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第七章塑料二次成型

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《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程制品设计模具设计成型设备选择成型工艺参数设定1.3 塑料成型工艺的特点及应用不同塑料的成型特点常见塑料成型工艺的应用领域第二章：塑料材料的性质与选择2.1 塑料的基本性质物理性质化学性质电性能2.2 塑料的成型性能流动性能热性能收缩与翘曲性能2.3 塑料材料的选择塑料选材原则常见塑料材料介绍第三章：塑料成型设备3.1 塑料成型设备分类注射成型机挤出成型机压制成型机吹塑成型机3.2 主要成型设备的工作原理与结构注射成型机的工作原理与结构挤出成型机的工作原理与结构3.3 塑料成型设备的选择与使用设备选择的考虑因素设备的使用与维护第四章：塑料成型模具设计基础4.1 模具的基本结构与分类冷模具热模具4.2 模具设计的基本原则与步骤模具设计的原则模具设计的步骤4.3 模具设计中的关键因素模具尺寸与精度模具的材料与热处理模具的冷却与加热第五章：塑料成型工艺参数设定与调整5.1 成型工艺参数的定义与作用温度压力速度时间5.2 工艺参数的设定与调整方法实验法经验法计算机模拟法5.3 工艺参数的优化与控制工艺参数优化的目的与方法工艺参数的控制与调整技巧第六章：塑料注射成型工艺6.1 注射成型工艺流程注射成型工艺的基本步骤模具的加热和冷却注射成型周期6.2 注射成型参数设定与调整注射压力注射速度模具温度保压时间和冷却时间6.3 常见注射成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第七章：塑料挤出成型工艺7.1 挤出成型工艺流程挤出成型工艺的基本步骤挤出机的选择与调整挤出成型参数设定7.2 挤出成型设备与模具挤出成型设备的结构与工作原理挤出成型模具的设计要点7.3 常见挤出成型问题及解决方案产品厚度不均匀表面质量问题产品的强度和韧性不足第八章：塑料压制成型工艺8.1 压制成型工艺流程压制成型工艺的基本步骤压制成型机的选择与调整压制成型参数设定8.2 压制成型模具设计要点压制成型模具的结构与分类模具设计中的关键因素8.3 常见压制成型问题及解决方案产品开裂和变形产品尺寸不准确表面质量问题第九章：塑料吹塑成型工艺9.1 吹塑成型工艺流程吹塑成型工艺的基本步骤吹塑成型机的选择与调整吹塑成型参数设定9.2 吹塑成型设备与模具吹塑成型设备的结构与工作原理吹塑成型模具的设计要点9.3 常见吹塑成型问题及解决方案产品变形和翘曲气泡和杂质产品尺寸不准确第十章：塑料成型工艺的优化与控制10.1 成型工艺的优化方法实验法经验法计算机模拟法10.2 成型工艺的控制技巧工艺参数的实时监测工艺参数的调整技巧10.3 成型工艺的持续改进生产过程中的问题分析与解决新技术和新工艺的应用重点和难点解析重点环节1：塑料的基本性质、成型性能及选材原则解析：了解塑料的基本性质和成型性能对于选择合适的塑料材料进行成型加工至关重要。

塑料成型工艺6二次成型

塑料成型工艺6二次成型

t 3
加工温度＞Tf(m），粘流态，不 可逆粘流形变为主，制品稳定 性高。 Tg＜加工温度 ＜ Tf(m），高弹 态，弹性形变增加，为主，可 逆形变。 增加作用力或作用时间，则粘 性形变迅速增加，实质是高弹 态下大分子的强制性流动。
•聚合物的粘弹性总形变 =普弹形变 + 推迟高弹形变 + 粘性形变
Tg比室温高得多的聚合 物，在Tg~Tf间，受热软化， 受外力时产生形变，此时普 弹形变很小，可忽略；因粘 性很大，粘性形变可忽略； 由此，形变主要是高弹形变， 由于大分子链段形变和位移 的贡献，具有可逆性。
二次成型过程中， 聚合物的形变主 要是高弹形变。
高弹形变——松弛过程
受外力，聚合物产生形变，保持在t=t1时，形变近似r∞ 若时间t1时，除去外力，则经过一段时间，形变回复，可 逆性，曲线b，温度>Tg。 若形变至r∞后，快速冷却，则形变冻结在r∞，形状固定, 曲线c。温度=室温<<Tg
6.2.1 注射吹塑

注射吹塑是用注射成型法先将塑料制成有底型坯， 再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成型。
一、无拉伸注坯吹塑

生产批量大的小型精制 容器和广口容器
通过注射成型，在芯棒上形成型坯，（棒一端可通气， 另一端有微孔）。然后将热型坯置于吹塑模具内，吹入压缩 空气，型坯胀大,脱离芯棒，贴于模壁上成型和冷却。
6.1 二次成型原理
一、聚合物的物理状态


