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振動(dòng)輔助成型原理及特點(diǎn):原理:動(dòng)態(tài)注射成型技術(shù)假如在注射成型過(guò)程中引入振動(dòng),使注射螺桿在振動(dòng)力作用下產(chǎn)生軸向脈動(dòng),則成型過(guò)程料筒及模腔中熔體壓力將發(fā)生脈動(dòng)式改變,改變外加振動(dòng)力振動(dòng)頻率和振幅.熔體壓力脈動(dòng)頻率和振幅也會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)改變,熔體進(jìn)入模腔進(jìn)行填充壓實(shí)效果也肯定會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)改變。經(jīng)過(guò)調(diào)控外加振動(dòng)力振動(dòng)頻率和振幅.能夠使注射成型在比較低加工溫度下進(jìn)行,或是能夠降低注射壓力和鎖模力,從而減小成型過(guò)程所需能耗,減小制品中殘余應(yīng)力,提升制品質(zhì)量。分類:在機(jī)頭上引入機(jī)械振動(dòng);機(jī)頭引入超聲振動(dòng);在擠出全過(guò)程引入振動(dòng)振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)擠出過(guò)程作用機(jī)理擠出過(guò)程中振動(dòng)力場(chǎng)作用提升了制品在縱向和橫向上力學(xué)性能,而且使二者趨于均衡這種自增強(qiáng)和均衡作用是聚合物大分子之間排列和堆砌有序程度提升結(jié)果,也是振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)聚合物熔體作用結(jié)果,能夠解釋為是振動(dòng)力場(chǎng)作用使聚合物熔體大分子在流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生平面二維取向作用而產(chǎn)生“擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)”結(jié)果。在振動(dòng)塑化擠出過(guò)程中,因?yàn)槁輻U周向旋轉(zhuǎn)和軸向振動(dòng),聚合物熔體受到復(fù)合應(yīng)力作用,在螺槽中不僅受到螺槽周向剪切力作用,而且也受到軸向往復(fù)振動(dòng)剪切力作用。因?yàn)檩S向振動(dòng)作用含有交變特征,所以,和周向剪切作用復(fù)合作用在空間和時(shí)間維度上進(jìn)行周期性改變,能夠把這種復(fù)合作用描述成空間矢向拉伸時(shí)也不會(huì)解離。在縱向上因?yàn)橛袪恳熳饔?,取向程度較高,大分子鏈、片晶較多地沿拉伸方向排列,所以其力學(xué)性能較高;其它方向上因擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)被固化,也出現(xiàn)部分大分子取向,表現(xiàn)為制品橫向力學(xué)性能提升和縱橫向性能趨于均衡;而在薄膜擠出吹塑時(shí),制品厚度小,因?yàn)檩S向振動(dòng)分量作用減弱了縱向流動(dòng)剪切和拉伸誘導(dǎo)取向作用,動(dòng)態(tài)擠出時(shí)薄膜制品縱向拉伸強(qiáng)度較穩(wěn)態(tài)擠出時(shí)有所下降??傉f(shuō):在高分子材料成型加工過(guò)程中引入振動(dòng),會(huì)對(duì)高分子材料成型過(guò)程產(chǎn)生一系列影響。振動(dòng)力場(chǎng)能量引入并不是能量簡(jiǎn)單疊加,而是利用高分子材料成型過(guò)程在振動(dòng)力場(chǎng)作用下表現(xiàn)出來(lái)非線性特征,降低成型過(guò)程能耗,提升產(chǎn)品質(zhì)量,是一個(gè)新型低能耗成型方法。