件，如大型容器、汽車零部件、玩具等。

12/6/2023造型材料與工藝52滾塑成型示意圖12/6/2023造型材料與工藝537.鑄塑成型

鑄塑成型又稱澆鑄成型。將加有固化劑和其他助劑的液態(tài)樹脂混合物料倒入成型模具中，在常溫或加熱條件下使其逐漸固化而成為具有一定形狀的制品。鑄塑成型工藝簡單，成本低，可以生產大型制件，適用于流動性大而又有收縮性的塑料，如有機玻璃、尼龍、聚氨酯等熱塑性塑料和酚醛樹脂、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料成型采用。

12/6/2023造型材料與工藝54鑄塑成型示意圖12/6/2023造型材料與工藝5512/6/2023造型材料與工藝5612/6/2023造型材料與工藝5712/6/2023造型材料與工藝5812/6/2023造型材料與工藝5912/6/2023造型材料與工藝6012/6/2023造型材料與工藝618.搪塑成型

將配置好的塑料糊注入預熱的模具中，使其在整個模具內壁濕潤附著，待接觸模壁的部分糊料膠凝時，倒出多余的未膠凝糊料，將模具加熱使其中的糊料層完成膠凝，經冷卻脫模而得制件。多用于生產中空軟質塑料制品。

12/6/2023造型材料與工藝629.醮涂成型

將醮涂用的預熱陽模浸入配置好的塑料糊料或粉料內，一段時間后慢慢提起陽模，陽模表面便歸勻地附上一層塑料，經過熱處理和冷卻，從陽模上可剝下中空的成型制件。多用于制作防護手套、把手、玩具、柔性管等。

12/6/2023造型材料與工藝6310.流延成型

流延成型是生產薄膜的方法之一。將流動性好的塑料糊料均勻地流布在運行的載體(如金屬滾筒或傳送帶)上，隨即用適當方法將其固化、干燥，然后從載體上剝取薄膜。此法模具成本低，產品表面光潔，適合小批量產品的生產。

12/6/2023造型材料與工藝6411.傳遞模塑成型

傳遞成型又稱傳遞壓鑄成型，是熱固性塑料的成型方法之一。將熱固性塑料原料在加料腔中加熱熔化，然后加壓注入成型模腔中使其固化成型。傳遞模塑成型與模壓成型相似，但又具有注射成型的特點，如制品尺寸精確，生產周期短，所用模具結構復雜(設有澆口和流道)，適合生產形狀復雜和帶嵌件的制品。多用于酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等熱固性塑料成型。

12/6/2023造型材料與工藝65傳遞模塑成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝6612/6/2023造型材料與工藝6712/6/2023造型材料與工藝6812/6/2023造型材料與工藝6912.反應注塑成型

反應注塑成型，即有化學反應的注射成型法，是將能發(fā)生化學反應的兩種或兩種以上液態(tài)單體或預聚體按一定比例混合后，立即注射到模具型腔中，快速反應而固化成型，冷卻脫模而得制品。反應注塑成型要求原料應具有較高活性，能快速反應固化。主要用于聚氨酯塑料成型。

12/6/2023造型材料與工藝7013.手糊成型

手糊成型是增強塑料成型方法之一，以手工作業(yè)為主。在涂有脫模劑的模具上均勻地刷一層樹脂，再將按要求剪裁成一定形狀的片狀增強材料(如纖維增強織物)，鋪貼到模具上，然后再涂刷樹脂，再鋪貼增強塑料，如此重復直至達到所需厚度和預定形狀，然后加熱固化，脫模即得制品。12/6/2023造型材料與工藝71成型時要求鋪貼平整、無皺折，涂刷樹脂要均勻浸透織物層并排出氣泡。手糊成型工藝簡單、操作方便，不需專用沒備，適用性強，不受形狀和尺寸限制，但制品精度低，勞動條件差、效率低。多用來制作大型物品，也是制作玻璃鋼模型的主要方法。

