壓塑
熱固性材料的壓塑成型的明顯優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單。將材料置入一加熱型腔，保壓至所要求團(tuán)化時(shí)間。因工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，費(fèi)用少。添加劑和增強(qiáng)劑無(wú)規(guī)則，并能得到較好強(qiáng)度。由于無(wú)澆口和流道，不浪費(fèi)材料，模具幾乎也不用維修。零件的統(tǒng)一性好，無(wú)鑄口和流痕，減少了修飾成本。根據(jù)制品結(jié)構(gòu)和所用的塑料應(yīng)用特點(diǎn)，可采用全壓式模具、半壓式模具和閉模(可參見(jiàn)有關(guān)壓塑模具方面的文章)。
設(shè)備：簡(jiǎn)單也是壓塑設(shè)備的主要特點(diǎn)。兩半壓板結(jié)合在一起，加溫，加壓，將材料制成預(yù)定形狀。多數(shù)壓塑過(guò)程采用液壓操作;也有采用氣動(dòng)操作的。上下兩壓板在壓力之下在4個(gè)角柱上上下移動(dòng)。根據(jù)壓塑設(shè)備的大小，壓力一般為20—1000噸。壓板的大小一般為8英寸2到5英尺2。
在加料和固化以后的脫模方面存在不同自動(dòng)化程度，常用最現(xiàn)代的液壓機(jī)進(jìn)行。以前的簡(jiǎn)單系統(tǒng)有溫度控制、壓力控制、停壓控制和時(shí)間控制。現(xiàn)代設(shè)備采用更高級(jí)的微處理機(jī)控制。對(duì)于較薄的制品，在板中可用加熱筒或帶式加熱器。對(duì)較深的制件，需要用筒形電加熱器、蒸汽加熱或熱油系統(tǒng)加熱。有數(shù)種用于壓塑中的加熱體系：用蒸汽加熱模溫均勻，但加熱溫度限在350°F以下;套筒加熱或其它加熱(加熱盤管、加熱帶等)比較干凈，易于保養(yǎng)，用得比較普及;熱油加熱，由于加熱介質(zhì)循環(huán)穩(wěn)定，所以加熱均勻。現(xiàn)在又有許多新加熱方法，熱水加熱，類似于熱油加熱，加熱介質(zhì)一水一氣體燃燒連續(xù)循環(huán)，可提供更高的壓塑溫度。
增強(qiáng)改性高分子材料工業(yè)發(fā)展迅速，要求壓塑工業(yè)有新改進(jìn)。模塑增強(qiáng)塑料用兩個(gè)模具：陽(yáng)模(模塞)和陰模(模腔)。當(dāng)模具充滿增強(qiáng)材料時(shí)，對(duì)模的兩半熱模具閉合，然后加熱、加壓固化得到產(chǎn)品。相配合的模具復(fù)雜性變化很大，可用鋁、塑料或鋼制做。
輕質(zhì)材料制做起來(lái)比較便宜，一般用于短期生產(chǎn)如“冷模塑”。冷模塑用室溫固化樹(shù)脂，但仍使用模具和壓塑液壓機(jī)。長(zhǎng)期生產(chǎn)用硬化鋼模具比較合算，對(duì)截坯口可提供較好的剪切性能和優(yōu)良的光潔度。這些壓塑鋼模采用機(jī)械上適配的截坯口，通常面對(duì)合模區(qū)。用這種對(duì)模的金屬模具，其制品表面均勻，光潔度好。閉模工藝用于壓塑成型、壓鑄成型、注射成型及一些可沖壓的增強(qiáng)復(fù)合材料。
一些熱塑材塑料可壓塑模塑，但一般還是用預(yù)摻混的熱固性樹(shù)脂如BMC(預(yù)制整體模塑料)、SMC(片料成型模塑料)、TMC(厚模塑料)、氈片成型等。
氈片成型有時(shí)叫濕成型復(fù)合材料，在液壓機(jī)的作用下將增強(qiáng)材料和樹(shù)脂結(jié)合在一起。經(jīng)常在模中放置氈片，將樹(shù)脂傾倒在加強(qiáng)材料上。在加壓過(guò)程中樹(shù)脂充滿模腔時(shí)加強(qiáng)材料固定不動(dòng)。
若制件有嚴(yán)重的異形或斜度，有必要進(jìn)行預(yù)成型。多數(shù)氈片和預(yù)成型制州在投影面積上需要加150—200磅/英寸2的模壓力。
預(yù)摻混料，如SMC，預(yù)浸樹(shù)脂，填料、催化劑和增強(qiáng)料切割成一定大小隊(duì)片狀，再加入熱的模具中(一般300—400°F)，在1000～2000磅/英寸2壓力下模塑。
