塑料制品的成形技术

时间：2023-10-22 百科知识版权反馈

【摘要】：塑料制品生产主要包括成形、机械加工、修饰和装配等生产过程。故这些塑料在成形加工时，宜使用“低温高压”的技术。因此，选用塑料的流动性必须与塑料制品要求、成形过程及成形条件相适应。塑料制品自模腔中取出冷却至室温后，其尺寸发生缩小的这种性能称为收缩性。通常热塑性塑料制品的后收缩比热固性塑料大，压注及注射成形塑料制品的后收缩比压缩成形大。在这一过程中塑料制品所发生的收缩称为后处理收缩。

11.1　塑料制品的成形技术

由于塑料原材料来源丰富、制造方便、加工容易、节省能源，以及投资效益显著、品种繁多、性能良好、用途广泛，使其在新材料领域独树一帜。如何把塑料原料转变成为具有一定形状和使用价值的塑料制品，这是塑料成形加工的核心内容。

塑料制品生产主要包括成形、机械加工、修饰和装配等生产过程。成形是指将原材料（树脂与各种添加剂的混合料或压缩粉）制成具有一定形状和尺寸的制品的过程；塑料零件加工则是指成形后的制品采用机械加工的方法（如车、铣、刨、磨等），以获得更高的精度和更低的表面粗糙度或更复杂的形状；也可采用喷涂、浸渍、镀金属等方法改变塑料零件的表面性质。成形是塑料制品生产中最重要且必不可少的过程，其他过程可视制品要求而取舍。

对于一个具体的塑料制品应该采用什么样的成形方法，取决于塑料制品的使用要求、结构形状、原材料种类和生产批量。各种原材料具有不同的技术性能，这些性能与成形过程有很大关系。

11.1.1　塑料的成形性能

1.塑料成形工艺性能

1）流动性

塑料在一定的温度与压力下填充模腔的能力称为流动性。它与铸造合金流动性的概念相似。

热塑性塑料流动性的大小，通常可以从树脂分子量及其分布，熔体流动指数（MFI），表观黏度以及阿基米德螺旋线长度等一系列参数进行预测。分子量小、分子量分布宽，熔体流动指数高，表观黏度小，阿基米德螺旋线长度长，表明其流动性好；反之，其流动性差。热固性塑料的流动性，通常以拉西格流动性（以mm计）来表示。

影响流动性的因素主要有温度、压力、模具及塑料品种。

（1）温度的影响　塑料温高则流动性增大，但不同的塑料品种，其影响程度差异甚大。

（2）压力的影响　压力增加则塑料熔体受剪作用增大，熔体的表观黏度下降，因而其流动性增大，尤以聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯、ABS和有机玻璃等塑料有“剪切变稀”的显著现象。故这些塑料在成形加工时，宜使用“低温高压”的技术。

（3）模具的影响　浇注系统形式、尺寸、布置，冷却系统设计，流速阻力等因素都直接影响到熔体在模腔内的实际流动性。

（4）塑料品种的影响　就热固性塑料而言，如粒度细匀、湿度大，含水分及挥发物多，预热及成形条件适当等均有利于改善流动性；反之，则流动性变差。

塑料流动性的好坏，在很大程度上影响着成形过程的许多参数，如成形时的温度、压力，模具浇注系统的尺寸及其结构参数。流动性小，将使填充不足，不易成形，成形压力大；流动性大易使溢料过多，填充型腔不密实，塑料制品组织疏松，易粘模具及清理困难，硬化过早。因此，选用塑料的流动性必须与塑料制品要求、成形过程及成形条件相适应。模具设计时应根据流动性来考虑浇注系统、分型面及进料方向等。

2）收缩性

塑料制品自模腔中取出冷却至室温后，其尺寸发生缩小的这种性能称为收缩性。塑料制品尺寸收缩不仅是树脂本身热胀冷缩的结果，而且还与各种成形因素有关。所以准确地说，成形后塑料制品的收缩应称之为成形收缩。

（1）成形收缩形式　塑料制品主要有以下四种成形收缩形式。

①线尺寸收缩　由于热胀冷缩、塑料制品脱模时弹性恢复、变形等原因导致塑料制品脱模冷却到室温后，其尺寸缩小。

②方向性收缩　成形时由于分子的取向作用，使塑料制品呈现各向异性，沿料流方向收缩大，强度高，与料流垂直方向则收缩小，强度低。此外，成形时由于塑料制品各部位密度及填料分布不均匀，故使收缩也不均匀。由于收缩的不一致，将使塑料制品易于翘曲、变形和产生裂纹，尤其在挤出成形和注射成形时，方向性表现得更为明显。

③后收缩　当塑料制品在储存和使用条件下发生应力松弛致使塑料制品发生再收缩称为后收缩。一般塑料制品要经过30～60h后尺寸才能最后稳定。通常热塑性塑料制品的后收缩比热固性塑料大，压注及注射成形塑料制品的后收缩比压缩成形大。

④后处理收缩　某些结晶型塑料制品让其自然时效，完成后收缩，往往需要很长时间，故通常采用热处理工艺让其有充分条件完善其结晶过程，使之尺寸尽快稳定下来。在这一过程中塑料制品所发生的收缩称为后处理收缩。

（2）影响收缩的因素　影响塑料制品收缩的因素有以下四种。

①塑料品种的影响　各种塑料都有其各自的收缩率范围，同一种塑料由于相对分子质量、填料及配比等不同，则其收缩也不同。热塑性塑料的收缩值比热固性塑料大，且收缩范围宽，方向性更明显。结晶型热塑性塑料，因存在有结晶过程引起体积的缩小，内应力增强，分子取向倾向增大，导致其收缩方向性差别增加。

②塑料制品特性的影响　塑料制品形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、数量及其布局等对塑料制品的收缩值也有重大影响，如塑料制品壁厚则收缩率大，有嵌件则收缩率小。

③模具的影响　模具结构、分型面选择、加压方向、浇注系统形式、浇口位置、数量、截面尺寸对收缩值及其收缩方向性也有很大的影响。尤以压注与注射成形更为明显。

④成形条件的影响　模具温度高收缩值大；反之，收缩值小。注射压力高，保压时间长，塑料制品收缩值降低；反之，收缩值增大。就热固性塑料而言，随预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填料类型及硬化特性的不同，也会对其收缩值及其收缩方向性造成影响。

综上所述，影响收缩率大小的因素很多，收缩率不是一个固定值，而是在一定范围内变化，收缩率的变化也将引起塑料制品尺寸波动，因此，模具设计时应根据以上因素综合考虑选择塑料的收缩率。

（3）收缩率的计算　塑料制品成形收缩值可用收缩率SCP表示

3）结晶型

在塑料成形过程中，根据塑料冷却时是否具有结晶特性，可将塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料两种。结晶型塑料具有结晶现象的性质称为结晶性。