特點(diǎn):振動(dòng)擠出對(duì)塑料制品性能影響在動(dòng)態(tài)塑化擠出成型過(guò)程中,振動(dòng)力場(chǎng)被引入塑化和成型全過(guò)程,不僅對(duì)物料輸送、熔融、塑化和熔體輸運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生了影響,而且改變了聚合物熔體在制品成型過(guò)程中流動(dòng)狀態(tài),并對(duì)制品微觀結(jié)構(gòu)形成歷程和形態(tài)產(chǎn)生了關(guān)鍵影響。振動(dòng)塑化過(guò)程脈動(dòng)剪切作用能夠提升聚合物熔體中微觀有序結(jié)構(gòu)程度和分布,如大分子取向,這種局部有序性在制品成型過(guò)程中并不會(huì)完全松弛,在熔體冷卻過(guò)程中對(duì)結(jié)晶聚合物晶體形成或分子取向結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響,得到在微觀水平上含有更有序長(zhǎng)程結(jié)構(gòu)聚合物制品。所以,在不添加任何塑料助劑情況下,振動(dòng)塑化擠出加工可提升制品力學(xué)性能。其次,振動(dòng)塑化過(guò)程含有強(qiáng)烈脈動(dòng)剪切和拉伸效果,和穩(wěn)態(tài)加工過(guò)程中單向剪切作用相比,這種作用對(duì)于改善復(fù)雜流體中多相體系之間混合和分散含有顯著效果,能有效促進(jìn)多相體系中均質(zhì)、均溫進(jìn)程,提升多相體系微觀結(jié)構(gòu)均化程度所以,經(jīng)過(guò)振動(dòng)塑化擠出加工制備高分子材料含有優(yōu)化分散結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,這種制備和成型技術(shù)對(duì)于制備高分子材料及其制品含有顯著優(yōu)勢(shì)。上述結(jié)果表明,引入振動(dòng)力場(chǎng)后,在產(chǎn)量相同條件下,輸送塑化能耗需求降低,螺桿長(zhǎng)徑比能夠?qū)?yīng)降低,而且在一定振動(dòng)參數(shù)范圍內(nèi),不僅能夠確保甚至還能提升制品綜合性能。眾多試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明:將振動(dòng)力場(chǎng)引入聚合物成型加工全過(guò)程能夠降低聚合物熔體黏度、降低出口壓力、降低擠出脹大、提升熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提升制品力學(xué)性能等。在聚合物加工全過(guò)程中引入振動(dòng)力場(chǎng),對(duì)聚合物加工過(guò)程產(chǎn)生了深刻影響,表現(xiàn)出很多傳統(tǒng)成型加工過(guò)程中沒(méi)有新現(xiàn)象,如加工溫度顯著降低、熔體粘度減小、擠出脹大減小、制品產(chǎn)量和性能提升,和振動(dòng)力場(chǎng)引入能有效促進(jìn)填充、改性或共混聚合物體系中各組份間分散、混合和混煉等。在塑料擠出加工中引入振動(dòng)場(chǎng),側(cè)重于經(jīng)過(guò)改變擠出加工中過(guò)程參數(shù)(壓力、溫度、功率)來(lái)改善擠出特征,使之更有利于塑料擠出成型加工;同時(shí),振動(dòng)場(chǎng)作用也使擠出成型制品質(zhì)量得以提升。而在塑料注射成型中,振動(dòng)場(chǎng)引入側(cè)重于改善制品物理機(jī)械性能;當(dāng)然,振動(dòng)場(chǎng)存在對(duì)加工壓力、溫度和熔體流動(dòng)性也有一定影響,總而言之,在塑料成型加工中應(yīng)用振動(dòng)技術(shù)經(jīng)過(guò)引入振動(dòng)場(chǎng)使加工過(guò)程發(fā)生了深刻改變。塑料熔體有效粘彈性因?yàn)檎駝?dòng)場(chǎng)作用,宏觀上表現(xiàn)為熔體粘度減小。流動(dòng)性增加,擠出壓力或注射壓力降低,流率增大,功耗降低。振動(dòng)改善了塑料成型加工過(guò)程,使成型制品性能也得到一定程度提升。氣輔成型原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)實(shí)狀況及前景:氣體輔助注射成型技術(shù)工藝過(guò)程是:先向模具型腔中注入塑料熔體,再向塑料熔體中注入壓縮氣體。