更新時間:2015-01-08 17:05:42點擊次數:1153次字號:T|T

   近年,壓塑工藝應用于熱固性摻混料,如脲醛塑料、酚醛樹脂、環氧樹脂、蜜胺樹脂和橡膠中。盡管有一些材料可注射成型,但采用壓塑工藝仍非常普遍。壓鑄用材料較壓塑用材料要求可塑性更軟。許多熱固性材料具有高抗沖級(1.0ft一lb)和良好缺口沖擊強度的保持性,只有在極限壓力下才會流動。

壓塑
  热固性材料的壓塑成型的明显优点是系统简单。将材料置入一加热型腔,保压至所要求团化时间。因工艺过程简单,费用少。添加剂和增强剂无规则,并能得到较好强度。由于无浇口和流道,不浪费材料,模具几乎也不用维修。零件的统一性好,无铸口和流痕,减少了修饰成本。根据制品结构和所用的塑料应用特点,可采用全压式模具、半压式模具和闭模(可参见有关壓塑模具方面的文章)。
  设备:简单也是壓塑设备的主要特点。两半压板结合在一起,加温,加压,将材料制成预定形状。多数壓塑过程采用液压操作;也有采用气动操作的。上下两压板在压力之下在4个角柱上上下移动。根据壓塑设备的大小,压力一般为20—1000吨。压板的大小一般为8英寸2到5英尺2。
  在加料和固化以后的脱模方面存在不同自动化程度,常用最现代的液压机进行。以前的简单系统有温度控制、压力控制、停压控制和时间控制。现代设备采用更高级的微处理机控制。对于较薄的制品,在板中可用加热筒或带式加热器。对较深的制件,需要用筒形电加热器、蒸汽加热或热油系统加热。有数种用于壓塑中的加热体系:用蒸汽加热模温均匀,但加热温度限在350°F以下;套筒加热或其它加热(加热盘管、加热带等)比较干净,易于保养,用得比较普及;热油加热,由于加热介质循环稳定,所以加热均匀。现在又有许多新加热方法,热水加热,类似于热油加热,加热介质一水一气体燃烧连续循环,可提供更高的壓塑温度。
  增强改性高分子材料工业发展迅速,要求壓塑工业有新改进。模塑增强塑料用两个模具:阳模(模塞)和阴模(模腔)。当模具充满增强材料时,对模的两半热模具闭合,然后加热、加压固化得到产品。相配合的模具复杂性变化很大,可用铝、塑料或钢制做。
  轻质材料制做起来比较便宜,一般用于短期生产如“冷模塑”。冷模塑用室温固化树脂,但仍使用模具和壓塑液压机。长期生产用硬化钢模具比较合算,对截坯口可提供较好的剪切性能和优良的光洁度。这些壓塑钢模采用机械上适配的截坯口,通常面对合模区。用这种对模的金属模具,其制品表面均匀,光洁度好。闭模工艺用于壓塑成型、壓鑄成型、注射成型及一些可冲压的增强复合材料。
  一些热塑材塑料可壓塑模塑,但一般还是用预掺混的热固性树脂如BMC(预制整体模塑料)、SMC(片料成型模塑料)、TMC(厚模塑料)、毡片成型等。
  氈片成型有時叫濕成型複合材料,在液壓機的作用下將增強材料和樹脂結合在一起。經常在模中放置氈片,將樹脂傾倒在加強材料上。在加壓過程中樹脂充滿模腔時加強材料固定不動。
  若制件有严重的异形或斜度,有必要进行预成型。多数毡片和预成型制州在投影面积上需要加 150—200磅/英寸2的模压力。
  预掺混料,如SMC,预浸树脂,填料、催化剂和增强料切割成一定大小队片状,再加入热的模具中(一般300—400°F ),在1000~2000磅/英寸2压力下模塑。
  用于SMC的较新的壓塑设备的总循环周期可少于一分钟(从头到尾)。已经发展了用特殊的液压装置推回壓塑机中料筒,自动控制压板的水平度。
  增强塑料,如 SMC,用金属对模壓塑光洁度好,这对制件的表面很重要。在加工时有时出现纤维状的收缩。
  用内模涂层的方法可改进表面光洁度。BMC的壓塑过程是最老的预掺混后的模塑过程之一。
  填料(木屑、礦物料、纖維素等)的摻混混合是在葉片形的混合器中進行的。將一批料裝入300~400°F的模具中.在500磅/英寸2壓力下模塑。因用料廉價,所以原料成本低。不過由于在模塑過程中纖維的定向性降低了機械強度。
  高速壓塑,即增强热塑性塑料片材的冲压,用途广泛。玻璃毡片和聚丙烯相配合用于可冲压的塑料,其循环周期 低于40秒。生坯送至对流炉中加热。加热以后,毛坯放入壓塑模具中,这一过程用新的壓塑机速度可达1400英寸/分钟。以 75英寸/分钟(比 SMC的壓塑过程快约3倍)加压进料。根据市场的要求,有些新的可冲壓塑料,表面光洁度好,并且具有可涂布性。模塑压力一般1吨/英寸2。传统的壓塑工艺近几年一直呈增长的趋势。在空间技术和国防方面的应用正在使这种工艺向其难点冲击。
  在SMC、BMC、TMC、热塑性片材的 冲压、增强材料的掺混和壓塑机械方面 的发展迅速增长,以适应工业的新要求。
  一些先进的掺混料的壓塑主要是在空间技术和国防应用方面发展迅速。工具和模具的新概念及高温(达1200°F)模塑机,使石墨一碳纤维复合材料得以发展,代替了现有的金属铸件。
  高温硅树脂正用作高压介质。复合材料做的片层用于壓塑模中。现在,材料和生产成本已使该工艺更加适于空间技术市场,这类硅树脂也很快转向汽车领域。
  壓鑄
  在壓鑄工艺中,热固性树脂料加入一单独的料腔,常叫料槽,然后强制送入一个或多个闭模中进行聚合(固化)。
  料道,也叫注道和流道,使物料從料槽流向模腔,進入模腔之前經過限流器或澆口。很多模腔具有單一料槽。料腔中的空氣被進來的物料所置換,並通過一特別放置的排氣口排出。
  當物料置入料槽中時,在一緊湊的測量裝置中測料量,然後預熱到接近聚合溫度。一次只加入足夠一次的注塑量。
  將預熱的原料送出料槽的力再將其送往一注料器,該注料器緊接裝在料槽上,以防止從活塞和料槽邊之間的縫隙中漏料。通常將密封套卡進注料器以進一步防漏。
  料槽、注料器、澆口、流道和模腔的表面維持可使原料迅速固化的一定溫度,根據物料性質、模具的設計和制件的幾何形狀該溫度爲280~380°F。
  在壓鑄物达到固化期的终点时,将该次完整的壓鑄物进行脱模,包括脱除浇口、流道、注道和料槽中形成固化料垫(叫做残料)。
  在壓鑄中,物料的预热很重要。冷料流动缓慢,先进入模腔的料尚未到其终点,即可能聚合。若发生上述情况,产品质量低劣,不仅是外观,也体现于机械性能。有些例外,如一次注射量很少,或一些低粘度的物料。可用加热灯或炉子加热,但有效而常用的方法是用专为塑料模塑制做的介电加热器。
  現在也常用熱固性材料的螺杆式塑化加熱。
  這種設備可以與模塑設備結合在一起,也可以是獨立的,具有減少體積和對進料量測定准確的優點,在其它系統中必須與預成型相結合。
  壓鑄模的种类
  “整体料槽壓鑄”一词最先被使用,是因为料槽和注料杆是作为模具的整体做在一起的。最常用的是圆形料槽,也可能用其它形状的以适应特殊浇口的要求,以少产生废料。
  一种简单的壓塑型压机可和壓鑄机一起使用。整体料槽模框是料槽在中间的三板型的。送料注杆安装在模框的顶部,模腔在底部。
  料槽占的面積至少比模腔段中總合模面積(與塑料材料接觸的水平面)大10%。這樣可防止多余的合模力引起模子溢料。
  材料固化以後,通過移動脫模杆的壓力將制件脫模,但廢料和注道殘料仍被一個或多個模塑的“鴿尾”保持在注料杆的底部。
  用木杆或軟錘除去廢料和的進行清模。
  在用單料槽産生大的廢料時,有時可用雙料槽向多模腔供料。這時,盡管兩份料槽的重量盡稍微不等,仍需用一橫板去平衡每一料槽中的壓力。
  压料杆式壓鑄模具也叫注料杆式模具,它用一辅助压力柱塞强迫注料杆进入料槽(或料筒),从料槽中将料取出移到模腔中。壓鑄压力和壓鑄速度容易控制,与合模压力无关。
  压料塞式壓鑄模具中料槽的大小(决定废料的大小)只需要大到和深到足以满足正好加料量即可。
  最大料槽面积由壓鑄机的辅助柱塞给予的力(以吨计)和被3.5整除来确定。这可保证3.5吨/英寸2的压力用作模塑压力,对于大多数壓鑄级料的配方,该压力是足够的。
  輔助柱塞通常裝在較上部的固定壓板的上面,向下作用。沖壓柱塞使下模板向上移動閉模。當模夾緊以後,原料裝入料槽,輔助柱塞施加力。合模柱塞和輔助柱塞施加的力比,一般爲3:1或4:1。
  料固化后,辅助柱塞退回,壓鑄机打开。模塑制件、废料、流道冷料同时被脱模杆送出。
  这种铸塑模的一种变形是三板注料杆式壓鑄模具,其中有一浮动的流道板将物料分配到直接向模腔供料的料道中。
  該法適用于合模線不能開流道的地方,或在合模線平面上移動型芯、制件非常不規則而十擾侃邁布置的地萬。