结晶型塑料成形特性表现如下。

（1）结晶型塑料因其结晶熔解需要热量，故使其达到成形温度要比非结晶型塑料达到成形温度需要更多的热量。

（2）冷凝时，结晶型塑料放出热量多，需要较长的冷却时间。

（3）由于结晶型塑料硬化状态时的密度与熔融时密度差别很大，成形收缩大，易发生缩孔、气孔。结晶型塑料收缩率在0.5%～3.0%之间，且有方向性；而非结晶型塑料收缩率在0.4%～0.6%之间。

（4）由于分子的定向作用和收缩的方向性，结晶型塑料制品易变形、翘曲。

（5）冷却速度对结晶型塑料的结晶度影响很大，缓冷可提高结晶度，急冷则降低结晶度。

（6）结晶度大的塑料制品密度大，强度、硬度高，刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑料制品柔软性、透明性好，伸长率和冲击韧度较大。因此，可以通过控制成形条件来控制塑料制品的结晶度，从而控制其特性，使之满足使用需要。

属结晶型塑料如聚乙烯、聚丙乙烯等。属非结晶型塑料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS等。

4）吸湿性与黏水性

塑料中因有各种添加剂，使其对水分各有不同的亲疏程度。所以，塑料吸湿性大致可分为两类:一类是具有吸湿或黏附水分倾向的塑料，如ABS、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等；另一类是既不吸湿也不易黏附水分的塑料，如聚乙烯、聚丙烯等。

对于具有吸湿或黏附水分倾向的塑料，在成形过程中由于水分在高温料筒中变为气体并促使塑料发生水解，导致塑料起泡和流动性下降，这不仅增加了成形难度，而且降低了塑料制品的表面品质和力学性能。因此，对这一类塑料，在成形之前应进行干燥，以除去水分。一般水分应控制在0.4%以下，ABS的含水量应控制在0.2%以下。

5）热敏性和水敏性

热敏性塑料是指对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降聚、分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等，有的气体对人体、设备、模具有害，而且降低塑料的性能，应予以预防。为了防止热敏性塑料在成形加工过程中出现分解现象，一方面在塑料中加入热稳定剂，另一方面应选择螺杆式注射机，模具可镀铬。同时，必须严格控制成形温度、模温、加热时间等。

有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发生分解，称此性能为水敏性，对此种塑料必须预先加热干燥。

2.塑料状态与温度的关系

图11－2所示为结晶型塑料和无定型塑料三态与温度之间的关系。温度小于t_g时塑料是玻璃态，温度在t_g－t_f之间是高弹态，温度在t_f－t_d之间是黏流态（即塑性良好的状态）。温度大于t_d时塑料降解而变稀，这时模内分型面处易溢料。塑料在玻璃态时可进行机械加工；高弹态时可进行热冲压变形，热锻及真空成形；黏流态时可注射、模压、吹塑、挤出成形。

3.温度和压力对黏度的影响

塑料的黏度随着压力和温度的升高而降低，如图11－3所示。黏度降低可增加塑料的流动性，有利于塑料制品的成形。

图11－2　塑料状态与温度的关系

图11－3　塑料黏度与压力、温度的关系

11.1.2　塑料制品成形技术方法

塑料成形加工一般包括原料的配制和准备、成形及制品后加工等几个工序，成形是将一定形态的塑料原料制成所需的形状或坯件的过程。成形的方法很多，分类也不一致，一种较常用的分类法是将成形分为一次成形和二次成形。在大多数情况下一次成形是通过加热使塑料处于黏流态，经过流动、成形和冷却硬化（或交联固化）将塑料制成各种形状的制品，图11－4所示为塑料成形加工过程。一次成形法能制得从简单到复杂形状的尺寸精密的制品，应用广泛。一次成形包括挤出、注射、模压成形、传递模压、发泡成形、压延、模压烧结等。

图11－4　塑料制品成形加工过程示意图

二次成形是将塑料制品，如片材、棒材或管材再制成所需外形的方法，二次成形包括热成形、固相成形等。后续加工处理包括机械加工、修饰、装配等；机械加工指在成形后的制件上钻孔、车螺纹、车削或铣削等过程，用来完成成形过程所不能完成或完成得不够理想的工作；修饰是美化塑料制品的表面或外观，间或也达到其他目的，例如，为提高塑料制品的介电性能，就要求制品具有高度光滑的表面；装配是将各个已经完成的部件连接或装配以使其成为一个完整的制品。可见，在塑料制品成形加工过程中，成形是一切塑料制品生产的必经步骤；后续加工处理通常是根据制品要求取舍的，并不是每种塑料制品都需完整地经过后续加工处理，相对于塑料的成形过程来说，后续加工过程常居于次要地位。

近年来，成形方法的发展非常迅速，其发展趋势主要是节能、省料、提高效率和改进制品性能。尽管塑料成形方法较多，但最基本的成形方法有以下几种，其他方法大多为它们的变种和发展。

1.挤出成形

挤出成形是使加热或未经加热的塑料，通过成形孔变成连续成形制品的方法。根据塑料塑化方式的不同，挤出工艺可分干法和湿法两种:干法塑化是靠加热将塑料变成熔体，塑化和加压可在同一个设备内进行，定型处理仅为简单的冷却；湿法塑化是用溶剂将塑料充分软化，因此，塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除，同时还得考虑溶剂的回收；湿法挤出虽有塑化均匀和避免塑料过度受热的优点，但由于上面提到的缺点，故很少采用，仅限于硝酸纤维素和少数乙酸纤维等不能加热塑化的塑料的挤出。

1）挤出成形过程及工艺参数

（1）通常挤出成形过程包括塑化、挤出成形和冷却定型三个阶段。

①塑化　塑料由挤出机料斗加入料筒后，在料筒温度和螺杆旋转、压实及混合作用下，由固态的粉料或粒料转变成为具有一定流动性的均匀连续熔融体的过程。

②挤出成形　均匀塑化的塑料熔体随螺杆的旋转而向料筒前端移动，到达料筒内多孔板后，在螺杆的旋转挤压作用下，通过多孔板流入模具（机头），并按模具中成形零部件的形状成形的过程。

③冷却定型　被挤出的具有一定形状的高温塑料在挤出压力和牵引力作用下，经冷却后，形成具有一定强度、刚度和一定尺寸精度的连续制品的过程。

（2）挤出成形的主要技术参数是温度、压力和挤出速率等。

①温度　在挤出成形过程中，根据物料在料筒内的位置和状态，将其分为三个区域，即加料段、压缩段和计量段。在加料段内塑料呈固体状态，故又称固体输送段。在压缩段物料由固态逐渐被螺杆压实并转化为熔体，故又称熔融段；计量段的熔体进一步塑化均匀，并使料流定量定压由机头流道均匀挤出，故称为均匀段。为了保证塑料在料筒中输送、熔融、均匀化和挤出过程顺利进行，必须控制料筒及料筒各段的温度。一般情况下，加料段温度不宜过高，压缩段和计量段则可控制高一点。具体应根据塑料制品的种类和形状尺寸而定。料筒温度升高时塑料黏度降低，有利于塑化并增加生产率；但如果机头和口模温度过高，挤出物的形状稳定性变差，制品的收缩率便增加。因此，机头温度应控制在塑料分解温度以下，口模处的温度可比机头温度稍低一些，但应能保证塑料熔体具有良好的流动性。

