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热固性塑料的中空成型 2006-03-17 13:33:45 □ 湖南工学院 刘雄祥 传统的中空吹塑成型技术只能适用于热塑性塑料，现在，利用熔芯中空成型技术便可以将热固性塑料制成 性能优良的中空制品。 目前，利用中空吹塑成型技术可生产各种内大口小的中空容器，如瓶、桶、罐等，但这一方法仅适用于热 塑性塑料。对于热固性塑料而言，由于其在一定温度下熔融后很快变成固体，因此难于用气压吹胀法使其 成型。 图 1 用热固性塑料制成的中空容器 实际上，如果能够用热固性塑料制成像热塑性塑料那样的中空制品，则制品具有更高的强度和硬度、更好 的气密性和表面光泽性，从而达到更理想的使用效果。目前，一种可用于热固性塑料的熔芯中空成型方法 已被开发出来。 加工原理和加工工艺 1、加工原理 熔芯中空成型是利用热固性塑料与型芯材料在同一温度下的状态变化不同而进行的。在一定温度范围内， 热固性塑料先呈熔融流动状态，然后再发生化学反应而变成不溶、不熔的固体。而作为型芯的金属材料在 该温度下则熔化成可流动的熔融物。根据这一原理，可用低熔点合金材料制成与中空容器内部形状完全相 同的可熔型芯，并将其放入阴模中，合模后注入热固性塑料，然后升温固化。在塑件固化过程中，型芯被 熔化并排出模外，开模即可取出制品。 2、压制成型工艺 熔芯中空成型法按照原料的塑化方式不同可采用注射成型、挤出成型、压制成型或反应注射成型。在此介 绍的是压制成型工艺，工艺过程如图2所示。 图2 压制熔芯中空成型工艺示意图 将事先准备好的可熔型芯装入阴模中，型芯固定好后预热模具。当模具温度达到要求后，加料并加压，升 温充模。待熔料充满型腔后，再将温度升高到塑料固化的温度，以使塑件硬化，同时使可熔型芯熔化。熔 化后的型芯通过专设的通道被灌入铸模中，重新制成新的可熔型芯。待模具中的塑件冷却后即可开模取出 塑件。 生产控制要点 1、温度控制 采用熔芯中空成型技术成型热固性塑料时，最关键的是要控制好温度。在加压升温的前一阶段，必须严格 控制好物料熔融流动的温度范围并保持一定时间，以保证物料充满型腔；型腔充满后，应将温度快速提升 到物料的固化温度以使塑件硬化，并使型芯迅速熔化。此时，温度过低会延长成型周期，而且制件的硬化 程度不能达到要求，型芯也不能完全熔化，使其排出困难甚至堵塞流道；温度过高则易使塑件出现烧焦发 黄、起泡等不良现象，甚至出现废品。 2、时间控制 此外，还应把握好各个阶段的时间长短，其中最主要的是固化和熔芯时间。最理想的情况是，当塑件完 达到固化硬度时，型芯也刚好完全熔化。实际上，熔芯时间一般要长于固化时间，尤其是当型芯较大时更 加明显。为此，可选用熔点温度略低于塑料的固化温度的型芯材料。这样，当塑件基本固化并能自持时， 型芯才开始熔化，待型芯完全熔化时，塑件也就完全达到了固化要求。另外，对于较大的可熔型芯，可在 其中埋设加热器。当塑件开始固化时，型芯即从中心向外层逐渐熔化，以保证熔芯和固化的时间平衡。 型芯的设计和制作 1、型芯材料 型芯材料必须选用低熔点金属材料，如用Sn、Pb、Bi等配制而成的低熔点合金。选用型芯材料的基本原则 是，型芯材料的熔点应与塑件的固化温度相同或略低。通常，型芯材料的选用会因塑件材料和型芯大小的 不同而异。 2、型芯设计 型芯的外形应与塑件的内部形状相同，其表面必须光洁，尺寸必须准确。在型芯对应于产品的开口部位， 还应设计恰当的、能与阴模连接或定位的装配附件，如螺孔、销孔、花键、方头等。另外，还可在该部位 设计非熔金属嵌件以作为连接件。在型芯熔化流出的流道口部位，应留有适量的空位，以防止型芯熔化后 因体积膨胀而胀裂产品或使产品变形。如果型芯较大，最好在型芯中埋设电加热装置，以加快型芯的熔化 速率。 3、型芯制作 一般情况下，型芯用金属对模浇铸而成，与塑件成型过程同时进行。即在塑件固化过程中，熔融的型芯通 过专设的熔体流道直接被灌入装好的型芯浇铸模中。型芯浇铸模的数量取决于型芯成型周期与塑件成型周 期的比值．通常等于型芯成型周期与塑件成型周期比值的整数值再加一。为保证型芯质量和浇灌顺利，对 模上应设有温度调控系统和加振装置。 总之，热固性塑料的熔芯中空成型方法工艺过程简单，操作控制容易，在原有的热塑性塑料生产设备上即 可实现生产。