塑料的成形方法与应用

（二）塑料的成形方法与应用

塑料材料成形方法直接影响产品的成形效果，如塑料材料的零件与钢材零件的边线风格相比，塑料零件边线较圆滑，而钢材零件边线较锐利，这是由材料的性能和加工方法决定的。了解塑料的种类与属性，还必须熟悉塑料对应的成形加工方法，掌握塑料的成形效果及成形应用，将能给产品形态设计提供实施条件。

1.注射成形

使用设备为注塑机。注射成形大致过程为：将粒状塑料原料加入料筒内，塑料受热熔融，开动注塑机，操作注射螺杆或活塞推动，将熔融的塑料通过腔体，经喷嘴和模具的浇注结构注入模具空腔内。塑料在此模具内，冷却硬化定型，最终形成注塑体。注塑成形的塑料制成品加工效率高，该方法适用于复杂结构与复杂曲面的中小型产品壳件与结构件生产，适宜于大批量生产，一套模具可以承受40～50万件产品的加工，并且在模具中可预埋金属连接件、嵌件，如透明手机外壳就是利用注射成形的（见图5.1）。

图5.1

2.挤出成形

使用设备为螺杆挤出机。挤出成形的过程大致为：将粒状塑料原料加入料筒内，加热熔融，然后利用机械动力，在挤出螺杆的带动下，将流体塑料灌入模具型腔，获得连续性的型材。挤出成形适用于加工各种热塑性塑料和部分热固性塑料，挤出的塑料通常为管材、薄膜、棒材、板材或其他截面形状不变的连续性型材。如图5.2所示笔筒各部件的成形。

图5.2

3.吹塑成形

使用设备为吹塑机。吹塑成形过程大致为：将粒状塑料原料加工成熔融状态，然后将熔融状态的塑料形成料坯并置于模具空腔内，当模具闭合后，通过压缩空气将料坯吹胀，在模腔内成形并冷却，最终形成中空形状的塑料制品。吹塑成形依据吹塑设备的不同，可分为挤出吹塑成形、注塑吹塑成形、注射延伸吹塑成形、多层次吹塑成形、片材吹塑成形等。吹塑成形一般适用于加工形体为中空、薄壁、口径小的各种容器制品，如塑料水瓶（见图5.3）。

图5.3

4.吸塑成形

使用设备为吸塑机。吸塑成形的过程大致为：将热塑性塑料板材或片材置入吸塑机内加热使其软化，通过机械抽真空，借助大气压力将软化的板材或片材吸附于一个实体模型之上，冷却后即可得到成形塑料件。这种加工方法适宜制造杆、盘、箱壳、盆、罩、盖等薄壁敞开口制品。吸塑成形的优点是，设备简单，可批量生产，模具加工要求低，成本低。吸塑成形的不足之处是，成形后厚度不均，不能制造形状太复杂的制品，不能形成小倒角的曲面。适用于该成形方法的工程塑料有ABS、有机玻璃、氯乙烯及其共聚物、苯乙烯及其共聚物、聚碳酸酯等。吸塑模具依据加工精度要求及生产量要求，可制成铜模、铝模、木模和石膏模等。塑料盆就是通过吸塑加工方法制成的（见图5.4）。

图5.4

5.压制与浇铸成形

压制成形适用于热固性塑料。成形过程大致为：将粒状热固塑料原料加入模具内，通过加压，将模内原料压紧，同时加热模具，使模具内原料软化填充模具形腔，在加热中塑料产生硬化，脱模后即得成形体。压制成形特点是，方法简单，能制作复杂形状的制品，成形后变形小。不足之处是，生产周期长，效率低，不能连续生产，模具成本高。一般不常用这种塑料成形方法。

浇铸成形也适用于热固性塑料。其成形过程大致为：将塑料原料加入模具料室内，使其加热成熔融状态，通过活塞压力作用并经过浇铸系统将熔融塑料灌注入封闭的形腔内，塑料在形腔中继续受热受压而固化成形，打开模腔可取成形件。浇铸成形方法的特点是，成形效率高，形件电器性能与机械性能好，适宜机械化和自动化生产。图5.5为选用玻璃钢材料、借助木模压制与浇铸成形的医疗设备的外壳。

图5.5

6.塑料加工成形

工程塑料通过机械加工及相关连接加工，也是产品成形的方法之一，并且这种加工方法成本低，适宜不同批量的生产。

（1）塑料机加工成形

利用工程塑料板材、棒材、管材，通过各种机械加工，如车、铣、刨等，能够制成各种塑料成形体，尤其是CNC数控加工，可以将塑料加工成复杂结构及复杂曲面的小型产品壳体，其效果接近注塑成形效果。塑料导热性差，在塑料机加工时，一般切销量要小，以防止色料升温。热性塑料硬脆，切削时要防止崩裂。

（2）塑料连接成形

塑料成形必须依赖彼此连接实现，常用的连接方法有：机械连接、化学粘接、焊接连接、粘贴等方法。

①机械连接：通过铆接与螺栓连接。通常是在塑料构件里预埋螺母，在螺母口处打孔，可实现螺丝与螺母连接。

②化学粘接：利用溶剂粘接。利用溶剂的作用，使塑料表面层起化学反应，使两构件表面溶胀、胶化，经适当加压力后，两构件贴紧，溶剂挥发后，两塑料件粘接为一体。此粘接方法适用于ABS等热塑性工程材料。常用的粘接剂有甲乙酮、丙酮、醋酸乙酯、氯乙烯、二甲苯。溶剂一般根据其挥发快慢来选择。

③塑料焊接：主要是超声焊接。利用超声设备将两塑料件在焊接头位置形成熔融状态，冷却后相连在一起。这种焊接成点状连接，时间短，连接性能好，外表无损伤。适宜于焊接夹具能够夹住的塑料件。