②压力　在挤出成形过程中，由于料流的阻力，螺杆螺槽深度的改变，滤网、过滤板、分流器和口模的阻力，在塑料内部建立起一定的压力。这种压力是塑料变为熔融状而得到的均匀熔体，最后挤出致密塑料制品的重要条件之一。

增加机头压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品致密度，但机头压力过大将影响生产率。因此，必须根据塑料品种和塑料制品类型确定合理的数值及参数。

③挤出速率　挤出速率是单位时间内从挤出机口模挤出的塑料质量（kg/h）或长度（mm/min）。挤出速率代表着挤出机生产率的高低。影响挤出速率的因素很多，如机头的阻力，螺杆和料筒的结构、螺杆转速以及塑料的特性等。一般情况下，当螺杆和料筒确定后，挤出速率与螺杆转速、机头阻力、塑料特性有关。挤出速率波动将影响塑料制品的几何形状和尺寸精度。因此，除了正确确定螺杆结构参数之外，还应控制其转速和挤出温度的稳定性，注意加料情况的正常性等。

2）成形设备

挤出成形设备主要是挤出机和挤出模具。挤出机一般分为螺杆式和无螺杆式两大类，螺杆式挤出机又分单螺杆（见图11－5）、双螺杆和多螺杆挤出机。其工作原理是借助于螺杆旋转产生的压力和剪切力，使物料充分塑化和均匀混合，通过形腔（口模）而成形，因而使用一台挤出机就能完成混合、塑化和成形等一系列工序，进行连续生产。无螺杆挤出机以柱塞式挤出机为主，柱塞式挤出机主要是借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模而成形。料筒内物料挤完后柱塞退回，待加入新的塑化料后再进行下一次操作，生产是不连续的，而且对物料不能充分搅拌、混合，还需预先塑化。该设备仅用于黏度特别大，流动性极差的塑料。

图11－5　单螺杆挤出机示意图

1—传动装置；2—冷却水夹套；3—料筒；4—流道；5—过滤网；6—机头和口模；

7—过滤板；8—螺杆；9—加热器；10—热电偶；11—料斗

3）成形特点

与其他成形方法相比挤出成形的特点是:①生产连续化且可根据需要制造任意长度的制品；②比注射成形生产效率高；③应用范围广；④可以完成不同工艺过程的综合性加工，如挤出机与压延机配合生产薄膜，挤出机与复合机配合生产复合制品，挤出机与造粒机配合可以造粒等；⑤生产操作简单，工艺控制较容易。

另外，挤出成形中有一个区别于其他成形的特有现象，即制品出模膨胀。因此，在产品设计、工艺设计和模具设计中必须考虑补偿措施。

4）适用塑料和典型制品

挤出成形适用于所有的热塑性塑料，最常用的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等，也可用于某些热固性塑料。

挤出制品约占热塑性塑料制品的40%～50%，典型制品有塑料薄膜、塑料板材和管材、塑料门窗异型材、微发泡板材、棒材、片材、电线电缆的包覆物等。

5）发展趋势

今后挤出成形仍将是塑料成形加工的主要方法，并向计算机控制方向发展，以求得更高程度的自动化挤出作业，将更全面地与其他成形方法（如热成形）相结合，为塑料制品提供更为完整的成形加工系统。

2.注射成形

注射成形又称注射模塑或注塑成形，它是在加压下将物料由加热料筒经过主流道、分流道、浇口注入闭合模腔的模塑方法，是热塑性塑料制品的一种主要成形方法。随着注射成形技术的发展，注射成形已成功地应用于某些热固性塑料制品，甚至橡胶制品的工业生产中。注射成形具有生产周期短，能一次成形外形复杂，尺寸精确和带有金属嵌件的塑料制品，生产效率高，易于实现自动化操作，加工适应性强等优点，但成形设备昂贵。

1）注射成形过程及工艺参数

注射成形是根据金属的压铸技术发展起来的，其成形原理示意图如图11－6所示，将粒状原料在注射机的料筒内加热熔融塑化，在柱塞或螺杆加压下，压缩熔融物料并向前移动，然后通过料筒前端的喷嘴以很高的速度注入温度较低的闭合模具内，冷却定形后，开模就得制品。

注射成形过程包括成形前的准备、注射成形过程及塑料制品的后处理三个阶段。这里主要介绍注射成形过程。注射成形过程示意图如图11－7所示，其成形过程分为加料，塑料熔融、注射、制品冷却和制品脱模等五个主要工序。

在注射成形过程中，一些主要因素将直接影响成形操作和制品的品质。这些主要因素是成形温度（包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度等）、注射压力和速度及成形周期。图11－8所示为注射成形面积图，在“成形区域”以外加工，将会出现图中所示的各种品质问题。

（1）料筒温度　料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，又不引起塑料分解。料筒温度主要根据塑料的熔点或软化点来确定，各种塑料具有不同的流动温度。因此，对非结晶型塑料，料筒末端最高温度应高于流动温度，而对结晶型塑料应高于熔点，但必须低于塑料的分解温度，否则，将导致熔体分解。此外，还应根据制品的大小、厚薄、流程长短和成形时间进行调整。如薄壁塑料制品的模腔较狭窄，熔体注入阻力大，冷却快，因此料筒温度应选择高一些，以便提高塑料的流动性，达到顺利充模的目的。而对厚壁塑料制品，则料筒温度可选择低一些。

图11－6　注射成形原理示意图

1—柱塞；2—料斗；3—冷却套；4—分流梭；5—加热器；6—喷嘴；7—固定模板；8—制品；

9—活动模板；10—顶出杆；11—冷却水；12—螺杆；13—油缸；14—马达；15—齿轮

图11－7　注射成形过程示意图

选用不同类型的注射机，塑料在料筒内的塑化过程不同，因此选择料筒温度也不同。如对于柱塞式注射机，料筒温度应高些，以使塑料内外层受热，塑化均匀。而对于螺杆式注射机，由于螺杆旋转搅动，使物料受高剪切作用，物料自身摩擦生热，因此，料筒温度选择可低一些。