聚合物在不同温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、高弹态和粘流态。 非晶型在Tg以上呈类橡胶状，显示出橡胶高弹性，在Tf以上呈粘性液体 状；部分结晶型在Tg以下呈硬性结晶状，在Tg以上呈韧性结晶状，在接 近Tm转变为具有高弹性的类橡胶状，高于Tm则呈粘性液体状。 在TgTf(m)间，聚合物既表现液体性质又显示固体性质。塑料的二次成 型加工在类橡胶态下进行，在成型过程中既具有粘性又具有弹性，在类 橡胶态下，聚合物模量要比玻璃态下时低，形变值大，但由于有弹性性 质，聚合物仍具有抵抗形变和恢复形变的能力，要产生不可逆形变必须 有较大外力作用。

二次成型原理

二次成型原理

第8页/共27页
聚合物的粘弹性形变
• 加工过程线性聚合物的总形变γ可以看成由 三个部分的形变组成：普弹形变γE、推迟弹 性形变γH和粘性形变γV。
• 式中σ为作用的外力、t外力作用的时间、E 为模量、η为聚合物粘度。
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粘性形变 • 外力作用下，大分子链之间的运动，形 变值大，具有不可逆性，形成永久变形。
第21页/共27页
• 升高成型温度，弹性形变成分减少，如图所示： • 在85℃以下对塑料加热,收缩很小，塑料所获得的残
余形变几乎为l00； • 在塑料的Tg以上加热使塑料收缩时，随收缩温度的
提高，制品的形变值增大，残余形变减小；
• 制品在相同的收缩温度下，成型温度高比成型温度 低，具有更高的残余形变。
• 不同的性质：所处的温度不同、大分子链 的表现不同、塑性形变在一定温度下形变 可以回复。
第13页/共27页
二次加工的原理
• 对于玻璃化温度Tg比室温高得多的无定形聚 合物，其二次成型加工是在Tg以上，粘流温 度Tf以下，受热软化，并受外力(σ)作用而产 生形变。在二次加工过程中聚合物的形变 省去了普弹形变和粘性形变。得：
什么是二次成型？
在一定条件下，将高分子材料一次成型 （例如板、片、棒、管）所得的型材通过 再次成型加工，以获得制品的最终型样的 技术。
第1页/共27页
为什么需要二次成型？
• 二次成型是相对于一次成型而言的。 • 有些高分子材料制品由于技术上和经济上
的原因，不能够或不适于经过一次成型即 取得制品的最终形状，因而需要以一次成 型技术的产物为对象，经过再次成型来获 得最终制品。
第6页/共27页
二次成型区间，具有粘弹性
第7页/共27页

二次成型

二次成型

二、工艺过程的影响因素
1.型坯温度
型坯温度对其形状稳定性的影响通常从两 个方面表现出来：一是熔体粘度对温度的依赖 性，T↑η↓，变形量↑。二是离模膨胀效应， T↓长度收缩和壁厚增大现象↑，表面质量↓。 一般型坯温度控制在材料的Tg~Tf(m)之间， 并偏向Tf(m)一侧。
2.吹气压力和充气速度
根据不同高分子材料制品设计其成型工艺， 画出流程图，写出设计说明书。
1.聚氨酯（PU）人造革 2.聚氯乙烯全塑凉鞋 3.聚氯乙烯木纹膜 4.塑料暖瓶壳 5.密胺塑料餐具 6.塑料门密封条 7.一次性塑料注射器 8.电视机后壳 9.塑料切菜板
格式要求：
塑料制品成型工艺设计
制品：
典型配方：说明各组分的作用 工艺流程（或加工过程）： 设备、模具：尽量具体 工艺条件：详细具体 设计者：
压缩空气的作用：吹胀、施压、冷却。吹 气压力一般在0.2～0.7MPa，粘度低、易变形、 厚壁、小容积→低压力。 充气速度（空气容积流率）大，可以缩短 吹胀时间，有利于取得均匀厚度和较好的表而 质量。但充气速度过大，会造成型坯内陷，气 流拖断。
3.吹胀比
是制品尺寸和型坯尺寸之比，亦即型坯吹 胀的倍数。吹胀比↑节约材料，但壁厚↓， 吹胀成型困难，强度和刚度↓ 。一般吹胀比 为2～4倍。
含义：借助气体压力使闭合在模具型腔 中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品 的二次成型技术。 最常用于中空成型的热塑性塑料品种有 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等；生产的吹塑 制品主要是用作各种液状货品的包装容器， 如各种瓶、壶、桶等。
一、成型工艺
注坯吹塑 挤坯吹塑 热坯吹塑 冷坯吹塑
1.挤出吹塑
工艺过程：挤出管坯→合模→送入压缩空 气，吹胀型坯→保压、冷却定型后脱模 优点：生产效率高，型坯温度均匀，熔接 缝少，吹塑制品强度较高；设备简单，投资少， 对中空容器的形状、大小和壁厚允许范围较大， 适用性广，故在当前中空制品的总产量中，占 有绝对优势。