12/6/2023造型材料與工藝72手糊成型示意圖12/6/2023造型材料與工藝7314.纏繞成型

纏繞成型是纖維增強塑料的成型方法之一。將浸漬過樹脂的連續(xù)纖維按一定方式纏繞在芯模上制成坯件，經固化而制成一定形狀的制品。纏繞成型分為濕法纏繞和干法纏繞兩種。濕法纏繞是纖維浸漬樹脂后直接纏繞于芯模土，干法纏繞是纖維浸漬樹脂后烘干，纏繞時再加熱熔融樹脂，使纏繞在芯模上的纖維彼此粘著。纏繞成型制品強度高，質量較穩(wěn)定，易于實現機械化生產。多用來制作圓筒形、球形、管形等大型旋轉體制品。

12/6/2023造型材料與工藝74纏繞成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝7515.噴射成型

噴射成型是增強塑料的成型方法之一。用噴槍將樹脂、助劑及切斷的短纖維同時噴射到一定形狀的模具上，達到一定厚度后固化成型。噴射成型生產效率高，制品形狀、尺寸不受限制。制品整體性好，但場地污染大。多用于制造大型制件，也可用于泡沫塑料的成型。

12/6/2023造型材料與工藝76噴射成型示意圖12/6/2023造型材料與工藝779.5塑料的二次加工

塑料的二次加工又稱塑料的二次成型，是采用機械加工、熱成型、連接、表面處理等工藝將一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。

12/6/2023造型材料與工藝78有機玻璃塑料板經二次成型而得的制品

12/6/2023造型材料與工藝791.塑料的機械加工

塑料的機械加工包括鋸、切、車、銑、磨、刨、鉆、噴砂、拋光、螺紋加工等。塑料的機械加工與金屬材料的切削加工大致相同，仍可沿用金屬材料加工的一套切削工具和設備。但加工時應注意到：塑料的導熱性很差，加工中散熱不良，一旦溫度過高易造成軟化發(fā)粘、以至分解燒焦；制件的回彈性大，易變形，加工表面較粗糙，尺寸誤差大，加工有方向性的層狀塑料制件時易開裂、分層、起毛或崩落。

12/6/2023造型材料與工藝802.塑料的熱成型

將塑料板材(或管材、棒材)加熱軟化進行成型的方法。根據所使用的模具，可分為無模成型、陽模成型、陰模成型和對模成型。主要成型方法有模壓熱成型和真空成型。熱成型方法適用范圍廣，多用于熱塑性塑料、熱塑性復合材料的成型。

12/6/2023造型材料與工藝81模壓熱成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝82真空成型示意圖

12/6/2023造型材料與工藝83真空成型又稱真空抽吸成型，是將加熱的熱塑性塑料薄片或薄板置于帶有小孔的模具上，四周固定密封后抽取真空，片材被吸附在模具的模壁上而成型，脫模后即得制品。真空成型的方法較多，主要分為兩大類：貼合在陽模上的陽模真空成型和貼合在陰模上的陰模真空成型。真空成型的成型速度快，模具簡單，但制品后加工較多。多用來生產電器外殼、裝飾材料、藝術品和日用品等。

12/6/2023造型材料與工藝84真空成型示意圖：

(a)氣脹陽模真空成型

(b)柱塞輔助陰模真空成型12/6/2023造型材料與工藝853.塑料連接

塑料連接包括機械連接、焊接、溶劑粘接和膠接等；塑料與塑料、塑料與金屬或其他材料的連接，除一般使用的機械連接方法外，還有熱熔粘接、溶劑粘接和膠粘劑粘接(膠粘)等方法。

12/6/2023造型材料與工藝86(1)塑料焊接

又稱熱熔粘接，是熱塑性塑料連接的基本方法。利用熱作用，使塑料連接處發(fā)生熔融，并在一定壓力下粘接在一起。常采用的焊接方法有熱風焊接、熱對擠焊接、高頻焊接、超聲波焊接、感應焊接、磨擦焊接等。

12/6/2023造型材料與工藝87(2)塑料溶劑粘接

利用有機溶劑(如丙酮、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲苯、四氫呋喃等)將需粘接的塑料表面溶解或溶脹，通過加壓粘接在一起，形成牢固的接頭。一般可溶于溶劑的塑料都可采用溶劑粘接。ABS、聚氯乙烯、有機玻璃、聚苯乙烯、纖維素塑料等熱塑性塑料多采用溶劑粘接。塑料溶劑粘接方法不適用于不同品種塑料的粘接。熱固性塑料由于不溶