輔助氣體作用,推進(jìn)塑料熔體充填到模具型腔各個(gè)部分,使塑件最終形成中空斷面而保持完整外形。和一般注射成型相比,這一過(guò)程多了一個(gè)氣體注射階段,且制品脫模前由氣體而非塑料熔體注射壓力進(jìn)行保壓。在成型后制品中,由氣體形成中空部分被稱為氣道。因?yàn)楹辛畠r(jià)、易得且不和塑料熔體發(fā)生反應(yīng)優(yōu)點(diǎn),所以通常所使用壓縮氣體為氮?dú)?。氣體輔助注射成型步驟以短射制程為例,通常包含以下多個(gè)階段。第一階段:根據(jù)通常注塑成型工藝把一定量熔融塑膠注射入模穴;第二階段:在熔融塑膠還未充滿模腔之前,將高壓氮?dú)馍淙肽Qㄖ醒耄坏谌A段:高壓氣體推進(jìn)制品中央還未冷卻熔融塑膠,一直到模穴末端,最終填滿模腔;第四階段:塑膠件中空部分繼續(xù)保持高壓,壓力迫使塑料向外緊貼模具,直到冷卻下來(lái);第五階段:塑料制品冷卻定型后,排除制品內(nèi)部高壓氣體,然后開(kāi)模取出制品。(1)熔體注射階段:在模具中注射填充量不足塑料熔料。(2)氣體填充階段:在熔融塑料未完成充滿模腔前,將計(jì)量定量氣體由特殊噴嘴注射入熔體中央部分,形成擴(kuò)張氣泡,并推進(jìn)前面熔化芯部,從而完成填充模具過(guò)程。氣體注射時(shí)間、壓力、速度很關(guān)鍵。(3)冷卻保壓階段:在工作循環(huán)冷卻階段,氣體將保持較高壓力,氣體壓力將賠償塑料收縮造成體積損失。達(dá)成某種程度時(shí),氣泡將深入滲透到熔體中,即二次氣體滲透。(4)最終排氣階段:塑料冷卻定型后,將氣體從最終模制件中抽出。依據(jù)具體工藝過(guò)程不一樣,氣體輔助注射成型可分為標(biāo)準(zhǔn)成型法、副腔成型法、熔體回流法和活動(dòng)型芯法四種。1、標(biāo)準(zhǔn)成型法標(biāo)準(zhǔn)成型法是先向模具型腔中注入經(jīng)正確計(jì)量塑料熔體,再經(jīng)過(guò)澆口和流道注入壓縮氣體。氣體在型腔中塑料熔體包圍下沿阻力最小方向擴(kuò)散前進(jìn),對(duì)塑料熔體進(jìn)行穿透和排空,最終推進(jìn)塑料熔體充滿整個(gè)模具型腔并進(jìn)行保壓冷卻,待塑料制品冷卻到含有一定剛度和強(qiáng)度后,開(kāi)模將其頂出。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外設(shè)置一個(gè)可和型腔相通副型腔。首先關(guān)閉副型腔,向型腔中注射塑料熔體,直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后開(kāi)啟副型腔,向型腔內(nèi)注入氣體。因?yàn)闅怏w穿透,使多出出來(lái)熔體流入副型腔。當(dāng)氣體穿透到一定程度時(shí),關(guān)閉副型腔,升高氣體壓力以對(duì)型腔中熔體進(jìn)行保壓補(bǔ)縮),最終開(kāi)模頂出制品。3、熔體回流法熔體回流法和副腔成型法類似,所不一樣是模具沒(méi)有副型腔。氣體注入時(shí),多出熔體不是流入副型腔,而是流回注射機(jī)料筒。4、活動(dòng)型芯法活動(dòng)型芯法是在模具型腔中設(shè)置活動(dòng)型芯。首先使活動(dòng)型芯在最長(zhǎng)伸出位置,向型腔中注射塑料熔體,直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后注入氣體,活動(dòng)型芯從型腔中逐步退出以讓出所需空間。待活動(dòng)型芯退到最短伸出位置時(shí),升高氣體壓力實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮,最終制品脫模。氣體輔助注射成型技術(shù)所需配置設(shè)備關(guān)鍵包含注射機(jī)、氣體壓力控制單元和供氣及回收裝置。氣體輔助注射成型技術(shù)特點(diǎn):傳統(tǒng)注射成型不能將制品厚壁部分和薄壁部分結(jié)合在一起成型,而且因?yàn)橹萍堄鄳?yīng)力大,易翹曲變形,表面有時(shí)還會(huì)有縮痕。