淺談塑料成型工藝方法

任湘君　王亞真　李煥娜

摘要：塑料是以相對分子質量高的合成樹脂為主要成分，是高分子化合物。傳統的成型工藝已經難以滿足塑件精度和功能的更高要求，使得要不斷探索新的成型工藝方法。目前常采用的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動態保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

關鍵詞：塑料；塑料成型工藝；方法分析

1、塑料的分類

塑料有多種不同的分類方式，例如根據塑料不同的使用特性分類，可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型；根據塑料不同的成型方法，可分為注射塑料、擠出塑料、吹塑塑料等多種類型；還可以根據塑料理化特性分類，分為熱固性塑料和熱塑料性塑料兩種類型。

2、塑料制品的生產工序流程

塑料制品工業生產中，完整工序順序為：塑料原料 →（預處理）→ 成型 → 機械加工 → 修飾 → 裝配 → 塑料制品。

3、塑料制品成型工藝方法分析

傳統的成型工藝已經難以滿足塑件精度和功能的更高要求，使得要不斷探索新的成型工藝方法。目前新的成型工藝發展趨勢主要是節能、節約原材料、提高成型效率、改進制品性能、提高其附加值。目前常采用的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動態保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

3.1 高速低壓注射成型

低壓注射成型與傳統成型注射成型的主要差別在于，傳統注射成型充填階段控制的是注射速度，而壓注射成型充填階段控制的是注射壓力，在低壓注射過程中，型腔入口壓力恒定，所以不會出現壓力峰值，但注射速度是變化的，并始終以很高的速度進行注射，隨著注射時間的延長注射速度逐漸降低這樣就可以大幅度的消除塑料件內應力，保證制品的尺寸精度。

3.2 注射-壓縮成型

注射-壓縮成型工藝是為了成型光學透鏡而開發的，其成型過程為：模具首次合模時動模定模不完全封閉，保留一定壓縮間隙隨后向型腔內注射熔體，熔體注射完畢后由專設的封閉模活塞實施二次合模，在模具完全閉合的過程中型腔中的熔體再一次流動并被壓實。其特點是：①流道面積大流動阻力小，所需的注射壓力也小；②熔體收縮是通過外部施加壓力給型腔使型腔的尺寸變小即出型腔直接壓縮增體來補償的，因而型腔內壓力分布均勻。

3.3 熔芯注射成型

基本原理是，先用低熔點合金鑄造成可熔型芯，然后把可熔型芯作為嵌件放入模具中進行注射成型，冷去后把包含有熔芯的制件從型腔中取出，再加熱將型芯融化。適用于形狀復雜中空和不宜機械加工的復合材料制品，

3.4動態保壓注射成型

動態保壓注射成型實質是在保壓階段將震動引入型腔，使型腔內的聚合物熔體產生振動剪切流動，以控制制品的內部結構和微觀形態，從而達到控制制品力學性能和外觀質量的目的，將震動引入型腔的方法有螺桿加振和輔助裝置加振兩種。

3.5推拉注射成型

推拉注射成型是一種將振動引入注射成型的工藝，其原理采用主、輔兩個注射單元和一個雙澆口模具。工作時，主注射單元推動熔體經過一個澆口過度充填型腔，多余的料經另一澆口進入輔助注射單元，輔助注射螺桿后以接受型腔中多余熔體進入，然后輔助注射螺桿向前運動向型腔注射深體，主注射單元則接受型腔多余熔體。主、輔注射單元如此反復推拉，形成型腔內熔體的振動剪切流動，當靠近模壁的熔體固化時，芯部的熔體的振動剪切的作用下產生取向并逐漸固化，形成高取向度制品，一般制品成型需10次左右的推—拉循環，最高可達40次。用此種注射工藝對玻璃纖維增強的LCP進行實驗研究，結果表明，與常規的注射成型相比，拉伸強度和彎曲彈性模量分別提高420%和270%。

3.6微孔塑料擠出成型

微孔塑料是一種由許多非常小的氣泡構成的熱塑性泡沫塑料，整個微孔塑料的連續擠出過程可分為兩步，首先是要形成氣體聚合物均相體系，然后讓氣體從復合物中析出形成泡沫，泡核再進一步長大，當泡核長大到一定尺寸時，對其冷卻定型就可得到微孔塑料制品。微孔塑料連續擠出時，聚合物粒由料斗送進單螺桿擠山機，氣體從單螺桿擠出機均化段注入矛合物熔體中，經過螺桿的剪切，混合器的混合，聚合物氣體兩相體系農漸變為聚合物氣體均相體系，成為聚合物氣體均相體系的熔體再經過成核定型機頭得到制品。

3.7潤滑擠出成型

所謂潤滑擠出成型，就是擠出加工過程中在擠出模模壁與擠出物間設置一層薄膜潤滑層，使得塑料熔體在塑腔中的流動成為一種栓形流動，減少因物料與模壁間的直接接觸而引起的剪切速率不同所產生的產品形狀差異，從有擠出同口模形狀基本相同的型材斷面。

4、塑料制品成型工藝的發展前景

各種先進技術在塑料成型工藝上的應用為成型工藝方法提供了廣闊的發展空間.例如CAD/CAE/CAM技術在模具設計與制造中的廣泛應用；快速原型制造技術的應用模具的快速測量技術與逆向工程應用 ； 模具材料先進的熱處理和表面處理技術應用；提高模具標準化的使用率；模具的復雜化、精密化和大型化應用等等，都促進了新的成型工藝的不斷涌現和新技術的不斷創新。尤其是在注射模方面得到充分體現，使得成型塑料制件的質量得到很大提高。例如氣體輔助注射成型、精密注射成型、熱固注塑注射成型、低發泡注射成型、共注射成型、金屬粉料燒結成型（例如不銹鋼粉加了某些添加劑后采用注射方法成型型坯，然后燒成產品）等。而在擠出成型技術的發展方向是：減少勞動力和材料消耗，主要體現在盡量縮短更換產品的時間，盡可能在生產過程中更換及自動更換；通過增加設備的塑化能力，加大齒輪扭矩，進一步加大螺桿長徑比來提高生產效率；在擠出生產線控制系統中不斷應用感測技術，控制技術和人工智能技術，使制品的質量和生產的穩定性得到進一步的提高。

參考文獻：

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[3]張秀玲，黃紅輝.塑料成型工藝與模具設計[M].長沙：中南大學出版社，2010年.