料筒温度分布是，靠近料斗处较低，在喷嘴端较高。

（2）喷嘴温度　喷嘴温度一般比料筒最高温度略低一些，以避免产生流涎现象，但也不能太低，以防堵塞喷孔，或在模腔中流入冷凝料。

（3）模具温度　模具温度取决于塑料的种类、塑料制品尺寸与结构、性能要求及其他技术条件等。注射成形模具一般呈两种状态，一种是加热状态，一种是冷却状态。是采用冷却状态还是加热状态，主要取决于塑料的种类。如成形聚烯烃、有机玻璃和尼龙制品时，模具都要通水冷却。对一些黏度高、流动性差、结晶速度快、内应力敏感的塑料，如聚碳酸酯等，注射时模具必须加热，否则，制品容易开裂。模具加热温度以不超过塑料的热变形温度为限。模温太高，制品脱模时就会变形。

图11－8　注射成形面积图

（4）注射压力　注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。其作用是克服塑料流动充模过程中的流动阻力，使熔体具有一定的充模速率；对熔体进行压实。注射压力的大小取决于塑料品种、注射机类型、模具结构、塑料制品厚度和流程以及其他技术条件，尤其是浇注系统的结构和尺寸。在塑料熔体黏度较高、壁薄、流程长和针尖浇口等情况下，采用较高的注射压力；模具结构简单，浇口尺寸较大时，注射压力可以较低；料筒温度高、模具温度高的注射压力也可以较低。

（5）成形时间　成形时间是指完成一次注射成形全过程所需的时间。成形时间过长，在料筒中的原料因受热时间过长而分解，塑料制品因应力大而降低强度。成形时间过短，会因塑化不完全导致制品变形。因此，合理的成形时间是保证制品品质，提高生产率的重要条件。

2）成形设备

注射成形所用的设备主要是注射机和注射模具。目前，注射机的类型很多，分类方法也各有不同，但普通的分类方法是按塑料在料筒中熔融塑化的方式来分类，即柱塞式注射成形机和螺杆式注射成形机。

注射机主要由料筒和螺杆或柱塞组成（见图11－6），前者的作用是加热塑料，使其达到熔化状态，后者是对熔融塑料施加高压，使熔融料射入并充满型腔。注射模具主要由浇注系统和模腔组成。

3）成形特点

注射成形是三维复杂塑料制品批量生产的主要方法，是体积消耗量最大的塑料加工方法，具有很大的设计灵活性。它是变种最多的一种成形方法，如热塑性塑料注射成形、热固性塑料注射成形、夹层注射成形、液体注射成形、结构发泡注射成形、注射压制成形等。另外，在注射成形中，制品的复杂程度决定模具的复杂程度，制品的精度对模具设计制造的依赖性最大，故对模具设计制造技术要求较高。

4）适用塑料和典型制品

几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）都可以采用注射成形，另外，还有针对热固性塑料（如酚醛塑料）的注射成形。

注射成形的塑料制品约占目前塑料制品的20%～30%，其主要产品有电视机、电话机、音响等家电外壳，汽车保险杠、仪表板、蓄电池外壳等汽车用塑料件等。从塑料产品的形状看，除了很长的管、棒、板等塑材不宜采用注射成形外，其他各种形状和尺寸的塑料制品几乎都可以成形。

5）发展趋势

注射成形今后仍将是复杂三维塑料制品的主要成形方法。影响注射成形工艺和制品性能的各类问题，如塑料材料的变化（品种繁多）对成形的影响，模具的质量控制及注射机过程控制等正在逐步得到解决（将更多地采用CAD/CAM/CAE技术进行模具设计、制造和分析），以使模具设计标准化、科学化，较少地依赖经验和技巧，大大提高模具设计制造质量、缩短生产周期，同时注射机将更加趋于高效、高精度和高自动化。

3.模压成形

模压成形（又称压缩模塑、压塑成形等）是塑料成形加工技术中历史最悠久，也是最重要的方法之一。它是将粉状、粒状或纤维状的塑料放入加热的模具形腔中，然后合模加压使其成形固化，最后脱模成为制品。模压成形可兼用于热固性塑料和热塑性塑料，对热塑性塑料，由于其无交联反应，所以在充满模腔后必须冷却至固态温度，才能开模取出制品；因热塑性塑料模压成形时需要交替地加热、冷却，故生产周期长、效率低、所以只限制一些流动性很差的热塑性塑料的成形。

1）模压成形过程及工艺参数

模压成形过程一般包括模压成形前的准备及模压过程两个阶段，塑料的准备又分为预热和预压两部分。预热对热固性和热塑性塑料均适用，而预压一般适用于热固性塑料。对热固性塑料而言，模压成形时置于型腔中的塑料一直处于高温状态，并在压力作用下先由固体变为半液体并在该状态下充满型腔而形成与型腔形状一样的模制品，随着交联反应的深化，半液体的黏度逐渐增加直至变为固体，最后脱模成为制品。对热塑性塑料而言，模压成形的前一阶段与热固性塑料相同，但是由于没有交联反应、所以在型腔充满后，须进行冷却使其固化才能脱模成为制品，其流程如图11－9所示。

图11－9　模压过程流程图

通常，模压成形前的准备工作主要是指预压、预热和干燥等预处理工序。模压成形过程主要包括加料、合模、排气、交联固化、制品脱模、清理模具等。这里着重讨论模压成形过程。

（1）加料　加料的关键首先是控制加料量，因为加料量的多少直接影响塑料制品的尺寸和密度，所以必须严格控制加料量；其次是物料的合理堆放，以免造成塑料制品局部疏松现象。

（2）合模　加料后即进行合模，合模要按先快速、后慢速的合模方式进行。当凸模尚未接触物料前，为缩短生产周期，避免塑料在合模之前发生化学反应，应尽快加大合模速度。当凸模接触塑料之后，为避免嵌件或模具成形零件的损坏，并使模腔内的空气充分排出，应放慢合模速度。

（3）排气　成形热固性塑料时，必须排除成形物料中的水分和低分子挥发物变成的气体以及化学反应时产生的副产物，以免影响塑料制品的性能和表面质量。一般在模具闭合后，将压缩模具松动一定时间，以便排气。排气操作应力求快速，并要在塑料处于可塑状态下进行。

（4）交联固化　模压热固性塑料时，塑料制品依靠交联反应固化定型，即为硬化过程。这一过程进行的时间是要保证硬化良好，获得最佳性能的制品。但对固化速率不高的塑料，有时不必将整个固化过程放在模具内完成，只需塑料能完整脱模即可结束成形，然后采用后烘处理来完成固化，模内固化时间根据塑料品种、塑料制品厚度、预热状况与成形温度而定。