通常,結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型缺點(diǎn)是,制件表面氣穴往往因化學(xué)發(fā)泡助劑過(guò)分充氣而造成氣泡,而且裝飾應(yīng)用時(shí)需要噴涂。氣體輔助注射成型則將結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型和傳統(tǒng)注射成型優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,可在確保產(chǎn)品質(zhì)量前提下大幅度降低生產(chǎn)成本,含有良好經(jīng)濟(jì)效益。氣體輔助注射成型技術(shù)優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵表現(xiàn)在:●所需注射壓力小。氣體輔助注射成型能夠大幅度降低對(duì)注射機(jī)噸位要求,使注射機(jī)投資成本降低,電力消耗下降,操作成本降低。另外,因?yàn)槟G粌?nèi)壓力降低,還能夠降低模具損傷,并降低對(duì)模具壁厚要求,從而降低模具成本?!裰破仿N曲變形小。因?yàn)樽⑸鋲毫π?,且塑料熔體內(nèi)部氣體各處等壓,所以型腔內(nèi)壓力分布比傳統(tǒng)注射成型均勻,保壓冷卻過(guò)程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力較小,使制品出模后翹曲傾向減小。●可消除縮痕,提升表面質(zhì)量,降低廢品率。氣體輔助注射成型保壓過(guò)程中,塑料收縮可由氣體二次穿透給予賠償,且氣體壓力能夠使制品外表面貼緊模具型腔,所以制品表面不會(huì)出現(xiàn)凹陷。另外,該技術(shù)還可將制品較厚部分掏空以減小甚至消除縮痕?!衲軌蛴糜诔尚捅诤癫町愝^大制品。因?yàn)椴扇怏w輔助注射成型能夠?qū)⒅破份^厚部分掏空形成氣道從而確保制品質(zhì)量,所以采取這種方法生產(chǎn)制品在設(shè)計(jì)上自由度較大,能夠?qū)⒉扇鹘y(tǒng)注射成型時(shí)因厚薄不均必需分為多個(gè)部分單獨(dú)成型制品合并起來(lái),實(shí)現(xiàn)一次成型?!衲軌蛟诓辉黾又破分亓壳闆r下,經(jīng)過(guò)氣體加強(qiáng)筋改變材料在制品橫截面上分布,增加制品截面慣性矩,從而增加制品剛度和強(qiáng)度,這有利于減輕汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具上部件重量?!窨山?jīng)過(guò)氣體穿透減輕制品重量,節(jié)省原材料用量,并縮短成型周期,提升生產(chǎn)率?!裨摷夹g(shù)可適適用于熱塑性塑料、通常工程塑料及其合金和其它用于注射成型材料。氣體輔助注射成型技術(shù)缺點(diǎn)是:需要增加供氣和回收裝置及氣體壓力控制單元,從而增加了設(shè)備投資;對(duì)注射機(jī)注射量和注射壓力精度要求有所提升;制品中接觸氣體表面和貼緊模壁表面會(huì)產(chǎn)生不一樣光澤;制品質(zhì)量對(duì)工藝參數(shù)愈加敏感,增加了對(duì)工藝控制精度要求。氣體輔助注射成型技術(shù)應(yīng)用:氣體輔助注射成型技術(shù)可應(yīng)用于多種塑料產(chǎn)品上,如電視機(jī)或音箱外殼、汽車塑料產(chǎn)品、家俱、浴室、廚具、家庭電器和日常見(jiàn)具、各類型塑膠盒和玩具等。具體而言,關(guān)鍵表現(xiàn)為以下幾大類:●管狀和棒狀零件,如門把手、轉(zhuǎn)椅支座、吊鉤、扶手、導(dǎo)軌、衣架等。這是因?yàn)?,管狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使現(xiàn)存厚截面適于產(chǎn)生氣體管道,利用氣體穿透作用形成中空,從而可消除表面成型缺點(diǎn),節(jié)省材料并縮短成型周期?!翊笮推桨孱惲慵畿囬T板、復(fù)印機(jī)外殼、儀表盤等。利用加強(qiáng)筋作為氣體穿透氣道,消除了加強(qiáng)筋和零件內(nèi)部殘余應(yīng)力帶來(lái)翹曲變形、熔體堆積處塌陷等表面缺點(diǎn),增加了強(qiáng)度/剛度對(duì)質(zhì)量比值,同時(shí)可因大幅度降低鎖模力而降低注射機(jī)噸位?!