自从第一种塑料问世以来,其发展势头迅猛,家具拉手、数码产品、家电外壳、办公用品、衣物纽扣、机床、照明灯罩及汽车仪表盘等,都是由各种塑料加工而成。塑料已成为当今产品中采用率最高的材料。塑料成型是将各种形态,如粉料、粒料、溶液和分散体的塑料原料制成所需形状的制品或坯件的过程。其成型的方法多达30几种。它的选择主要取决于塑料的热塑性还是热固性、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、压延、注塑、吹塑和热成型等成型方法;加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑或注塑成型等成型方法。
5.2.1.1 注塑成型工艺
注塑的主要设备是注塑机。注塑成型是将粉粒状的塑料原料先在加热料筒中均匀塑化,塑化是指塑料在料筒内经加热达到流动状态,并具有良好的可塑性的全过程。塑化后由柱塞或移动螺杆将黏流态塑料用较高的压力和速度注入预先合模的模具中,经冷却固化后,得到制品的一种加工方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是重要的加工方法之一。注塑成型是一个循环的成型过程,一般有预塑、注塑、冷却、定型四个阶段。
注塑成型法的优点是:产品性能高,成型周期短;适应性强,生产效率高;能一次成型外形复杂、尺寸精确以及带嵌件的制品,而且可实现自动化或半自动化作业;原材料损耗小,操作方便,成型的同时容易着色。但该方法也有不足之处,要有专用设备注塑机以及制作专用的模具,其工艺复杂、周期长,因此,小批量生产时经济性较差。
5.2.1.2 压塑成型工艺
压塑成型是热固性塑料成型法的一种。压塑成型又分为模压成型和层压成型两种。
模压成型是先将粉状、粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭合模具加压而使其成型并固化的塑料加工方法。模压成型的优点是:生产效率高,便于实现专业化和自动化生产;无须二次修饰,表面光洁;重复性好,产品尺寸精度高;能一次成型结构复杂的制品可批量生产,价格相对低廉。
层压成型是将层状填料如纸、布、木片等,在浸渍机内浸渍或在涂胶机中涂覆热固性树脂溶液,经干燥后重叠在一起或卷成棒材和管材,在层压机上加热加压,固化后成型。层压塑料的特点是强度高,生产效率高,表面平整光洁。层压成型用途比较广泛,常用于加工增强塑料板材、管材、棒材和胶合板等。
图5-8为塑料吹塑示意图。
图5-8 塑料吹塑示意图
5.2.1.3 挤塑成型工艺
挤塑成型主要设备是挤塑机。挤塑成型主要生产连续的型材制品,如管、棒、丝、板、薄膜、电线、电缆等。挤塑成型物料挤出机料筒和螺杆之间,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续挤出而制成各种截面制品或半制品。采用几台挤出机同时供应几种塑料,再通过共用机头挤出,可形成一个整体的复合制品。例如用a,b,c三种塑料共同挤出,可生产各种复合薄膜,复合片材、板材、型材和管材等。挤出成型法的优点是生产效高;操作流程简单,容易控制,便于连续自动化生产;设备成本低,占地面积小,生产环境整洁;产品质量稳定;可一机多用,进行综合性生产。其不足之处在于形状复杂的产品所用的挤塑模具费用较高,成型有一定的难度。(www.daowen.com)
5.2.1.4 传递成型工艺
传递成型又称压注成型,是热固性塑料的主要成型方法之一。传递成型是将塑料粒料装入模具的加料室内,在加热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔然后固化成型的方法。常用的原料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等。传递成型法兼具压塑成型和注塑成型的优点:成型周期短;塑件飞边小,易于清理;能生产薄壁多嵌件的复杂塑料制品;塑件的精度和质量较压塑件高。其缺点是传递成型加料室内总会留有余料,塑料损耗较大;模具结构较压塑模复杂,制造成本较高。
5.2.1.5 吹塑成型工艺
吹塑又称中空成型,是将挤塑机挤出的熔融热塑性树脂坯料装入模具,然后向坯料内吹入空气,在空气压力的作用下,熔融的坯料膨胀与模具结合,冷却后开模取出,形成定型产品的方法,例如生产塑料材质的暖瓶外壳,吹塑成型是发展较快的一种塑料成型方法。该方法主要用于生产瓶装的中空薄壁产品,如包装容器、生活用塑料瓶、喷壶、农药罐及装纯净水的桶等。比较优良的中空吹塑材料有聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等,其中以聚乙烯应用得最多。吹塑用的模具只有阴模,与注塑成型相比设备造价较低、适应性较强、可成型性能好,可成型具有复杂起伏形状的制品。其缺点是不易保证制品厚度的均匀,无法制造形状复杂的制品,但采取一定的辅助措施后也可以生产一些形状复杂的中空产品,如把手与桶体整体成型的产品等。吹塑成型法又可分为注射吹塑成型、挤出吹塑成型、拉深吹塑成型和吹塑薄膜法(图5-9)。
图5-9 注射吹塑示意图
5.2.1.6 热成型工艺
热成型常称为吸塑,是将热塑性塑料薄片或薄板,一般厚度小于6 mm,重新加热软化,置于带有许多小孔的模具上,采取抽真空的方法使片材紧吸在模具上成型,冷却后得到所需塑料制品的成型方法。这种方法成型速度快,但是制品表面粗糙;操作容易,但尺寸和形状的误差较大。该方法是塑料成型技术中较新的方法,也是热塑性塑料最简单的成型方法之一,主要用于成型杯、盘、箱壳、盒、罩及盖等薄壁敞口制品。
5.2.1.7 塑料的连接工艺
在塑料制品的装配中经常采用将两种塑料部件或塑料零件与金属零件连接的方式。常用的连接方式有机械连接、热熔粘接、溶剂粘接和胶黏剂粘接4种方式。其中,机械连接的主要方式包括铆接和螺栓连接,其方法与金属件的连接相同。
热熔粘接是将塑料制品需粘接处进行加热使其熔化后加以叠合,在足够的压力下,制品冷却凝固后就连成了一个整体。加热方法可采用摩擦加热和热风加热,通常采用后者。该方法类似于金属连接中的气焊,有时也采用焊条。这种方法适用于大部分热塑性塑料,不过,其连接表面比较粗糙。
溶剂粘接是将两个被粘接塑料零件表面涂以适当的溶剂,使其表面溶胀、软化,然后加上适当的压力使粘接面紧贴,等到溶剂挥发后,两个塑料零件就粘接成一体了。大多数热塑性塑料都可以采用溶剂粘接的方法进行连接,但不同品种的塑料、某些化学稳定性高的塑料和不溶的热固性塑料,不宜采用溶剂粘接的方法。
胶黏剂粘接是在两个被粘接的塑料件表面涂以适当的胶黏剂,形成胶层,在胶层的黏合作用下,两个塑料零件就粘接在一起。胶接法既适用于相同塑料之间的连接,也适用于不同塑料间、塑料与金属之间的连接。大多数塑料都可以采用这种方法粘接,化学稳定性高的聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚缩醛等不能采用该方法。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。