高分子材料加工成型原理-chap7 塑料二次成型

高分子材料加工成型原理-chap7 塑料二次成型
度和较好表面，但不宜过大。
第二节 中空吹塑成型
工艺过程影响因素
吹胀比
吹胀比大，省料，壁薄，成型困难，强度刚度低； 吹胀比小，耗料，壁厚，冷却时间长，成本高。 一般2-4倍，根据材料性质，制件型坯形状尺寸等定
模温和冷却时间
模温过低、冷却过早，形变困难，轮廓模糊； 模温过高、冷却过慢，周期变长； Tg高，模温可高，否则尽可能降低模温； 冷却时间可占成型周期1/3-2/3，冷却充分，防止弹
可成型性
伸长率对温度敏感的材料(如PS,PE)适合较大压力 缓慢成型，且在加热箱中加热模具中成型；
伸长率对温度不敏感的材料（如PVC,PMMA）适 合较小压力快速成型，夹持在模具中移动加热器 加热；
第四节 拉幅薄膜的成型
拉幅薄膜的成型
加热到Tg-Tm 厚片/管坯（挤出）
薄膜
特点（相对未拉伸薄膜） 大幅度拉伸
单向拉伸
薄膜拉伸取向
平膜法
逐向拉伸
双向拉伸
同时拉伸
泡管法
双向同时拉伸
管膜法
平板式拉伸法
管膜法由于产品质量较差，多用来生产热收缩膜；
平膜法薄膜质量较好，其中逐向拉伸平膜法应用最广，主要 用来生产高强度薄膜。
第四节 拉幅薄膜的成型 Tg-Tf间热
处理，只允
拉幅薄膜成型工艺
许大分子链 段松弛，保
要求：生产过程中形成适度结晶与取向结留构其。他取向
聚合物加工的理论基础 塑料的成型加工 橡胶加工 合成纤维的纺丝及加工 高分子复合材料及共混物的加工成型
第七章 塑料的二次成型
第一节 二次成型的粘弹性原理 第二节 中空吹塑成型 第三节 热成型 第四节 拉幅薄膜的成型 第五节 冷成型

塑料二次成型的温度范围

塑料二次成型的温度范围

塑料二次成型的温度范围
塑料二次成型的温度范围主要取决于所使用的塑料材料及其熔点或流动温度。

在二次成型过程中，塑料通常处于熔点或流动温度以下，即类橡胶状态。

对于不同类型的塑料二次成型技术，其温度范围也有所差异。

1. 中空吹塑成型：中空吹塑成型是一种将热塑性塑料管材通过吹塑成型得到中空制品的方法。

在此过程中，塑料通常在100℃至150℃的温度范围内进行二次成型。

2.拉幅薄膜成型：拉幅薄膜成型是将热塑性塑料片材通过拉伸和冷却成型为薄膜的一种方法。

这个过程一般在100℃至130℃的温度范围内进行二次成型。

3.热成型：热成型是将热塑性塑料板材或片材加热至其塑化点附近，然后通过模具压制成型的方法。

热成型的温度范围通常在130℃至180℃之间。

4.合成纤维的拉伸：合成纤维的拉伸是在高温条件下对热塑性纤维进行拉伸，以提高其力学性能。

这个过程的温度范围一般在150℃至200℃之间。

需要注意的是，具体的温度范围会因塑料品种、成型设备以及制品要求等因素而有所不同。

在实际操作中，应根据实际情况调整温度参数，以保证二次成型效果和产品质量。

此外，为了确保塑料在二次成型过程中的稳定性，还需严格控制成型速度、压力等工艺参数。

通
过合理的工艺条件搭配，可以实现塑料制品的高效二次成型，提高生产效率和产品质量。

塑料的二次加工(2)热成型

塑料的二次加工(2)热成型

7、其他热成型 弯曲、卷筒、卷边和翻边、扩口、成波 （后两种属于冷成型） 8、固体挤出成型 塑料棒材在熔点以下加高压迫使其塑性形变并通过挤出模具获得制品。 属冷成型。 9、冷弯曲 常温下对热塑性塑料弯曲、冲压成型或折角。（而后用粘合剂或金属夹 持固定）
3.1热成型方法: 1、模压成型： 单阳模成型 、单阴模成型、对模成型
2、真空成型 单阳模成型、单阴模成型、无模成型
3、气压成型 单阳模成型、单阴模成型、对模成型、无模成型、中空吹塑成型

4、气压、真空复合成型 改善壁厚均匀度，先拉伸在气压或真空成型
5、固相成型 用精确控制片材加热温度（2°C）的方法，在低于结晶相容点以下的温 度下（PP155-160°C）利用辅助阳模（柱塞）冲压拉伸，然后用压 缩空气（0.8MPa）吹胀成型。（PP软化点与结晶相熔点很接近’熔 相片材易下垂） 6、挤出-热成型 挤出片材在未冷却时热成型
塑料的二次加工
大连工业大学 韦小宝
三、热成型
将热塑性塑料板（片）材或管状材料加热至软化，在气体压力、液体压 力或机械压力下，采用适当的模具和夹具，使其成为具有凹凸状立体 产品的一种成型方法。 热成型的特点： 1、适应性强（适合尺寸规格范围大） 2、应用范围广（适用制品和材料广泛） 3、设备投资少（设备压力不高） 4、模具制造方便（钢、铝、木材、塑料、石膏） 不足之处： 制件不能复杂、壁厚不均、边角废料较多 熔相热成型：成型温度在Tm以上 固相热成型：成型温度在Tg与Tm之间