裥螤顝?fù)雜、薄厚不均、采取傳統(tǒng)注射技術(shù)會(huì)產(chǎn)生縮痕和污點(diǎn)等缺點(diǎn)復(fù)雜零件,如保險(xiǎn)杠、家電外殼、汽車車身等。生產(chǎn)這些制品時(shí),經(jīng)過(guò)采取氣體輔助注射技術(shù)并巧妙部署氣道,合適增加加強(qiáng)筋數(shù)目,同時(shí)利用氣體均勻施壓來(lái)克服可能缺點(diǎn),使零件一次成型,不僅簡(jiǎn)化了工藝,還降低了生產(chǎn)成本。伴隨氣體輔助注射成型技術(shù)深入研究和廣泛應(yīng)用,形式各異新型氣體輔助注射成型技術(shù)也相繼問(wèn)世,如外部氣輔注射成型、液輔注射成型、水輔注射成型、次序注射和氣輔注射相結(jié)合成型、局部氣體輔助注射、振動(dòng)氣體輔助注射等。中國(guó)氣體輔助注射成型技術(shù)應(yīng)用起步即使較晚,但伴隨家電、汽車等工業(yè)快速發(fā)展,對(duì)成型塑料制品要求也在不停提升,有力地推進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)、研究和推廣應(yīng)用。氣體輔助注塑成型優(yōu)點(diǎn)在不降低質(zhì)量前提下用現(xiàn)代注塑機(jī)和成型技術(shù)能夠縮短生產(chǎn)周期。經(jīng)過(guò)便用氣誶犏切扯射成型方法,制品質(zhì)量得到提升,而且降低了模具成本。使用氣體輔助注射成型技術(shù)時(shí),它優(yōu)點(diǎn)和費(fèi)用節(jié)省是很顯著。1、降低產(chǎn)品變形:低注射壓力使內(nèi)應(yīng)力降低,使翹曲變形降到最低;2、降低鎖模壓力:低注射壓力使合模力降低,能夠使用小噸位機(jī)臺(tái);3、提升產(chǎn)品精度:低殘余應(yīng)力一樣提升了尺寸公差和產(chǎn)品穩(wěn)定性;4、降低塑膠原料:成品肉厚部分是中空,降低塑料最多可達(dá)40%;5、縮短成型周期:和實(shí)心制品相比成型周期縮短,不到發(fā)泡成型二分之一;6、提升設(shè)計(jì)自由:氣體輔助注射成型使結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)自由度提升:7、厚薄一次成型:對(duì)部分壁厚差異大制品經(jīng)過(guò)氣輔技術(shù)可一次成型:8、提升模具壽命:降低模腔內(nèi)壓力,使模具損耗降低,提升工作壽命:9、降低模具成本:降低射入點(diǎn),氣道替換熱流道從而使模具成本降低;10、消除凹陷縮水:沿筋板和根部氣道增加了剛度,無(wú)須考慮縮痕問(wèn)題。樹(shù)脂傳輸模塑成型(RTM)成型原理、特點(diǎn)、及應(yīng)用前景:RTM基礎(chǔ)原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模具模腔內(nèi),用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔,浸透玻纖增強(qiáng)材料,然后固化,脫模成型制品。RTM成型技術(shù)特點(diǎn):1、能夠制造兩面光制品;2、成型效率高,適合中等規(guī)模玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)(0件/年內(nèi));3、RTM為閉模操作,不污染環(huán)境;不損害健康;4、增強(qiáng)材料可任意方向鋪放,輕易實(shí)現(xiàn)按制品受力情況合理鋪放增強(qiáng)材料;5、原材料及能源消耗少;6、建廠投資少。RTM技術(shù)適用范圍(見(jiàn)課件)很廣,現(xiàn)在已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。已開(kāi)發(fā)產(chǎn)品有:汽車殼體及部件、娛樂(lè)車構(gòu)件、螺旋槳、天線罩、機(jī)器罩、浴盆、淋浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。