（5）塑料制品脱模　制品脱模可采用手动推出脱模和机动推出脱模。

（6）清理模具　脱模后必须除去残留在模具内的塑料废边，用压缩空气吹净模具。

模压成形过程的工艺参数主要包括成形温度、成形压力和成形时间。

①成形温度　对热固性塑料来讲，加热的目的是使塑料在模具型腔中受热软化，便于充满型腔，同时在特定的温度下，使塑料发生化学交联，最终为不溶解、不熔融的塑料制品。成形温度是影响成形时间、成形压力、制品品质的重要因素。选择成形温度通常应考虑塑料品种、制品的尺寸及形状、成形压力大小以及预热等具体条件。如果成形温度过高，将使交联反应过早发生，且反应速度加快，虽有利于缩短固化时间，但因物料熔融充模时间变短，易发生充型困难的现象。此外，成形温度过高还降低塑料制品表面品质和性能。成形温度过低，塑料的流动性变差，不能充满型腔或反应不完全。成形温度低，还必须采用较高的成形压力。

②成形压力　成形压力的作用是使熔融塑料充满型腔，并使其压实、压紧；同时，排除在压制过程中由于化学反应而产生的水蒸气和挥发物质，从而避免制品起鼓、变形、甚至开裂，以保证模压成形塑料制品的密度合适、尺寸精度高并具有清晰的表面轮廓。

塑料品种、物料形态、塑料制品形状尺寸、成形温度、硬化速度、压缩率和预热情况等均影响成形压力的大小。对于流动性差的塑料，为保证其顺利充模需采用较高的成形压力。塑料制品形状越复杂、成形温度越低、成形深度越大、收缩率越大所需成形压力越大，未经预热的成形物料所需的成形压力越大。

③成形时间　成形时间是指加料、合模、排气、加压、固化、脱模、模具清理等工序所需的时间。在此时间内，塑料完成其化学反应，硬化成一定形状的制品，成形时间与成形温度、制品厚薄及塑料的硬化速度有关。通常提高成形温度，可以缩短成形时间。塑料制品厚度较大时，一般需要较长成形时间，否则，塑料制品内层就有可能因为交联程度不够而欠熟，但成形时间过长时，塑料制品外层有可能过热。此外，对成形物料进行预热或预压，以及采用较高的成形压力时，成形时间均可适当缩短。

2）成形设备

模压成形的主要设备是压机和模具。压机的作用在于通过模具对塑料施加压力，开、闭模具和顶出制品。模压成形所用压机的种类很多，但用得最多的是自给式液压机，压力自几万牛至几百万牛不等。

所用模具按其凸、凹部分的结构特征分为溢料式、不溢式和半溢式等，其中以半溢式用得最多，适用于各种模压成形场合，如单型腔、多型腔、大的、复杂的塑料制品等。在模具基本结构不变的情况下有时为了降低制模成本，改进操作条件，或便于模塑更为复杂的制品，可对模具做适当改进，如多槽模和组合模就是常见的改进后的模具。

（1）溢料式模压成形模　溢料式又称敞开式模压模，其典型结构如图11－10所示。该模具无单独的加料腔，模具型腔起加料腔作用。型腔的高度等于塑料制品的高度。由于凸模、凹模没有配合面，因此，模压时过剩的塑料极易溢出，有时在塑料还未压实前，余料已从四周挤压面B向外溢出，使成形密度不高，强度也差。同时，这类模具压缩的塑料制品飞边是水平方向的，去除溢边常会损害塑料制品的外观。

溢料式模具的优点是:结构简单，塑料制品易取出。加料不需要十分准确，一般应稍过量，约为制品质量的5%。它适合于压制扁平的盘形塑料制品，流动性好的低精度及薄壁大型塑料制品。如各种盒盖、纽扣、装饰品等。

图11－10　溢料式模具结构示意图

1—凸模；2—凹模；3—制品；

4—导柱；5—垫板；6—顶出杆

图11－11　不溢式模具结构示意图

1—凸模；2—凹模；3—制品；

4—顶出杆；5—垫板；6—导柱

（2）不溢式模压成形模　不溢式模具结构如图11－11所示。该模具结构特点是加料腔是型腔的延续，其断面形状、尺寸与型腔完全相同，无挤压面、成形时压力机的压力全部传递到塑料制品上，能获得密度高、强度大、形状复杂、壁薄、长流程、比容大的塑料制品。特别适用于含棉布、玻璃纤维等长纤维模料的塑料制品。由于凸横和凹模有一定配合（单边间隙为0.07～0.08mm），产生溢边少，且呈垂直方向分布，易除去。

图11－12　半溢式模具结构示意图

采用不溢式模具结构时，由于塑料的溢出量少，加料量直接影响制品的高度尺寸，所以加料要求准确。一般也不应设计成多腔式模，因为加料稍有不均衡就会形成各腔压力不均等，导致部分塑料制品欠压。凸模与凹模配合较紧密，装卸时易造成模具损伤或塑料制品缺料。为防止凸模与凹模的磨损，应使用较好的模具材料，进行淬火处理获得较高的硬度。由于加料室与型腔断面尺寸相同，顶出制品过程会擦伤塑料制品表面，影响外观质量。不溢式模具脱模困难，应设脱模装置。

（3）半溢式模　其结构如图11－12所示，该模具结构特点是有加料腔、挤压面。加料腔设在型腔上方，其断面常常大于型腔尺寸，两者交界处形成一个宽度为4～5mm的挤压环。挤压环起限制凸模行程的作用，故易于保证塑料制品高度方向的尺寸精度。凸模在四周开有纵向溢料槽，使多余的塑料溢出，因此，加料量不必严格控制。用这类模具使用成形的塑料制品兼有溢式和不溢式的优点，既能保证壁厚尺寸精度，又能保证高度方向尺寸精度，而且致密度高。模具使用寿命长，塑料制品脱模容易，凸模与加料腔在制造上较不溢式简单。其缺点是对于流动性差的片状或纤维状塑料的成形会形成较厚的毛边。

3）成形特点

与注射成形相比，模压成形的主要优点是可模制较大平面的制品和利用多槽模进行大批量生产，其中热固性塑料模塑制品具有耐热性能好、使用温度范围宽、变形小等特点；模压成形可采用普通液压机，模具无浇注系统，结构简单，适用于流动性差的塑料，易于成形大型制品；制品的收缩率较小，变形小，各向性能比较均匀。其缺点是成形周期长、生产效率低；自动化程度较低，劳动强度大；溢边较厚，对于厚壁、带有深孔和形状复杂的制品难以成形；模具易变形、易磨损、寿命短且自动化程度较低，工人劳动强度大。

4）适用塑料和典型制品

模压成形时塑料在型腔内处于半液态，并在这种状态下充满型腔，内应力很低，易于保持制品形状。由于模塑时对塑料的流动性要求较低，因此适用于高黏性塑料。

模压成形主要用于热固性塑料制品的生产，所用塑料主要有酚醛树脂类、氨基树脂类、环氧树脂类、有机硅（主要是硅醚树脂的压塑粉）树脂类塑料，以及硬聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯、氯乙烯与乙酸乙烯共聚物、聚酞胺等，其中以酚醛塑料、氨基塑料使用最广。其制品主要用作机械零部件、电器绝缘件和日用品等，如汽车配电盘、电器开关、餐具等。

