压制成型工艺与模具设计

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1、第15章压制成型工艺与模具设计教学目的、要求：了解压制成型原理；掌握压制成型工艺过程及工艺参数；熟悉压制模的结构类型。重点：压制成型工艺过程及压制模的类型9/30/20211§15-1压制成形原理及工艺历史最久，最重要的方法之一，主要用于热固性塑料的成形。材料的性状和加工工艺的特征，可分为：模压成形层压成形9/30/20212模压成形——又称压缩模塑将模塑料放入加热的模具中加压，使物料熔融流动，充满模腔，在加热和加压的条件下，使其发生化学交联反应而变成具有三维体结构的热固性塑料制品。9/30/20213主要用于热固性塑料制品的生产。主要有酚

2、醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、有机硅、硬聚氯乙烯、氯乙烯、聚酰亚胺等。9/30/20214一、模压成形的工艺过程主要设备是压机，有机械式和液压式，目前常用的是液压机，多数是油压机。液压机主要有：上压式——下压式——9/30/20215上压式——压机的工作油缸设在压机的上方（见图）9/30/20216下压式——（下图），压机的工作油缸设在压机下方，柱塞由下向上压。9/30/20217工艺过程：成形物料的准备、成形和制品的处理9/30/202181．计量重量法——按重量计量，较准确，但较麻烦（模压尺寸较准确制品）容量法——按体积计量，不如重量法

3、准确，但操作方便。2．预压——在室温下将松散的粉状或纤维状的热固性塑料压成重量一定、形状规则的型坯的工序。预压的作用和优点：预压的主要设备——预压机和压模。9/30/202193．预热——预压前对塑料进行加热，具有预热和干燥两个作用预热——提高料温，便于成形干燥——去除水分和其他挥发物。预热的优点：预热温度过高或时间过长，会降低流动性（见下图）9/30/202110预热时间须控制在tmax范围以内，预热方法：电热板加热、烘箱加热、红外线加热、高频电热9/30/2021114．嵌件安放——加料前放入模具5．加料——准确均匀6．闭模——先快后慢

4、7．排气——缩短硬化时间，避免制品内部出现分层和气泡现象8．保压固化——模压温度下保持一段时间，缩聚反应达到要求的交联程度，制品具有所要求的物理机械性能，模内固化时间通常为保温保压时间，一般30秒→数分钟不等，不超过30分钟。9/30/2021129．脱模冷却脱模——通常靠顶出杆来完成。对形状较复杂的或薄壁件应放在与模型相仿的型面上的加压冷却，以防翘曲。10．制品后处理提高制品的外观及内在质量→修整，热处理修整——去掉溢料产生的毛边热处理——固化更趋完全，减少、消除内应力，减少水分及挥发物等9/30/202113二、模压成形的工艺特性和影响

5、因素从模具外部加热和加压的结果→模具内则同时进行复杂的物理、化学变化，模具内物料的压力、温度和体积也随之变化。9/30/202114（下图）为无支承面（无凸肩）和有支承面（有凸肩）模具中压力——体积——温度的相互关系。实线——无支承面虚线——有支承面（与实线稍有不同）9/30/202115影响模压成形过程的主要因素有：压力、温度、时间1．模压压力成形时压机对塑料的施加压力可用下式计算：Pm——模压压力Pg——压机实际使用的液压（压力表）D——压机主油缸活塞直径，cmAm——塑料制件在受压方向的投影面积（cm2）9/30/202116压力的作

6、用：①加速塑料流动②增加塑料的密度③克服低分子物及塑料中其它挥发成分所产生的压力，避免出现肿胀、脱层等缺陷④使模具闭合紧密，从而使制品具有固定的尺寸、形状和最小毛边⑤防止制品在冷却时发生变形9/30/202117模压压力→取决于塑料工艺性能和成形工艺条件塑料的流动性愈小，固化速率愈大，压缩率愈大，模温愈高→压制深度大、形状复杂或薄壁和面积大制品→模压压力大压力↑→成形及制品性能有利，但压力过大→模具寿命↓，制品内应力↑（见下左图）9/30/202118预热可提高流动性，降低压力；但预热温度过高或时间过长→部分固化→更高压力充型（下右图）9/

7、30/2021193.模压温度——成形时所规定的模具温度对塑料熔融、流动和树脂的交联反应速度→决定性影响9/30/2021204.模压时间——塑料从充模加压到完全固化为止。主要与塑料固化速度有关。固化速度→塑料种类。此外，与制品形状、厚度、模压温度和压力以及是否预热、预压等有关9/30/2021219/30/202122§15-2压制模设计基础一、压制模的结构组成二、压制模的类型9/30/202123§15-3压制模成型零部件设计一、型腔总体设计二、成型零件设计三、凸模与凹模配合形式及尺寸9/30/202124