第七章塑料的二次成型

第七章塑料的二次成型
广泛成型口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童 玩具等。常用塑料为PE、PVC、PP、PS，少部 分用PA、cellular、PC等等
成型工艺
两种工艺： 注射-吹塑 挤出-吹塑
制品飞边少、口部不需 要休整、制品尺寸和壁 厚精度高，加工过程省 去切断操作；但型坯需 要重新加热，增大了热 消耗，使生产受到一定 限制
挤出法生产效率高， 型坯温度均匀，熔接缝 少，吹塑制品强度较高， 设备简单，投资少，对 中空容器的形状、大小 和壁厚允许范围较大， 适用性广，工业应用较 多。 注射法制品飞边少、 口部不需要休整、制品 尺寸和壁厚精度高，加 工过程省去切断操作； 但型坯需要重新加热， 增大了热消耗，使生产 受到一定限制。
三、 热成型
差压成型
热成型方法
覆盖成型
其他热成型（柱塞辅助成型、推 气成型）
四、拉幅薄膜成型
（一）平膜法逐步拉伸薄膜成型 （二）管膜法拉幅薄膜
二次成型温度

成型温度以最易产生形变且伸长率最大的 温度为宜。无定形热塑性聚合物的最易成 型温度与其Tg（与频率有关）相当。
冻结温度决定了实际的有效形变(残余形 变）。一般以处于材料的Tg以下最好。

二、 中空吹塑成型
1.定义
将挤出或注射成型的塑料管坯（型坯）趁热于 半熔融的类橡胶态时，置于各种形状的模具中， 并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧 贴于模腔壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。
第七章
塑料的二次成型
一、 二次成型原理
1.定义 在一定条件下将片、板、棒等塑料型材通过再次加工成 型为制品的方法，称为二次成型法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中空吹塑 一次成型 二次成型 塑性形变 推迟形变 热成型
取向薄膜拉伸

塑料流变成型原理9

塑料流变成型原理9

（三）螺杆的区域划分
（1） 加料段（固体输送段） 输送物料
（2） 压缩段（塑化段） 压实、熔融、塑化、排气
（3） 挤出段（计量段、均化段） 进一步压紧、塑化、搅拌均匀，并以一定的
流量和压力从机头口形流道均匀挤出。
（四）螺杆的几何尺寸
螺杆外径D、螺棱法向宽度e、螺杆与料筒的 间隙δ、螺纹导程 t (螺距f )、螺槽深度h、螺槽的 法向宽度W(r)、螺纹升角θ(r)
引起的流动对体积流量的贡献为负贡献，即反流。
x方向的流动：
这种流动与螺槽侧壁的方向垂直，除引起物料 在螺槽内发生环流外，主要是引起漏流。
漏流是由于物料在一 定压力作用下，沿x方向流 过螺槽突棱顶部与机筒内 壁的径向间隙δ造成的。这 种流动可视为物料通过一 个缝模的流动，缝模截面 垂直于x方向，缝高为δ， 缝长为2πR/cosθ。
Qk Q pk p
(7 61)
Q
两组曲线 的交点为螺杆 挤出机正常挤 出的稳定工作 点，可从下列 方程组求得：
0
Q N p
0
Qk
K
pk
0k
机头特性曲线
K3
K2
K1
N1 N2
螺杆特 性曲线
N3
△P
7 62
不难求出，这样的工作点满足：
横流
（二）螺槽内物料的速度分布及体积流量
考虑物料沿z方向的流动，根据假定 p 为常数。 z
对式(7 48)积分两次，先将式(7 48)变为：
2v z y2
1
0
p z
第一次积分
vz y
1
0
p z
y C1
第二次积分
vz