5）发展趋势

模压成形正在发展成为一种更精确的加工方法。在加工过程中，采用更多的联机控制的自动化技术对材料进行预热、预压、加料和制品脱模，以提高效率和保证质量。将模压成形技术与其他成形加工方法结合起来加工出耐高温和结构复杂制品是模压成形的发展趋势。

4.传递模压

传递模压（又称传递模塑）是将热固性塑料经过加热室进入加热模具的闭合模腔，而成形的方法。它分为活板式、罐式、柱塞式三类，最常用的为活板式。传递模压能制出模压成形难以制作的外形复杂、薄壁或壁厚变化很大及尺寸精度高的制品，而且生产周期比压缩模塑短。

1）成形设备

传递模塑使用的设备根据传递模塑的三种不同形式有所不同。活板式传递模塑通常采用手工操作，制得的制品较小，而且所带嵌件大多两端都伸出制品表面。这种方法所采用的压机就是模压成型用的压机，只是所用模具略有不同，除凹、凸模外，还有一活板装置。

罐式传递模塑与活板式传递模塑极为相似，只是所用模具的结构不同。该模具主要特点是，传递柱塞的截面积应比凹凸模分界面上的制品、分流道和主流道等截面积的总和大10%，以便保证模具在模塑中能完全闭合。这种方式可采用多槽模或成形较大的制品，并可进行半自动化操作。

柱塞式传递模塑所用压机具有两个液压操纵的柱塞，分别称为主柱塞和辅柱塞，前者用作夹持模具后者用作挤压塑料。

2）成形特点

尽管传递模塑使用的设备有所不同，但塑料都是在塑性状态下采用较低压力充满闭合型腔。因此，传递模塑具有以下优点:①可成形薄壁和复杂形状制品；②可制造带有精细或易损嵌件和穿孔的制品；③制品性能较均一，尺寸较准确；④制品废边少，可减少后加工量；⑤模具的磨损较小。

传递模塑也有其明显的缺点:①塑料在通过流道和浇口时受较大压力，产生高剪切应力，易于产生较大收缩和翘曲变形；②成本较压缩模塑高，塑料损耗多；③纤维增强的塑料成形时，制品会因纤维取向产生各向异性；④嵌件四周的塑料有时会因熔接不牢而使制品强度降低。

3）适用塑料及典型制品

适用于传递模塑的塑料以热固性塑料为主，一般适用于模压成形的塑料也适用于传递模塑，如酚醛类、环氧类、三聚氰胺甲醛类塑料等。其典型塑料制品有集成电路（IC）芯片，带有金属镶嵌件的热固性塑料制品，如电器开关等。

4）发展趋势

传递模塑发展至今仍是一种具有生命力的热固性塑料加工方法，尤其在电子、电器行业及带有嵌件制品的成形加工中具有广阔市场。

5.吹塑成形

吹塑是通过将挤出或注射的管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状态时，置于各种形状的模具中，并及时在管坯或型坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于型腔壁而成形，经冷却脱模后，即得中空塑料制品。

1）吹塑工艺方法

吹塑的形式主要有注射吹塑、挤出吹塑或挤伸吹塑三种，但后者不能独立成为一种加工方法，必须与注射吹塑或挤出吹塑结合起来，而形成注射拉伸吹塑或挤出拉伸吹塑。尽管它们有形式上的差异，但吹塑过程的基本步骤是相同的，主要包括:①熔融材料；②将熔融树脂形成管状物或型坯；③将中空型坯于吹塑模中熔封；④将模内管坯或型坯吹胀；⑤冷却；⑥从模具中取出制品；⑦修整。

（1）中空塑料制品吹塑　中空塑料制品吹塑是将处于熔融状态的空心塑料型坯置于闭合的吹塑模具型腔内，然后向其内部通以压缩空气，以迫使其表面积胀大，并贴紧模腔内壁，最后冷却定型得到具有一定形状和尺寸的中空吹塑制品。

应用中空吹塑可以生产各种塑料容器。适于中空吹塑成形的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚酰胺等。其中聚乙烯应用最为广泛。

吹塑成形过程包括塑料型坯的制造和吹塑成形。根据型坯制造方法不同，吹塑成形又分为注射吹塑成形和挤出吹塑成形。

①注射吹塑成形　注射吹塑成形是用注射成形法将塑料制成有底型坯，再把型坯趁热移到吹塑模具中吹塑成形得到中空容器制品。注射吹塑成形的优点是制品壁厚均匀、质量公差小、后加工量小、废边少、制品表面粗糙度好。但需要注射和吹塑两付模具，故设备投资大。

注射吹塑成形工艺过程如图11－13所示，注射机将熔融的塑料注射成型坯，开模后型坯仍留在芯模上，将芯模整体移至吹塑模具中，趁热合模并从芯模吹入0.2～0.7MPa的压缩空气进行吹塑成形，在压力冷却后即可脱模。

②挤出吹塑成形　挤出吹塑是利用挤出法将塑料挤成管坯，如图11－14所示。

这种成形方法的优点是设备与模具结构简单，缺点是型腔壁厚不易均匀，从而会引起吹塑制品壁厚的差异。

③拉伸吹塑成形　拉伸吹塑成形技术是一种较先进的吹塑成形方法。它先经挤出或注射成形制成型坯，然后将型坯处理至理想的拉伸温度，经内部的拉伸芯棒或外部的夹具借机械作用力进行纵向拉伸，同时或稍后再经压缩空气吹胀进行横向拉伸。经过这样的双向拉伸以后，吹塑制品的透明度、冲击强度、表面硬度和刚度都有较大的提高。

注射拉伸吹塑过程可分为注射型坯、加热、拉伸、吹塑和取出制品四个步骤。其技术过程如图11－15所示。

图11－13　注射吹塑成形过程示意图

1—注射机嘴；2—注射型坯模；3—空心凸模；4—加热器；5—吹塑模；6—制品

图11－14　挤出吹塑成形过程示意图

1—挤出机头；2—吹塑模；3—管状型坯；4—压缩空气吹管；5—制品

图11－15　注射拉伸吹塑成形过程示意图

1—热分流道；2—注射型坯；3—冷却水孔；4—加热型坯；

5—模具口部；6—加热体；7—拉伸；8—吹塑；9—取出制品

如图11－15（a）所示，将熔融塑料注射入型坯模中，急冷而形成透明的有底型坯；如图11－15（b）所示将型坯的螺纹部分用口部模具夹持移向加热工位，用内外加热器进行加热；如图11－15（c）所示将加热的有底型坯移向拉伸、吹塑工位后约拉伸两倍左右吹塑成形；如图11－15（d）所示将拉伸吹塑后的制品移向制品取出工位，螺纹部分模具开启，取出制品。

