材料成型-澆鑄

1、第十章 澆鑄,澆鑄也稱鑄塑。是指在常壓下將樹脂的液態(tài)單體或預聚體灌入大口模腔，經(jīng)聚合固化定型成為制品的成型方法。,鑄塑的工藝過程,原料,澆鑄液的配制,過濾和脫泡,澆注,硬化,脫模,后處理,制品,鑄塑技術(shù),靜態(tài)鑄塑 嵌鑄 離心澆鑄 流延鑄塑 搪塑 滾塑等,鑄塑制品種類,靜態(tài)鑄塑可生產(chǎn)各種型材和制品，其中，有機玻璃是最典型的鑄塑制品； 使用透明塑料嵌鑄常用來保存生物的標本、工藝美術(shù)品或電氣設備； 離心澆鑄可以生產(chǎn)大直徑的管制品；空心制品，齒輪和軸承； 流延法常用來生產(chǎn)薄膜； 聚氯乙烯溶膠塑料的搪塑常生產(chǎn)兒童玩具及其他中空制品； 滾塑可生產(chǎn)大型的容器。,鑄塑生產(chǎn)特點,塑料在鑄塑過程中一般不需加壓，故

2、不需要加壓設備； 塑模的強度要求也較低； 所得制品大分子取向低，內(nèi)應力小，質(zhì)量較均勻； 對制品的尺寸大小限制也較少； 生產(chǎn)周期長及制品尺寸準確性較差。,靜態(tài)澆鑄,酚醛樹脂 有機硅樹脂 不飽和聚酯 聚氨酯,聚甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯 聚酰胺 環(huán)氧樹脂,塑料品種,物料在成型工藝性上的要求,流動性好，在澆灌時容易填滿模具的型腔； 液態(tài)料硬化時生成的低分子副產(chǎn)物應盡可能少，以避免制品內(nèi)出現(xiàn)氣泡， 硬化的交聯(lián)反應或結(jié)晶凝固過程應在各處以相近的速率同時開始進行，以免因各處硬化收縮不均而使制品出現(xiàn)縮孔和產(chǎn)生大的殘余應力； 經(jīng)聚合所得冷卻凝固產(chǎn)物的熔融溫度，應明顯高于成型物料的熔點或流動溫度。,靜態(tài)澆注工藝過

3、程,模具準備 澆鑄液的配制和處理 澆鑄及固化 制品脫模及后處理,模具準備,模具的清潔（有機玻璃板材澆鑄所用的硅酸鹽玻璃板） 涂脫模劑（環(huán)氧樹脂粘性很高，需要使用脫模劑） 嵌件準備與安放 預熱（內(nèi)酰胺單體的澆鑄）,澆鑄液的配制和處理,按一定的配方將單體或預聚體等與引發(fā)劑或固化劑、促進劑及其他助劑(如色料、穩(wěn)定劑等)配制成混合物。要求,1)使各組分完全混合均勻； 2)排除料液中的空氣和揮發(fā)物； 3)控制好固化劑、催化劑等的加入溫度。,配制好的澆鑄原料，經(jīng)過濾除去機械雜物和抽真空或常壓下放置脫泡后即可澆鑄。,返回,澆鑄及固化,將經(jīng)處理過的澆鑄液用人工或機械的方法注入模具。注意不要使空氣卷入，必要時還

4、須進行排除氣泡的操作。,使原料在模中完成聚合反應或固化反應而硬化成為制品。 在較高溫度的烘房中進行。 升溫要逐步進行。 初期的溫度一般較低；而在后期則較高。 升溫過速，會使制品出現(xiàn)大量氣泡或制品收縮不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應力。 硬化的溫度和時間隨塑料的種類、配方及制品的厚度而異。 通常硬化是在常壓或在接觸壓力下進行的。,返回,制品脫模及后處理,制品固化后即可脫模，然后通過適當?shù)暮筇幚?，包括熱處理、機械加工、修飾、裝配和檢驗等，后處理的目的和意義與注射成型的制品相同。,嵌 鑄,又稱封入成型，是將各種非塑料物件包封到塑料中間去的一種成型技術(shù)。 它是在模型內(nèi)預先安放經(jīng)過處理的嵌件，然后將澆鑄原料傾入模中，在

5、一定條件下固化成型，嵌件便包裹在塑料中。,嵌鑄產(chǎn)品及塑料品種,嵌鑄成型常用于各種生物和醫(yī)用標本、商品、樣品、紀念品的包封，以利長期保存，塑料主要是聚甲基丙烯酸甲酯、不飽和聚酯及脲醛樹脂等透明塑料； 也有用于包埋某些電氣元件及零件，使之與外界隔離，起到絕緣、防腐、防震等作用，所用的塑料主要是環(huán)氧樹脂等。,嵌鑄的工藝特點,嵌件的預處理 嵌件的固定對某些動植物標本可用合適的釘子將其固定在模腔內(nèi)以免澆鑄時位置移動。也可采用分次澆鑄的方法，以便嵌件能固定在制品的中央或其他規(guī)定的位置。 澆鑄工藝不飽和聚酯及環(huán)氧樹脂等的澆鑄工藝與靜態(tài)澆鑄基本相同，但聚甲基丙烯酸甲酯的嵌鑄一定要用預聚體，否則會因大量的聚合熱