第七章 塑料的二次成型

第七章 塑料的二次成型

• 1、一次成型的温度区 • 粘流温度Tf或熔融温度Tm以上。
• 2、二次成型的温度区
•
•
无定形高聚物，熔融温度以下，玻璃化温度以上；
部分结晶的高聚物，熔点附近。
•
3、适合二次成型的塑料
•
•
适合于Tg比室温高得多的聚合物。
因为它们成型的制品要在室温下长期使用，这样才能
具有良好的尺寸稳定性。
• 二、聚合物的粘弹性形变
•
拉幅薄膜的生产可以将挤出和拉幅两个过程直接联系
起来进行连续成型，也可以把挤出厚片或管坯与拉幅工序
分为两个独立的过程来进行。
但在拉伸前必须将已定型的片或管膜重新加热到聚合物的
Tg ~Tf（m）温度范围。
薄膜的拉伸是相对独立的二次成型过程。
•
拉幅成型使聚合物长链在高弹态下受到外力作用沿
拉伸作用力的方向伸长和取向，取向后聚合物的物理 机械性能发生了变化，产生了各向异性现象，强度增加。 所以拉幅薄膜就是大分子具有取向结构的一种薄膜材料。
•
热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却
后获得一定的形状，再加热又可再软化乃至熔融流动，所以 二次成型仅适用于热塑性塑料。
•
目前二次成型技术主要包括：
• 中空吹塑成型、薄膜的双向拉伸、热成型以及 • 合成纤维的拉伸。
第一节 二次成型的粘弹性原理
• 一、聚合物的物理状态
• 聚合物在不同的温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、 高弹态和粘流态三种物理状态。在一定的相对分子质量
• 此外，压缩空气也起到冷却作用。
• •
熔休粘度大的塑料所需空气压力比粘度小的高。 厚壁小容积制品可采用较低的吹气压力，由于管坯厚度
大，降温慢，熔体粘度不会很快增大以妨碍吹胀。 对于薄壁大容积制品，需要采用较高的吹气压力来保证 制品的完整。 • 一般吹气压力在0.2~1MPa范围内。

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版

《塑料成型工艺与模具设计》(上册)电子教案完全版第一章：塑料成型工艺概述1.1 塑料成型的基本概念塑料的定义与特性塑料成型的定义与分类1.2 塑料成型工艺流程塑料原料的准备塑料的加热与塑化塑料的冷却与固化塑料的脱模与后处理1.3 塑料成型工艺参数温度压力速度时间第二章：塑料模具概述2.1 模具的分类与结构模具的分类模具的基本结构2.2 模具的设计原则模具设计的要求与步骤模具设计中的关键参数2.3 模具的材料与制造模具材料的选用原则模具的制造工艺第三章：塑料注射成型工艺与模具设计3.1 注射成型工艺概述注射成型原理与特点注射成型工艺参数3.2 注射模具的结构设计模具的型腔与型芯设计模具的冷却系统设计模具的加热系统设计3.3 注射模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第四章：塑料挤出成型工艺与模具设计4.1 挤出成型工艺概述挤出成型的原理与特点挤出成型工艺参数4.2 挤出模具的结构设计模具的口模设计模具的定径套设计模具的切割装置设计模具的导向设计模具的调整方法第五章：塑料吹塑成型工艺与模具设计5.1 吹塑成型工艺概述吹塑成型的原理与特点吹塑成型工艺参数5.2 吹塑模具的结构设计模具的型腔设计模具的吹气系统设计模具的后处理设计5.3 吹塑模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第六章：塑料压缩成型工艺与模具设计6.1 压缩成型工艺概述压缩成型的原理与特点压缩成型工艺参数6.2 压缩模具的结构设计模具的型腔设计模具的压柱设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第七章：塑料压注成型工艺与模具设计7.1 压注成型工艺概述压注成型的原理与特点压注成型工艺参数7.2 压注模具的结构设计模具的型腔设计模具的压注系统设计模具的冷却系统设计7.3 压注模具的导向与定位模具的导向设计模具的定位设计第八章：塑料传递成型工艺与模具设计8.1 传递成型工艺概述传递成型的原理与特点传递成型工艺参数8.2 传递模具的结构设计模具的型腔设计模具的传递系统设计模具的冷却系统设计模具的导向设计模具的定位设计第九章：塑料成型工艺与模具设计的计算与模拟9.1 模具设计计算塑料收缩率的计算模具尺寸的计算模具强度的计算9.2 模具设计模拟模具流动分析模具冷却分析模具翘曲分析9.3 模具设计软件介绍模具设计软件的功能与特点模具设计软件的应用实例第十章：塑料成型工艺与模具设计的实践与应用10.1 塑料成型工艺实践成型工艺的操作步骤与注意事项成型过程中的常见问题与解决方法10.2 模具设计应用实例典型模具设计案例分析模具设计在实际生产中的应用10.3 塑料成型工艺与模具设计的未来发展塑料成型技术的发展趋势模具设计技术的创新与突破重点和难点解析重点环节1：塑料成型的基本概念与特性补充和说明：塑料成型的基本概念和特性是理解后续成型工艺与模具设计的基础。