（2）薄膜吹塑成形　塑料薄膜可以用压延、吹塑及狭缝机头直接挤出等方法生产。其中吹塑法生产薄膜最经济，它要求的设备和成形过程简单，操作方便，而且同一台设备可在适当范围内调整薄膜的宽度和厚度，生产出不同规格的品种。吹塑薄膜还具有物理力学性能好，强度较高的优点，吹塑法可以加工软质和硬质聚氯乙烯、高密度和低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等多种塑料薄膜。

薄膜吹塑成形是利用挤出机将熔融塑料成形为薄膜管坯后，从机头中心向管坯吹入压缩空气，迫使管坯在高温下发生吹胀变形并转变成管状薄膜，导入牵引辊然后折叠卷取成为薄膜制品。

2）成形设备

吹塑设备除用注射机和挤出机外，主要是吹塑用的模具吹塑模具通常由两瓣组成，其中设有冷却剂通道，吹塑模具在生产过程中因受压力不大，结构较简单，故多选用强度较低的材料如铝、锌及其合金、铸铁和钢材等。

3）成形特点

与其他塑料成形方法相比，吹塑成形的优点是所需锁模力较小、模具承受的压力较小、成塑产生的废料较少，但吹塑制品多是中空制品，有效控制制品壁厚的均匀性是保证吹塑制品质量的关键，对注射吹塑而言，其优点是制品壁厚较均匀、瓶颈尺寸稳定、废料少、更换模具容易，缺点是模具费用高、型坯温度不易控制、不能生产有柄制品，其适用于生产批量大、小型的精密容器；对挤出吹塑而言，其优点是可吹制各种尺寸的中空制品、设备费用低、可制造形状不规则和有手柄或嵌件的制品，缺点是容器精度不高、壁厚分布不均匀等，挤出吹塑在吹塑成形中是应用最广泛、最重要的方法，所生产的中空制品约占吹塑制品的约90%。

4）适用塑料和典型制品

吹塑成形常用的塑料有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、乙酸纤维和聚缩醛树脂等，其中，以聚乙烯使用得最为广泛。典型的吹塑制品有:①容器类，如工业用耐酸容器、压力罐、汽车油箱及各种化学药品的包装瓶、食品和化妆品的包装瓶等；②新开发的各种工业零部件和日用制品，如双层壁箱形制品、环形大圆桶、码剁板、冲浪板、坐椅靠背、课桌，以及汽车用的前阻流板、皮带罩、仪表板、空调通风管等。

5）发展趋势

未来影响吹塑制品市场的主要因素是废旧制品的回收和制品的运输问题。因此，人们将更加注意吹塑设备的小型化，以尽量实现吹塑制品生产的本地化，同时，随着吹塑成形方法不断发展，人们将更多地注重制品回收问题的研究，另外，计算机控制技术以及与其他成形方法结合提高吹塑成形技术，吹塑制品将更多地用来取代金属的燃料储罐和化学制品容器。

6.热成形

热成形是将热塑性塑料片材或其他型材通常在模具上加热软化，然后经冷却而定型的方法，如将裁成一定尺寸和形状的热塑性塑料片材夹在框架上，使其加热软化至热弹性状态，片材边受热，边延伸，并凭借片材两面的气压造成的压力使其贴近模具的型面，取得与型面相仿的形样，经冷却定型和修正，即可得到制品。

1）成形设备

热成形采用热成形机，其功能是:①材料夹持；②片材加热；成形；冷却；脱模。

2）成形特点

热成形是成本最低的塑料加工方法之一，加工设备相对较简单，制品特点是壁薄，且多为内凹外凸的半壳形。与其他加工方法相比，热成形模具的设计和制造比较简单，因此原型化技术应用较多，即采用廉价的材料（如木材、环氧树脂等）快速制造简单模具，易实现对产品形状、装配功能等设计方案的全面考查。但热成形需对原料进行前处理和对产品进行修整，因此劳动量较大。

3）适用塑料和典型制品

适于热成形加工的塑料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯，以及多种热塑性共聚物等，有时高密度聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等也用此法成形。由于热成形是以塑料片材为原料，因此，材料需经浇铸、压延、挤出等方法制造成片材后才可用于热成形。现在热成形可以加工内外表面精度要求都较高的制品，如汽车和建筑业常用的一些制品。热成形制品大都属于半壳形，如杯、碟等食品容器，冰箱内衬，汽车内部镶板，塑料浴缸，电子仪表附件，飞机舱罩等。

7.泡沫塑料成形

泡沫塑料是以合成树脂为基体制成的内部有无数微小气孔的一大类特殊塑料。泡沫塑料可用作漂浮材料、绝热隔音材料、减振和包装材料等。

泡沫塑料的发泡方法通常有以下三种。

1）物理发泡法

该法利用物理原理发泡。如在压力作用下，将惰性气体溶于熔融或糊状聚合物中，经减压放出溶解气体发泡；利用低沸点液体蒸发气化发泡等。

2）化学发泡法

该法利用化学发泡剂加热后分解放出气体发泡或利用原料组分之间相互反应放出的气体发泡。

3）机械发泡法

该法利用机械的搅拌作用，混入空气发泡。

按泡沫塑料软硬程度不同，可分为软质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料和硬质泡沫塑料。按照泡孔壁之间连通与不连通，又可分为开孔泡沫塑料和闭孔泡沫塑料。此外将密度＜0.4g/cm³的泡沫塑料称为低发泡塑料；＞0.4g/cm³的称为高发泡塑料。

泡沫塑料成形方法很多，有注射成形、挤出成形、压制成形及其他成形方法，这里仅介绍低发泡注射成形和与模压成形有关的可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品的成形过程。

（1）低发泡注射成形　在某些塑料材料中加入定量发泡剂，通过注射成形获取内部低发泡、表面不发泡塑料制品的过程称为低发泡注射成形。低发泡注射成形通常可分为单组分法和双组分法，单组分法又分为高压注射成形和低压注射成形两种。

①低压法　又称为不完全注入法，它与普通注射成形方法的主要区别在于使用的模腔压力很低，通常为2～7MPa，故称低压法。低压法的特点是将含有发泡剂的塑料熔体，以高温高压注入型腔容积的75%～80%，靠塑料发泡而充满整个型腔。此法要求注射机采用自锁式喷嘴，才能达到较好效果。低压法成形的塑料制品泡孔均匀，但表面粗糙。

②高压法　又称完全注入法，其模腔压力虽然也远比普通注射低，但比低压法要高，为7～15MPa，因此称为高压法。高压法的特点是利用较高的注射压力将含有发泡剂的塑料熔体注满容积小于制品的闭合模腔，接着通过一次辅助开模动作增大模腔容积，使之能够与制品要求的体积相符，以便熔体能在模内发泡成形。这种方法的优点是制品表面平整，便于调节发泡率，控制制品致密表层的厚度。其缺点是模具结构复杂、精度要求高、塑料制品易留下粗糙的条纹或折痕，而且辅助开模时对注射机有保压要求。