RTM成型、手糊成型、噴射成型、SMC成型四者優(yōu)缺點(diǎn)比較:RTM基礎(chǔ)原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模模腔內(nèi),用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔,浸透玻纖增強(qiáng)材料,然后固化,脫模成型制品。RTM成型技術(shù)特點(diǎn):①能夠制造兩面光制品;②成型效率高,適合于中等規(guī)模玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)(0件/年以內(nèi));③RTM為閉模操作,不污染環(huán)境,不損害工人健康;④增強(qiáng)材料能夠任意方向鋪放,輕易實(shí)現(xiàn)按制品受力情況例題鋪放增強(qiáng)材料;⑤原材料及能源消耗少;⑥建廠投資少,上馬快。手糊成型工藝又稱接觸成型工藝。是手工作業(yè)把玻璃纖維織物和樹(shù)脂交替鋪在模具上,然后固化成型為玻璃鋼制品工藝。優(yōu)點(diǎn)是成型不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制,適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、見(jiàn)效快。適宜中國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展。且工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)技術(shù)易掌握,只需經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可進(jìn)行生產(chǎn)。易于滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要,可在產(chǎn)品不一樣部位任意增補(bǔ)增強(qiáng)材料;制品樹(shù)脂含量高,耐腐蝕性能好。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、速度慢、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不宜大批量生產(chǎn)。且產(chǎn)品質(zhì)量不易控制,性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。生產(chǎn)環(huán)境差、氣味大、加工時(shí)粉塵多,易對(duì)施工人員造成傷害。噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出,同時(shí)將切斷玻纖粗紗,由噴槍中心噴出,使其和樹(shù)脂均勻混合,沉積到模具上,當(dāng)沉積到一定厚度時(shí),用輥輪壓實(shí),使纖維浸透樹(shù)脂,排除氣泡,固化后成制品。噴射成型優(yōu)點(diǎn):①用玻纖粗紗替換織物,可降低材料成本;②生產(chǎn)效率比手糊高2~4倍;③產(chǎn)品整體性好,無(wú)接縫,層間剪切強(qiáng)度高,樹(shù)脂含量高,抗腐蝕、耐滲漏性好;④可降低飛邊,裁布屑及剩下膠液消耗;⑤產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。其缺點(diǎn)為:①樹(shù)脂含量高,制品強(qiáng)度低;②產(chǎn)品只能做到單面光滑;③污染環(huán)境,有害工人健康。片狀模塑料SMC成型工藝關(guān)鍵有以下兩類:①將玻纖含量為

25%~40%(依據(jù)具體要求而定)SMC片材,按產(chǎn)品形狀要求剪裁成一定尺寸,揭去兩面PE薄膜,按一定要求疊放在熱對(duì)模上進(jìn)行加壓加溫成型;②先在熱模內(nèi)按要求鋪放好一定量(依據(jù)玻纖含量要求而定)連續(xù)玻纖預(yù)成型氈,然后將不含玻纖或僅含少許玻纖(通常為5%以下)SMC片材經(jīng)剪裁、撕去薄膜后疊放在預(yù)成型氈上,最終鋪上一層表面氈。在較慢合模(約需lmin)下使材料流動(dòng)而安全浸透預(yù)成型氈,并在加溫加壓下固化成型。