《塑料注塑模结构设计》7成型零部件设计7

《塑料注塑模结构设计》7成型零部件设计7

5 瓣合式凹模（镶拼式凹模） 镶拼式凹模）
组成凹模的每一个镶块都是活动的， 组成凹模的每一个镶块都是活动的，它们被模套或其他锁合装置 箍合在一起 适用： 适用：有侧凹或侧孔的制品 当瓣合模块数量等于2时 可将他们组成的凹模成为哈夫凹模。 当瓣合模块数量等于 时，可将他们组成的凹模成为哈夫凹模。
瓣合式凹模结构示意图
二 设计要点
排气槽(或孔 位置和大小的选定 主要依靠经验， 排气槽 或孔)位置和大小的选定，主要依靠经验，经过试模 或孔 位置和大小的选定， 后再修改或增加。 后再修改或增加。 基本的设计要点可归纳如下： 基本的设计要点可归纳如下： 1．排气要保证迅速、完全，排气速度要与充模速度相适应； ．排气要保证迅速、完全，排气速度要与充模速度相适应； 2．排气槽(孔)尽量设在塑件较厚的成型部位 2．排气槽(孔)尽量设在塑件较厚的成型部位； 尽量设在塑件较厚的成型部位； 3．排气槽应尽量设在分型面上，但排气槽溢料产生的毛边应不 ．排气槽应尽量设在分型面上， 妨碍塑件脱模； 妨碍塑件脱模； 4．排气槽应尽量设在料流的终点，如流道、冷料井的尽端； ．排气槽应尽量设在料流的终点，如流道、冷料井的尽端； 5．为了模具制造和清模的方便，排气槽应尽量设在凹模的一面； ．为了模具制造和清模的方便，排气槽应尽量设在凹模的一面； 6．排气槽排气方向不应朝向操作面，防止注射时漏料烫伤人； ．排气槽排气方向不应朝向操作面，防止注射时漏料烫伤人； 7．排气槽 孔)不应有死角，防止积存冷料； 不应有死角， ．排气槽(孔 不应有死角 防止积存冷料；
一 凹模结构设计
凹模是成型塑件外表面的成型零件。 凹模是成型塑件外表面的成型零件。 凹模的基本结构：整体式、整体嵌入式和组合式、镶拼式。 凹模的基本结构：整体式、整体嵌入式和组合式、镶拼式。

第七章 塑料的二次成型1

第七章 塑料的二次成型1
第七章
1、什么是二次成型
塑料的二次成型
在一定条件下，将板、片、棒等塑料型材通过再次加工成型为制品的 方法。 2、二次成型与一次成型的区别 一次成型主要是通过塑料的流动或塑性形变实现造型，成型过程中总 伴随有聚合物的状态或相态转变，而二次成型过程始终是在低于聚合物 流动温度或熔融温度的固体状态下进行，一般是通过粘弹性形变来实现 塑料型材或胚件的再造型。 3、二次成型方法有哪些 主要有：中空吹塑成型、热成型、取向薄膜的拉伸等。
对于Tg比室温高得多的无定型或难于结晶的聚合物（PVC、PMMA）， 二次成型通常按下述方法进行：
（1）将聚合物在Tg以上的温度加热，然后使之产生形变并成型为一定形 状； （2）形变完成后将其置于接近室温冷却，使形变冻结并固定其形状 （定型）。 对于结晶高聚物，形变过程在接近熔点的温度下进行，此时粘度大，成 型可按无定型高聚物的考虑，但其冷却定型的本质与无定型高聚物的不同。 结晶聚合物冷却定型过程中产生结晶，分子链本身因为结晶结构的一部分或 与结晶区域相联系而被固定，不能再产生卷曲恢复，而达到定型的目的。
成型温度不高采用慢速成型；
（三）成型压力 作用是使片材产生形变。压力必须大于材料在该温度下的弹性模量。 （四）材料的成型性
1、材料自身加工温度的波动范围
2、伸长率对温度的敏感情况
第四节 拉幅薄膜的成型
简介：
拉幅薄膜主要是通过提高薄膜的取向，来提高材料的强度、透明性
等性能。可以将挤出的原片（或管坯）与拉幅过程联系起来连续生产， 也可以分成两个对立的过程进行。 一、薄膜取向的原理和方法 在Tg-Tm(Tf)温度区间，聚合物长链受到外力作用拉伸时，沿力的方向 伸长取向。 拉幅薄膜的特点：（1）强度提高；（２）降低成本；（３）使用范围 扩大了。

二次成型资料

二次成型资料

2.注射吹塑
注射型坯包复在一根金属管上，管的一端 通入压缩空气，另一端的管壁上开有微孔。
(1)无拉伸注坯吹塑
成型过程：注射型坯→开启注射模→热型 坯移入吹塑模内→合模→吹入压缩空气→定型、 脱模 优点：壁厚均匀，不需后加工；制品无接 缝，废料少；对塑料品种的适应范围较宽。 缺点：需注塑和吹塑两套模具，故设备投 资较大；成型周期较长；型坯内应力较大，易 开裂，生产容器的形状和尺寸受限。
部分结晶聚合物的二次成型在接近熔点 Tm下进行，形变情况与无定形聚合物一样， 但冷却定型有本质的区别。分子链因结晶被 固定，不可能产生弹性回复。
三、成型条件的影响
1.成型温度
以聚合物能产生形变且伸长率最大的温度 为宜。一般无定形热塑性塑料的最宜成型温度 比其 Tg 略高。如硬聚氯乙烯 (Tg=83℃) 的最宜 成型温度为92~94℃。
第五节 冷成型
既不是一次成型也不是二次成型，是移植 金属的加工方法，使塑料在常温下固相成型。
优点：避免高温降解；取向提高性能；生 产周期短；成本低；可加工极大分子量的聚合 物；制品无熔接焊缝。
缺点：制品尺寸、形状、精密度差；引起 各向异性。
基本条件：完整坯料，形状近似成型制品； 成型温度可从室温到软化点； 在屈服点加压进行成型。 冷成型工艺：锻造、冲压成型、滚轧成型
工艺条件：
3.其它方法
二、热成型的影响因素
1.成型温度
保证较大的伸长率和足够的抗张强度，以 承受压力的作用。提高温度塑料的伸长率增大， 达某一温度时有一极大值，超过这一点伸长率 反而下降，抗张强度随温度升高而下降。 将片材加热到成型温度所需时间，约占整 个成型周朗的50％～80％。片材加热时间主要 决定于材料的品种和片材厚度，片材比热容和 导热系数。