  特殊设计的壓鑄机有以下几种类型:
  1)底挤料杆壓鑄模具装在壓鑄机中,其中辅助柱塞安装在主合模柱塞中,若一个或多个壓鑄单元之间有足够的空间,则该辅助柱塞安装在下压板上。这种方法的优点在于,模具打开时可向料槽中装料。这种设计比在向料槽装料之前等待闭模的设计稍快。并且辅助柱塞的冲程可缩短,每一循环可节约数秒钟的时间。用上述壓鑄机可用顶柱塞注料杆式壓鑄模具,但预压料锭要对准,以保证材料很好地进人料槽,否则闭模困难。
  2)带有向多个料槽供料的多辅助柱塞的壓鑄机,具有可充多个模腔、不产生废料和不需要效率低的长而弯曲的流道。
  3)小型的用粉料的壓鑄机可自动壓鑄,可以水平操作也可垂直操作,有与合模柱塞垂直的辅助柱塞,用于原料的合模线注料。
  4)对预制整体模塑料(BMC),通常为玻璃纤维填充的聚酯,有水平式壓鑄机,带有供料附件可将料压实,再送往壓鑄料筒。
  5)壓鑄机是热固性树脂注塑模塑机的原型。这种机器将螺杆塑化和预热模具结合在一起。
  預熱後的料送往模塑合模線處或緊格有模縣下面的慶鑄料筒中。

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