③双组分注射法　这种方法成形特征是采用两种不同配方的原材料，通过两个注射装置，先后注入同一模腔中，以获得发泡的复合体塑料制品。且其内芯可掺用下脚料、填料等，使成本大为降低。

双组分注射法以夹芯层注射法最为典型。首先将不含发泡剂的塑料熔体注入模具型腔，随后由同一浇口注入含有发泡剂的塑料熔体。后进入的熔体将先进入的熔体挤压到型腔边缘，使型腔完全充满。最后再注入少量不含发泡剂的塑料熔体使浇口封闭。关闭分配喷嘴并保压几秒钟后，将模具开启一定距离，使含有发泡剂的芯层材料发泡。

用双组分注射法成形的低发泡塑料制品表面均匀平滑，表面粗糙度与致密塑料制品相近，且塑料制品表面能与型腔表面精确吻合，因此，可复制出仿皮纹和木纹等表面结构。

（2）可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品的成形　可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品是用含有发泡剂的悬浮聚苯乙烯珠粒，经一步法或两步法发泡制成要求形状的塑料制品。由于两步法发泡倍率大，制品品质好，因此广为采用，其成形过程如下。

①预发泡　将存放一段时间的原材料粒子经预发泡机发泡成为直径大的珠粒，用水蒸气直接通入预发泡机机筒，珠粒在80%以上软化，在搅拌下发泡剂汽化膨胀，同时水蒸气也不断渗入泡孔内，使聚合物粒子体积增大。

②熟化　预发泡后珠粒内残留的发泡剂和渗入的水蒸气冷凝成液体，形成负压。熟化就是在储存的过程中粒子逐渐吸入空气，内外压力平衡，但又不能使珠粒内残留的发泡剂大量逸出，所以熟化储存时间应严格控制。

③成形　模压成形包括在模内通蒸汽加热、冷却定型两个阶段。将预发泡珠粒充满模具型腔，通入蒸汽，粒子受热20～60s即软化，同时粒子内部残留的发泡剂、空气受热共同膨胀，大于外部蒸汽的压力，颗粒进一步膨胀满型腔和粒子的空间，并互相熔接成整块，形成与模具型腔形状相同的泡沫塑料制品，然后通水冷却定型，开模取出制品。

8.压延成形

压延成形是将加热塑化的热塑性塑料通过一组以上两个相向旋转的辊筒间隙，而使其成为规定尺寸的连续片材的成形方法。

压延成形所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等塑料。压延产品有薄膜、片材、人造革和其他涂层制品等，薄膜与片材的区别在于厚度，一般厚度小于0.3mm为薄膜；厚度大于0.3mm为片材。

压延成形的生产特点是加工能力大、生产速度快、产品品质好、生产连续、产品厚薄均匀、厚度相对公差可控制在10%以内、而且表面平整。此外，压延生产的自动化程度高。其主要缺点是设备庞大，投资较高，维修复杂，制品宽度受压延机辊筒的限制等，因而在生产连续片材方面不如挤出成形的技术发展快。

11.1.3　塑料制品结构的技术特征

塑料制品结构的技术特征是指所设计的塑料制品其几何形状和尺寸是否满足或适应塑料成形工艺（通俗地说就是“好不好做”），它直接影响塑料制品的品质保证和成形工艺过程的难易程度。

1.塑料制品几何形状的设计

塑料制品几何形状的设计包括脱模斜度、壁厚、加强肋、圆角、孔和支撑面的设计。

图11－16　脱模斜度

（1）脱模斜度　为了便于使塑料制品从模具内取出型芯，防止塑料制品表面在脱模时划伤、擦毛等，塑料制品内外表面沿脱模方向都应有倾斜角度，即脱模斜度，如图11－16所示。

塑料制品脱模斜度的大小，与塑料的性质、收缩率的大小、塑料制品的壁厚和几何形状有关，也和制品高度、型芯长度有关。一般最小脱模斜度为15′通常取0.5°即可。如果脱模斜度不妨碍制品的使用，则可将脱模斜度取大一些。

厚壁制品会因壁厚使成形收缩变大，脱模斜度应放大。形状复杂，或成形孔较多的塑料制品取较大的脱模斜度。塑料高度较大，孔较深则取较小的脱模斜度。内表面斜度比外表面的斜度要大些。为了开模后让制品留在凸模上，则可有意将凸模斜度减小，而将凹模斜度放大，反之亦然。表11－1列出了常用塑料制品的脱模斜度，可供设计时参考。

表11－1　塑料件脱模斜度最小值

（2）壁厚　合理确定塑料制品壁厚十分重要。塑料制品壁厚受使用要求、塑料性能、塑料制品几何尺寸与形状，以及过程参数等众多因素的制约。塑料制品的壁厚应力求均匀、厚薄适当。如果壁太薄熔料充满型腔的流动性阻力大，会出现缺料现象；而壁太厚塑料制品内部易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷。壁厚不均将造成收缩不一致，导致塑料制品变形或翘曲。因此，塑料制品各部分壁厚应均匀一致，切忌突变和截面厚薄悬殊的设计。塑料制品壁厚一般在1～6mm范围，大型塑料制品的壁厚可达8mm，热塑性塑料制品最小壁厚及推荐壁厚如表11－2所示，热固性壁厚如表11－3所示。

表11－2　热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚　（mm）

续表

表11－3　热固性塑件壁厚　（mm）

（3）加强肋　加强肋的主要作用是在不增加壁厚的情况下，加强塑料制品的强度和刚度，避免塑料制品变形翘曲。而且可以使塑料成形时容易充满型腔。

加强肋的形状如图11－17所示。加强肋的厚度应小于塑料制品的壁厚，并与壁用圆弧过渡。加强肋的高度也不宜过高，否则会使肋部受力破坏，降低自身的刚性。加强肋端部不应与塑料制品支承面平齐，而应缩进0.5mm以上，如图11－18所示。加强肋的方向尽可能和料流方向一致，多条加强肋分布要合理，以减少变形和开裂。两肋之间的距离应大于肋宽的两倍。

图11－17　加强肋形状尺寸

图11－18　加强肋与支撑面

（4）支撑面　以塑料制品整个底面作为支撑面，一般说来是不易做到的，因为模塑成形后要使该面各点均在同一水平面颇为困难。因此，通常采用凸缘或凸台作为支撑面。

（5）圆角　在塑料制品的拐角处设置圆角，可增加制品的力学性能，改善成形时材料的流动性，也有利于制品的脱模。因此，在设计塑料制品结构时，应尽可能采用圆角。当圆弧半径小于塑料制品壁厚1/4时，其应力集中系数多数小于2；当这个比值增大为1/2时，其应力集中系数可减至15。塑料制品内外表面转角处，采用如图11－19所示的圆弧半径过渡，可有效减小其内应力。