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塑料的成型和加工

　　塑料的成型工藝較簡單，成型方法多種多樣，可以在液態或熔融狀態下噴絲制成纖維，或澆鑄成零件和其它制品，也可以在較低溫度下(塑性或軟化狀態)采用注射、模壓、擠壓、吹塑、真空成型和夾層結構等方法制成各種零件和制品;也可采用噴塗、浸漬、粘結、電鍍和等離子噴塗等方法，將塑料覆蓋在金屬或非金屬基體上，或在塑料表面鍍金屬，從而獲得兼有塑料和金屬兩者特性(優點)的零件或制品;還可以像金屬材料一樣，將塑料制品(半成品)進行二次機械加工，如車削、銑削、刨削、磨削、鑽削等。下面艾特貿易網小編介紹幾種常用成型方法。

　　1)壓制成型。該工藝有模壓和層壓兩種，主���用於熱固性塑料(如酚醛塑料、氨基塑料等);但有時也用於壓制熱塑性塑料，如用聚氯乙烯壓制的殼體、輪盤、玩具及日用品等。圖13-3是塑料壓制成型示意圖。

　　模壓法是將粉、粒狀塑料放在金屬模具中加熱軟化，在壓力機作用下充滿模具型腔，經過一定時間固化後，開模取出制件。此法多用於制造形狀複雜或帶有複雜嵌件的制品。

　　層壓法是將層狀填料(紙張、棉布、玻璃布等碎片)以樹脂溶液浸漬，烘幹後層疊在一起加熱加壓，經過一定時間後，樹脂固化，互相粘結成塑料層壓板。此法是制造增強塑料的方法之一。層壓的制品也可進行二次加工，切削成軸承、齒輪等複雜形狀的零件或制品。

　　2)擠壓成型。與金屬型材的擠壓原理相同。主要過程是把原料裝入料筒內，受熱熔化呈可塑狀態，借助螺旋杆或活塞壓力，使塑料通過機頭、口模連續擠出成型.

　　擠壓成型法適合於熱塑性塑料的管、棒、板、線材的加工成型，因其尺寸、形狀比模壓法精確，可制造形狀較複雜、壁厚不均的帶金屬嵌鑲件的制品。此外，還可用於粉末造粒、塑料染色和樹脂混合、玻璃纖維增強等。

　　3)注射成型。注射成型是在塑料注射機上完成的。圖13-5是塑料注射成型原理圖。其成型過程是將粉末狀或粒狀塑料放在注射機的料筒內，加熱熔化達到流動狀態，然後通過料筒末端的噴嘴加壓後高速注入閉合的模膛內，經過冷卻凝固後開模，取出制品。

　　注射成型適合於熱塑性塑料或者流動性較大的熱固性塑料。在制品的注射工藝確定後，成型全過程可以自動化，生產效率高，可成批生產。

　　4)澆鑄成型。該方法與金屬鑄造相似。主要過程是在常壓或低壓下將液態樹脂或其混合物澆入模具型腔中，經加熱、固化成型。澆鑄塑料一般要在樹脂中加入固化劑(或催化劑)使之發生化學反應而固化。如熱塑性塑料中的聚甲基丙烯酸甲酯、單體澆鑄尼龍，熱固性樹脂中的環氧、聚酯類工程塑料均可用此法成型。澆鑄成型的設備及工藝簡單，制品尺寸不受限制，但制造精度不如以上成型法高，適宜於小批量的大型制件。

　　5)塑料的加工。塑料成形後的再加工也稱為二次加工，主要包括塑料制品的機械加工(切削加工)、膠接和表面處理等。下面僅介紹塑料的機械加工，有關塑料的膠接、塑料鍍金屬以及金屬塗塑等可參閱有關專著。

　　塑料的二次加工主要適用於要求一定精度配合的零件，如齒輪、凸輪、支座、接頭等，需要對成型毛坯件的進一步加工。塑料的機械加工和金屬的機械加工大致相同，都可以用車、刨、銑、鑽、鉸、鏜、銼、攻螺紋等。但是，因塑料具有許多不同於金屬的特性，為了保證加工質量，在切削加工塑料時選用的切削參數(刀具的幾何形狀、切削用量等)和操作方法應與切削金屬有所不同，必須注意以下問題：