用于SMC的較新的壓塑設(shè)備的總循環(huán)周期可少于一分鐘(從頭到尾)。已經(jīng)發(fā)展了用特殊的液壓裝置推回壓塑機(jī)中料筒，自動(dòng)控制壓板的水平度。
增強(qiáng)塑料，如SMC，用金屬對(duì)模壓塑光潔度好，這對(duì)制件的表面很重要。在加工時(shí)有時(shí)出現(xiàn)纖維狀的收縮。
用內(nèi)模涂層的方法可改進(jìn)表面光潔度。BMC的壓塑過(guò)程是最老的預(yù)摻混后的模塑過(guò)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(jìn)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(jià)，所以原料成本低。不過(guò)由于在模塑過(guò)程中纖維的定向性降低了機(jī)械強(qiáng)度。
高速壓塑，即增強(qiáng)熱塑性塑料片材的沖壓，用途廣泛。玻璃氈片和聚丙烯相配合用于可沖壓的塑料，其循環(huán)周期低于40秒。生坯送至對(duì)流爐中加熱。加熱以后，毛坯放入壓塑模具中，這一過(guò)程用新的壓塑機(jī)速度可達(dá)1400英寸/分鐘。以75英寸/分鐘(比SMC的壓塑過(guò)程快約3倍)加壓進(jìn)料。根據(jù)市場(chǎng)的要求，有些新的可沖壓塑料，表面光潔度好，并且具有可涂布性。模塑壓力一般1噸/英寸2。傳統(tǒng)的壓塑工藝近幾年一直呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在空間技術(shù)和國(guó)防方面的應(yīng)用正在使這種工藝向其難點(diǎn)沖擊。
在SMC、BMC、TMC、熱塑性片材的沖壓、增強(qiáng)材料的摻混和壓塑機(jī)械方面的發(fā)展迅速增長(zhǎng)，以適應(yīng)工業(yè)的新要求。
一些先進(jìn)的摻混料的壓塑主要是在空間技術(shù)和國(guó)防應(yīng)用方面發(fā)展迅速。工具和模具的新概念及高溫(達(dá)1200°F)模塑機(jī)，使石墨一碳纖維復(fù)合材料得以發(fā)展，代替了現(xiàn)有的金屬鑄件。
高溫硅樹(shù)脂正用作高壓介質(zhì)。復(fù)合材料做的片層用于壓塑模中。現(xiàn)在，材料和生產(chǎn)成本已使該工藝更加適于空間技術(shù)市場(chǎng)，這類硅樹(shù)脂也很快轉(zhuǎn)向汽車領(lǐng)域。
壓鑄
在壓鑄工藝中，熱固性樹(shù)脂料加入一單獨(dú)的料腔，常叫料槽，然后強(qiáng)制送入一個(gè)或多個(gè)閉模中進(jìn)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(jìn)入模腔之前經(jīng)過(guò)限流器或澆口。很多模腔具有單一料槽。料腔中的空氣被進(jìn)來(lái)的物料所置換，并通過(guò)一特別放置的排氣口排出。
當(dāng)物料置入料槽中時(shí)，在一緊湊的測(cè)量裝置中測(cè)料量，然后預(yù)熱到接近聚合溫度。一次只加入足夠一次的注塑量。
將預(yù)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(jìn)注料器以進(jìn)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(jù)物料性質(zhì)、模具的設(shè)計(jì)和制件的幾何形狀該溫度為280～380°F。
在壓鑄物達(dá)到固化期的終點(diǎn)時(shí)，將該次完整的壓鑄物進(jìn)行脫模，包括脫除澆口、流道、注道和料槽中形成固化料墊(叫做殘料)。
在壓鑄中，物料的預(yù)熱很重要。冷料流動(dòng)緩慢，先進(jìn)入模腔的料尚未到其終點(diǎn)，即可能聚合。若發(fā)生上述情況，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，不僅是外觀，也體現(xiàn)于機(jī)械性能。有些例外，如一次注射量很少，或一些低粘度的物料。可用加熱燈或爐子加熱，但有效而常用的方法是用專為塑料模塑制做的介電加熱器。
現(xiàn)在也常用熱固性材料的螺桿式塑化加熱。