后一類工藝最大特點(diǎn)是:可在成型前改變預(yù)成型氈鋪設(shè)和局部纖維含量,來(lái)滿足制件局部高強(qiáng)度要求,并取得總體強(qiáng)度高于前一類工藝制品。SMC工藝特點(diǎn)是:(1)操作方便。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化,生產(chǎn)效率高,改善了濕法成型作業(yè)環(huán)境和勞動(dòng)條件。(2)產(chǎn)品可沒(méi)計(jì)性強(qiáng)??山?jīng)過(guò)改變組份種類和配方,改變成型工藝來(lái)滿足不一樣產(chǎn)品不一樣要求。如耐腐蝕、絕緣、絕熱、零收縮、柔性、低密度、高強(qiáng)、A級(jí)表面、抗靜電等等。(3)成型流動(dòng)性好??沙尚徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品,尤其適合制作大型薄殼異形制品。能實(shí)現(xiàn)制品變厚度,帶嵌件、孔洞、凸臺(tái)、加強(qiáng)筋、螺紋等功效。(4)產(chǎn)品內(nèi)外光潔,尺寸正確,適合制作汽車外圍件,電氣零部件,機(jī)械部件,防腐容器等產(chǎn)品。適合大規(guī)模生產(chǎn),成本較低。(5)增強(qiáng)材料在生產(chǎn)和成型過(guò)程中均無(wú)損傷,長(zhǎng)度均勻,制品強(qiáng)度較高,可進(jìn)行輕型結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),色彩艷麗。SMC工藝也有其不足之處,關(guān)鍵是SMC機(jī)組、壓機(jī)、模具要求高投入,同時(shí),生產(chǎn)技術(shù)要求較高。5、微孔注射發(fā)泡成型原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)實(shí)狀況:在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型中,通常采取化學(xué)發(fā)泡劑,因?yàn)槠洚a(chǎn)生發(fā)泡壓力較低,生產(chǎn)制件在壁厚和形狀方面受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采取超臨界惰性氣體受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采取超臨界惰性氣體(CO2、N2)作為物剪發(fā)泡劑.其工藝過(guò)程分為四步:(1)氣體溶解:將惰性氣體超臨界液體經(jīng)過(guò)安裝在構(gòu)簡(jiǎn)上注射器注人聚合物熔體中,形成均相聚合物/氣體體系;(2)成核:充模過(guò)程中氣體因壓力下降從聚合物中析出而形成大量均勻氣核;(3)氣泡長(zhǎng)大:氣在正確溫度和壓力控制大;(4)定型:當(dāng)氣泡長(zhǎng)大到一定尺寸時(shí),冷卻定型。微孔發(fā)泡和通常物剪發(fā)泡有較大不一樣。首先,微孔發(fā)泡加工過(guò)程中需要大量惰性氣體如CO2、N2溶解于聚合物,使氣體在聚合物呈飽和狀態(tài),采取通常物剪發(fā)泡加工方法不可能在聚合物一氣體均相體系中達(dá)成這么高氣體濃度。其次,微孔發(fā)泡成核數(shù)要大大超出通常物剪發(fā)泡成型采取是熱力學(xué)狀態(tài)逐步改變方法,易造成產(chǎn)品中出現(xiàn)大泡孔和泡孔尺寸分布不均勻弊病。微孔塑料成型過(guò)程中熱力學(xué)狀態(tài)快速地改變,其成核速率及泡核數(shù)量大大超出通常物剪發(fā)泡成型。和通常發(fā)泡成型相比,微孔發(fā)泡成型有很多優(yōu)點(diǎn)。其一是它形成氣泡直徑小,能夠生產(chǎn)因通常泡沫塑料中微孔較大而難以生產(chǎn)薄壁(1mm)制品;其二是微孔發(fā)泡材料氣孔為閉孔結(jié)構(gòu),可用和阻隔性包裝產(chǎn)品;其三是生產(chǎn)過(guò)程中采取CO2或N2,所以沒(méi)有環(huán)境污染問(wèn)題。