第七章-聚合物成型与加工基础分析

第七章-聚合物成型与加工基础分析
3、可延展性
可延展性是指聚合物在一个或两个方向受挤压或拉伸的 能力。
• 聚合物的可延展性来自高分子的长链结构。对韧性聚合 物而言，当温度在Tg～Tm(或Tf)时，受到大于屈服强度 的拉力作用时，聚合物产生宏观的塑性延展性。可延展 性的程度取决于聚合物的塑性应变的能力，与拉伸温度 密切相关。通常将Tg附近温度下的拉伸称作冷拉伸，而 在Tg以上温度下拉伸为热拉伸。拉伸可以从一个方向进 行，也可以从两个方向进行，前者称为单向拉伸，后者 称为双向拉伸。
• 当温度过高，聚合物在模腔中流动性好，易于成型，但 也易分解，并使脱模的制品易产生收缩；温度过低，熔 体粘度大，流动差，并会产生较大的弹性形变，导致制 品形状和尺寸不稳定，还可能产生离层现象；压力过高， 虽流动性提高，但会因粘度过小而产生溢料，造成飞边； 压力过小，则易注不满而缺料。
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高分子材料学
• 2）合成橡胶是用人工合成的方法制得的聚合物弹性体。 合成橡胶按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合 成橡胶 A、凡性能与天然橡胶相同或相近，广泛用于制造轮胎及 其它大量橡胶制品的，称为通用橡胶、如丁苯橡胶、顺 丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。
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高分子材料学
B、凡具有耐热、耐油、耐寒、耐臭氧等特殊性能，用 于制造特定条件下使用的橡胶制品，统称为特种橡胶， 如丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶 等。
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高分子材料学
2）化学纤维包括无机纤维(玻璃纤维)、再生纤维(粘胶丝)、 半合成纤维(醋酸纤维、硝酸纤维)和合成纤维。其中合成纤 维有：聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)、聚酰胺(尼龙或锦纶)、 聚丙烯晴(腈纶)、聚丙烯(丙纶)、聚氯乙烯(氯纶)、聚乙烯 醇缩甲醛(维尼纶)等。
3）应用在特定环境下的合成纤维被称为特种合成纤维，按其 性官团可分为耐高温纤维(芳香族聚酰胺纤维、碳纤维、聚 酰亚胺纤维)；耐腐蚀纤维(聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯/六 氟丙烯共聚纤维)；阻燃纤维(聚偏氯乙烯纤维、维氯纶、腈 氯纶)；弹性纤维(聚氨酯纤维、聚丙烯酸酯弹性纤维)；吸 湿性纤维(绵纶－4等)。

塑料二次成型与加工PPT课件

塑料二次成型与加工PPT课件

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２．管状材料的热成型
是对挤出管材经加热加压制成各种用途的管件制品，此法适用于 所有热塑性塑料管材。
1)管材的弯曲 管材的弯曲成型有以下方法： ①在管内灌入黄砂，两端封闭后，放进烘箱，加热变软后将管材
放在角形木模上，进行弯曲成型，冷却定型后倒出黄砂，得到制品。 ②把外径稍小于塑料管内径的金属软管放进待弯曲的塑料管内，
图3-11 对模成型示意图
图3-10 真空回吸成型示意图 a)阳模下降 b)微抽真空 c)反抽真空
1－压机柱塞 2－阴模 ３－加热器 4－塑料片材 5－夹持架 6 －阳模 7－制品
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6)双片热成型
双片热成型常用来生产中空制品， 成型时，将两片已经加热达到规定温 度的塑料片材放在半合模具的模框上 夹紧，然后将吹针插入两片材之间， 通过吹针将压缩空气送入两片材间的 中空区。其生产流程如图3-12所示。 在送入压缩空气的同时，打开设在两 半合模上的抽气阀门进行抽空， 使片材贴于两半合模的内腔，经冷却、 脱模和修整后成为中空制品。
多层共挤出吹塑是选用两 台以上的挤出机，将同种或异种 塑料在不同的挤出机内熔融塑化 后，在机头内复合、挤出、形成 多层同心的复合型坯，经吹塑制 造中空容器的技术。多层共挤出 吹塑中空容器技术和设备的开发， 使选择最佳材料(层)组合方案和 制造理想性能的容器得以实现。
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四、塑料的热成型
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２．挤出吹塑
型坯是用挤出机经管机头挤出制取，所用成型设备比较简单而且 生产效率较高，这种吹塑技术所得制品在吹塑制品的总产量中，目前占 有绝对优势。挤出的型坯虽然也可先经过拉伸再吹胀而制得有双轴取向 的中空制品，但其成型过程远比注坯拉伸吹塑过程复杂，故生产上较少 采用挤坯拉伸吹塑技术。