這種設(shè)備可以與模塑設(shè)備結(jié)合在一起，也可以是獨(dú)立的，具有減少體積和對(duì)進(jìn)料量測(cè)定準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在其它系統(tǒng)中必須與預(yù)成型相結(jié)合。
壓鑄模的種類
“整體料槽壓鑄”一詞最先被使用，是因?yàn)榱喜酆妥⒘蠗U是作為模具的整體做在一起的。最常用的是圓形料槽，也可能用其它形狀的以適應(yīng)特殊澆口的要求，以少產(chǎn)生廢料。
一種簡(jiǎn)單的壓塑型壓機(jī)可和壓鑄機(jī)一起使用。整體料槽模框是料槽在中間的三板型的。送料注桿安裝在模框的頂部，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。
材料固化以后，通過(guò)移動(dòng)脫模桿的壓力將制件脫模，但廢料和注道殘料仍被一個(gè)或多個(gè)模塑的“鴿尾”保持在注料桿的底部。
用木桿或軟錘除去廢料和的進(jìn)行清模。
在用單料槽產(chǎn)生大的廢料時(shí)，有時(shí)可用雙料槽向多模腔供料。這時(shí)，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。
壓料桿式壓鑄模具也叫注料桿式模具，它用一輔助壓力柱塞強(qiáng)迫注料桿進(jìn)入料槽(或料筒)，從料槽中將料取出移到模腔中。壓鑄壓力和壓鑄速度容易控制，與合模壓力無(wú)關(guān)。
壓料塞式壓鑄模具中料槽的大小(決定廢料的大小)只需要大到和深到足以滿足正好加料量即可。
最大料槽面積由壓鑄機(jī)的輔助柱塞給予的力(以噸計(jì))和被3.5整除來(lái)確定。這可保證3.5噸/英寸2的壓力用作模塑壓力，對(duì)于大多數(shù)壓鑄級(jí)料的配方，該壓力是足夠的。
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(dòng)閉模。當(dāng)模夾緊以后，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，一般為3：1或4：1。
料固化后，輔助柱塞退回，壓鑄機(jī)打開(kāi)。模塑制件、廢料、流道冷料同時(shí)被脫模桿送出。
這種鑄塑模的一種變形是三板注料桿式壓鑄模具，其中有一浮動(dòng)的流道板將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(kāi)流道的地方，或在合模線平面上移動(dòng)型芯、制件非常不規(guī)則而十?dāng)_侃邁布置的地萬(wàn)。
特殊設(shè)計(jì)的壓鑄機(jī)有以下幾種類型：
1)底擠料桿壓鑄模具裝在壓鑄機(jī)中，其中輔助柱塞安裝在主合模柱塞中，若一個(gè)或多個(gè)壓鑄單元之間有足夠的空間，則該輔助柱塞安裝在下壓板上。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，模具打開(kāi)時(shí)可向料槽中裝料。這種設(shè)計(jì)比在向料槽裝料之前等待閉模的設(shè)計(jì)稍快。并且輔助柱塞的沖程可縮短，每一循環(huán)可節(jié)約數(shù)秒鐘的時(shí)間。用上述壓鑄機(jī)可用頂柱塞注料桿式壓鑄模具，但預(yù)壓料錠要對(duì)準(zhǔn)，以保證材料很好地進(jìn)人料槽，否則閉模困難。
2)帶有向多個(gè)料槽供料的多輔助柱塞的壓鑄機(jī)，具有可充多個(gè)模腔、不產(chǎn)生廢料和不需要效率低的長(zhǎng)而彎曲的流道。
3)小型的用粉料的壓鑄機(jī)可自動(dòng)壓鑄，可以水平操作也可垂直操作，有與合模柱塞垂直的輔助柱塞，用于原料的合模線注料。
4)對(duì)預(yù)制整體模塑料(BMC)，通常為玻璃纖維填充的聚酯，有水平式壓鑄機(jī)，帶有供料附件可將料壓實(shí)，再送往壓鑄料筒。
5)壓鑄機(jī)是熱固性樹(shù)脂注塑模塑機(jī)的原型。這種機(jī)器將螺桿塑化和預(yù)熱模具結(jié)合在一起。
預(yù)熱后的料送往模塑合模線處或緊格有模縣下面的慶鑄料筒中。