塑料發(fā)泡成型因其可減輕制品重量,且制品含有緩沖、隔熱效果而廣泛應(yīng)用在日用具、工業(yè)部件、建材等領(lǐng)域。傳統(tǒng)發(fā)泡成型通常使用特定鹵代烷烴、有機(jī)化合物和鹵代烷烴替換品作為發(fā)泡劑。微孔泡沫塑料注射成型是在超臨界狀態(tài)下利用CO2及N2進(jìn)行微孔泡沫塑料成型技術(shù),現(xiàn)在已進(jìn)人實(shí)用化階段。微孔泡沫塑料注射成型可生產(chǎn)壁厚為0.5mm薄壁大部件及尺寸精度要求高、形狀復(fù)雜小部件。它推翻了長(zhǎng)久一直認(rèn)為發(fā)泡成型只能完成厚壁制品生產(chǎn)見(jiàn)解。和傳統(tǒng)發(fā)泡成型形成最小孔徑為250μm不均勻微孔相比,微孔泡沫塑料成型及應(yīng)用是建立在美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)于20世紀(jì)90年代提出微孔泡沫塑料概念和制備方法基礎(chǔ)之上。其設(shè)計(jì)思想關(guān)鍵有兩點(diǎn):(1)當(dāng)泡沫塑料中泡沫微孔尺寸小于材料內(nèi)部缺點(diǎn)時(shí),泡沫微孔存在將不會(huì)降低材料強(qiáng)度。(2)因?yàn)槲⒖状嬖谑共牧现性辛鸭y尖端鈍化,有利于阻止裂紋在應(yīng)力作用下擴(kuò)展,從而改善塑料力學(xué)性能?,F(xiàn)在工藝形成微孔大小均勻,孔徑在1~10μm,這么微孔結(jié)構(gòu)也給予比傳統(tǒng)方法制備制品更高機(jī)械性能和更低密度。在力學(xué)性能不損失情況下,重量可降低10%~30%,而且可降低制品翹曲、收縮及內(nèi)應(yīng)力。微孔泡沫塑料注射成型可加工多個(gè)聚合物,如PP、PS、PBT、PA及PEEK等。

微孔發(fā)泡注射成型工藝過(guò)程可分為以下四個(gè)基礎(chǔ)階段:脂熔融階段。從料斗加人樹(shù)脂在料筒中熔融塑化。(2)超臨界氣體(SuperCriticalFind,SCF)注人、混合和擴(kuò)散階段。SCF發(fā)生裝置在料筒特定位置注入超臨界氣體,和樹(shù)脂熔體均勻混合,此階段可看作未開(kāi)瓶蓋啤酒。

(3)注射階段。將樹(shù)脂熔體注人模具,相當(dāng)于把啤酒瓶蓋拔掉,伴隨模具內(nèi)壓力降低,時(shí)間延長(zhǎng),熔體內(nèi)超臨界氣體像啤酒一樣發(fā)泡。

(4)發(fā)泡階段。它可分為氣體核發(fā)生、氣泡成長(zhǎng)和氣泡穩(wěn)定等階段。成功微孔發(fā)泡注射成型均會(huì)經(jīng)歷上述四個(gè)階段。其中液體狀聚合物和氣體超臨界液體狀態(tài)所形成單相熔融物溫度和壓力必需控制正確,以預(yù)防該熔融物預(yù)先發(fā)泡。泡沫微孔成核、增大、注射時(shí)凝結(jié)過(guò)程和微孔最終尺寸和形狀取決于注塑成型工藝條件。

微孔泡沫塑料注射成型特點(diǎn):

(1)提升了樹(shù)脂流動(dòng)性。和超臨界狀態(tài)CO2或N2混合后,樹(shù)脂表觀粘度降低,加人5%CO2,熔體表現(xiàn)粘度可減半,樹(shù)脂流動(dòng)性顯著提升。其結(jié)果是注射壓力減小,鎖模力也減小。另外因?yàn)榱鲃?dòng)性改善,能夠在較低溫度和低模具溫度下成型。注射壓力可降低30%~60%,鎖模力可降低70%,甚至可采取鋁制模具。

(2)縮短成型周期。這是因?yàn)椋何⒖着菽芰献⑸涑尚蜎](méi)有保壓階段;樹(shù)脂用量比未發(fā)泡少,總熱量降低;模具內(nèi)氣體從超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)成氣相進(jìn)行發(fā)泡,模具內(nèi)部得到冷卻;樹(shù)脂流動(dòng)性得到改善,成型溫度降低,通常成型周期可降低20%~50%。

(3)降低制品重量,制品無(wú)縮孔、凹斑及翹曲。該技術(shù)最多可使制品重量降低50%,通常為5%~30%。

微孔發(fā)泡是經(jīng)過(guò)在聚合物內(nèi)引入大量微孔進(jìn)行增韌改性,和納米粒子和剛性粒子增韌相比,微孔發(fā)泡材料制備工藝更為簡(jiǎn)單和價(jià)廉。用納米或剛性粒子增韌,存在分散困難問(wèn)題

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