120 二次成型

120 二次成型

热传导率较差，需 较长的冷却时间， （聚乙烯）
制品璧厚增加，冷 却时间增加
厚度一定，冷却温度一定，冷 却时间1.时秒，对聚乙烯制品的
内外温差接括挤出型坯、截取型坯．合模、吹气、冷却、放气、 开模、取出制品(其后的修整，配套，包装另计)等过程。
周期选择的原则是在保证制品能够定型(而且不变形)的前
用注射机在注射模中制成型 坯，然后将热型坯移入吹塑 模中进行中空吹塑成型。 优点： 经注射吹塑成型的塑件壁厚 均匀、无飞边、边角余料 少、不需后加工、瓶口和螺 纹质量优异，而且由于注射 型坯有底，因此塑件底部没 有接合缝，强度高、外观 好、生产效率高。 缺点： 设备与模具的费用大，多用 于小型塑件的大批量生产。
多层吹塑成型方法 有共挤出吹塑法和 多段注射法，一般 采用前者 。
九层吹塑
中空吹塑成型工艺总结
挤出吹塑成型 成型原理：
挤出管状型胚 热型胚进入对开模具 闭合模具 向型腔内通入空气 型胚膨胀附着型腔壁成型 保压 冷却定型放气 脱模 优点：设备模具简单，成本低 缺点：壁厚不易均匀，有差异，需后加工去飞边
5.多层吹塑
多层吹塑： 先用注射法或挤出法制出多层型坯，然后进行吹塑，获得壁部有多层且为不同塑 料的吹塑成型方法。
多层吹塑利用各种材料的特点，通过材料的组合，改善容器的性能。
例如： 聚乙烯，虽然无毒，但气密性较差，所以其容器塑件不能盛装带有香味的食品； 而聚氯乙烯，虽然气密性优于聚乙烯，但其单体有污染，也不适宜用来直接盛装 食品；故可采用外层为聚氯乙烯、内层为聚乙烯的容器，气密性好而且无毒。
2 只考虑塑料的伸长率，伸长率最大 的温度就是最适宜的成型温度；但抗 张强度随温度的提高下降。
速度过大的缺点：
1、在空气进口处会出现真空，使这部分内陷；但型坯完全吹胀时， 内陷部分会出现横隔膜片， 2、口模部分的型坯会被极快的气流拖断，导致吹塑失效。

二次成型1

二次成型1
控制型坯尺寸的方式有：
✓ 调节口模间隙 ✓ 改变挤出速度 ✓ 改变型坯牵引速度 ✓ 预吹塑法 ✓ 型坯厚度的程序控制
• 型坯长度控制 • 型坯切断装置
吹塑制品与型坯横截 面的壁厚变化关系。 右边尺寸表示型坯横 截面壁厚，左边尺寸 表示制品横截面壁厚。
吹塑制品的壁厚取决 于型坯各部位的吹胀 比，吹胀比大，部位 愈薄。
转角机头
由连接管与之呈直角 配置的管式机头组成， 适 合 PE 、 PP 、 PC 、 ABS等的吹塑。
特点： ①流道内压缩比较大， 口模部分定型段较长。 ②熔体在流道内易滞 留，机头内熔体性能 差异。
常采用螺旋状流动导向装置和侧面进料机头
直通式机头
与挤出机呈一字 形配置
可防止熔体过热 分解，适用于热 敏性塑料
• 转角式机头
– 适用于挤出PE、PP、PC、ＡＢＳ
• 直通式机头
– 常用于PVC透明瓶
• 带贮料缸的机头
– 生产大型吹塑制品，如啤酒桶及垃圾箱等
挤出机
（1）挤出机应具有可连续调速的驱动装置，稳定速度挤出， 挤出速率与最佳吹塑周期协调一致
（2）螺杆长径比适宜 小：塑化不良，型坯温度不均 大：料温波动小，料筒温度低，型坯温度均匀 产品精度均匀性好 适于热敏性塑料的生产
成型温度和挤出速度
影响中空制品的表观质量，纵向壁厚均匀性，生产效率。 注意保持熔体温度的均匀性。 适宜地偏低以提高熔体强度，减小自重垂伸。 缩短冷却时间，提高生产率。 成型温度过高，挤出速度慢，型坯易下垂，引起型坯纵 向厚度不均，延长冷却时间，甚至丧失熔体强度，难以 成型。
成型温度过低，离模膨胀严重，会出现长度收缩，壁厚增 大现象，降低型坯的表面质量，出现流痕，同时增加不均 匀性。还会导致制品的强度差，表面粗糙无光。
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