　　①塑料強度較低，切削力應比金屬材料小，有時僅為切削鋼的1/10~1/20。因此，切削塑料時應取較大切削用量，加大刀具的前角和後角，保持切削刃鋒利。前角越大，出屑越方便，對工件的作用力及振動也小，有利於提高表面質量。增大後角能減少切削熱，提高刀具壽命。另外，塑料的彈性模量和硬度較金屬低，要根據不同的塑料選用適當的夾緊力。

　　②塑料導熱性差，切削熱量主要傳給刀具，容易引起局部過熱，如溫度過高可引起塑料熔化、分解甚至燃燒，刀具也易變鈍或損壞。所以宜采用較小進給量並及時排屑。當然，刀具材料對切削效率有很大影響，例如用金剛石刀具切削塑料的生產率比用硬質合金刀具的生產率可提高10~50倍。這是因為金剛石硬度高，其導熱系數也極高，而硬質合金刀具雖硬度較高，但導熱系數低，故切削塑料的生產率較低。

　　③在切削熱塑性和某些熱固性塑料時，常形成帶狀切屑，對加工精度及刀具的正常切削不利，此時可以向切削區輸送高壓空氣流，以便及時排屑並冷卻刀具，提高刀具的使用壽命。

　　④塑料的線膨脹系數大，在高速切削時須考慮加工後零件的收縮量。

　　⑤塑料切削一般是采用壓縮空氣冷卻，這是因為使用切削液容易打滑，使切削難以進行;同時塑料與切削液可能會產生化學反應，影響零件性能或腐蝕機床部件。

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塑料模具分類

　　1.按照塑料件的原材料性能和成型方法分類

　　可把塑料模具分為以下兩大類：

　　(1)熱固性塑料模 主要用於壓縮、傳遞和注射成型制件零件，包括壓縮模、傳遞模、注射模三種類型。注射模用於熱固性塑料件成型較少。常用的熱固性塑料有酚醛塑料(俗稱膠木)、氨基聚酯、環氧樹脂、聚鄰苯二甲酸二烯丙脂( PDAP)、有機矽塑料、矽酮塑料等。

　　(2)熱塑性塑料模 主要用於熱塑性塑料注射成型和擠出成型。熱塑性塑料主要有聚酰胺、聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。這些塑料在一定壓力下在模內成型冷卻後可保持已成型的形狀，如果再次加熱又可軟化成熔融狀態後再次成型。

　　此類模具還包括中空吹塑模具、吸塑模具、高發泡聚苯乙烯成型模具。

　　2.按塑料的成型方法分類

　　(1)壓膠模 壓膠模主要用於熱固性塑料的成型。在成型前，根據壓制工藝條件，需把模具加熱到成型溫度，然後將壓塑粉或預壓料團加入金屬壓膠模內，使其軟化，並在壓力作用下，使模具閉合，並使塑料流動而充滿型腔，同時發生物理、化學變化而固化定型，脫模後即得塑件。

　　壓膠法成型的特點：塑料容易成型，使用較方便。成型纖維狀塑件時，熱固直壓成型的，纖維不容易碎斷，故塑件強度較高。無澆口痕跡，塑件修整容易，外型美觀，但成型纖維狀塑料時，塑件毛邊較厚，塑件修整較為困難。不能成型外形複雜、壁厚相差較大的塑件。塑件尺寸，特別是厚度尺寸不易保證精度。成型周期長。

　　(2)擠膠模 又稱擠塑模或壓塑模。閉模後將塑料放入加料腔，在壓力和成型溫度的作用下，使塑料變成半熔融狀態，通過模具的澆注系統，以高速擠入型腔，並經一定時間的保壓保溫，塑料完全固化，然後開模取出塑件。

　　擠膠法成型的特點：可成型帶有複雜且細薄而需兩端定位金屬嵌件的塑件，可成型深孔及複雜形狀的塑件。塑料在熱與壓力的共同作用下，通過模具澆注系統，加熱迅速而均勻，保證硬化時間較短。塑件尺寸精度容易保證，分型面形成的飛邊較薄。對流動性小於80mm的塑料擠膠較為困難。成型壓力比壓膠法大，耗用塑料增加(澆注部分)。

　　(3)注射模 將粒狀或粉狀塑料在注射機料筒內受熱熔化到流動狀態，然後用很高壓力和較快的速度，通過一個狹小的噴嘴和模具的澆注系統，充滿整個型腔，經過一定時間的定形，開啟模具，即可從注射模具中取出塑件。

　　注射成型的特點：成型周期短，塑件尺寸精度容易保證。模具通常設計成固定式，塑件金屬嵌件較多時，嵌件的安裝就較困難。