6、無法逸散而引起爆聚。,嵌件的預處理,1)干燥 對某些有水分的生物標本等，應進行干燥，以防制品產(chǎn)生氣泡。 2)表面浸潤 將嵌件在單體中浸潤一下，以提高嵌件與塑料的粘合。 3)表面涂層 有些嵌件對樹脂的硬化有不良影響，可在嵌件表面涂上一層惰性物質(zhì)。 4)表面糙化 將嵌件與塑料接觸部分進行噴砂或打磨糙化，以提高嵌件與塑料的粘合。,離心澆鑄,離心澆鑄是將原料加入到高速旋轉(zhuǎn)的模具中，在離心力的作用下，使原料充滿模具，而后使之硬化定型為制品。,與靜態(tài)鑄塑的區(qū)別僅在于模具要轉(zhuǎn)動。,離心澆鑄產(chǎn)品及塑料品種,制品大多數(shù)為圓柱型或近似圓柱型，如大型的管材、軸套等，也用于齒輪、滑輪、轉(zhuǎn)子、墊圈的生產(chǎn)。,常用于熔體粘

7、度小、熱穩(wěn)定性好的塑料，如聚酰胺、聚烯烴等。,離心澆鑄工藝特點,宜生產(chǎn)薄壁或厚壁的大型制品，制品無內(nèi)應力或內(nèi)應力很小， 力學性能高， 制品的精度較高， 機械加工量少， 缺點是成型設備較為復雜，生產(chǎn)周期長，難以成型外形較為復雜的制品。,離心澆鑄設備,當制品軸線方向尺寸很大時，宜采用臥式設備； 當制品的直徑較大而軸線方向尺寸較小時，宜采用立式設備。 單方向旋轉(zhuǎn)的離心澆鑄設備一般用來生產(chǎn)空心制品；當制造實心制品時，除需單方向旋轉(zhuǎn)外還需在緊壓機上進行旋轉(zhuǎn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。,立式離心澆鑄,流延鑄塑,將熱塑性塑料溶于溶劑中配成一定濃度的溶液，然后以一定的速度流布在連續(xù)回轉(zhuǎn)的基材上(一般為無接縫的不銹鋼帶)

8、，通過加熱使溶劑蒸發(fā)而使塑料硬化成膜，從基材上剝離即為制品。 適用的塑料有醋酸纖維素，聚乙烯醇和聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物等。目前聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯等工程塑料也可采用流延鑄塑來生產(chǎn)薄膜。,流延鑄塑的特點,流延鑄塑薄膜的寬度取決于不銹鋼帶的寬度，薄膜的長度則可連續(xù)。 薄膜的厚度取決于溶液濃度、鋼帶回轉(zhuǎn)速度、膠液的流布速度及次數(shù)等。 流延法得到的薄膜薄而均勻，最薄可達0.050.1mm，透明度高，內(nèi)應力小，較擠出或吹塑薄膜更多地用在光學性能要求高的場合，如電影膠片，安全玻璃的中間夾層等。 其缺點是生產(chǎn)速度慢，設備昂貴，生產(chǎn)過程較復雜，熱量及溶劑消耗量大，要考慮溶劑的回收及安全等問題，制品的

9、成本較高，且制品強度又較低。,流延鑄塑成型過程,塑料溶液的配制； 溶液的流延鑄塑成膜； 薄膜的干燥； 溶劑的回收等。,三醋酸纖維素流延薄膜的生產(chǎn)流程,搪 塑,搪塑又稱為涂凝成型或涂凝模塑，主要用于溶膠塑料(糊塑料)的成型。 它是將糊塑料(塑性溶膠)傾倒在預先加熱到一定溫度的模具(陰模)中，接近模壁的塑料因受熱而膠凝，及時倒出沒有膠凝的塑料并將已附在陰模壁上的一層塑料進行熱處理，冷卻固化后可得中空制品。 目前較多的是以聚氯乙烯糊用該法生產(chǎn)空心軟制品(如玩具等)。,搪塑的特點,設備費用低，易高效連續(xù)化生產(chǎn)，工藝控制也較簡單； 但制品的壁厚和質(zhì)量的準確性比較差。,搪塑成型過程,滾 塑,滾塑成型工藝亦稱旋轉(zhuǎn)成型、回轉(zhuǎn)成型。 該成型方法是先將塑料加入到模具中，然后模具沿兩垂直軸不斷旋轉(zhuǎn)并使之加熱，模內(nèi)的塑料在重力和熱的作用下，逐漸均