1、汽車工程研究院汽車工程研究院淺淺 談?wù)?內(nèi)內(nèi) 外外 飾飾 成成 型型 工工 藝藝主講：張永炬日期：2011.3.9目目 錄錄一、注塑成型一、注塑成型1.1注塑成型定義1.2注塑成型設(shè)備及模具 1.2.1注塑機(jī)的工作原理 1.2.2注射模具的分類及其結(jié)構(gòu) 1.2.3注射模具的動(dòng)作原理目目 錄錄1.3設(shè)計(jì)考慮要素 1.3.1拔模斜度 1.3.2制品壁厚 1.3.3加強(qiáng)筋 1.3.4 Boss柱 1.3.5孔1.4注塑件常見缺陷目目 錄錄二、熱成形工藝二、熱成形工藝 2.1熱成型工藝的定義 2.2直接真空成形 2.3對(duì)模熱成形 2.4工藝特點(diǎn) 目目 錄錄三、中空成形工藝三、中空成形工藝 3.1熱成形

2、工藝定義 3.2工藝過程 3.3工藝特點(diǎn) 3.4設(shè)計(jì)考慮要素 3.4.1吹脹比 3.4.2傾斜角 3.4.3形狀剛（韌）性化 目目 錄錄四、四、發(fā)泡成型工藝五、五、模壓成型工藝六、搪塑成型工藝 6.1搪塑工藝的定義 6.2搪塑工藝流程 6.3搪塑產(chǎn)品典型缺陷七、七、擠出成型工藝注注 塑塑 成成 型型注塑成型（Injection Molding）是指受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。 注塑成型定義注注 塑塑 成成 型型注塑成型機(jī)的工作原理注塑成型機(jī)的工作原理 注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（

3、或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。 注射成型是一個(gè)循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。注塑成型設(shè)備及模具注注 塑塑 成成 型型注注 塑塑 成成 型型 兩板模兩板模 三板模三板模 熱流道熱流道v 兩板模(Two-Plate Molds)v 三板模(Three-Plate Molds)注射模的分類注射模的分類v 采用熱流道的兩板模注注 塑塑 成成 型型注射模的組成注射模的組成1、粗分注射模由動(dòng)模和定模兩大部分組成。定模部分安裝在注射機(jī)的固定模板上。動(dòng)模部

4、分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。2、細(xì)分注射模由以下八大部分組成：（1）、成型零部件（組成型腔的零件）（2）、澆注系統(tǒng)（3）、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)（4）、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)（5）、推出機(jī)構(gòu)（也稱脫模機(jī)構(gòu)）（6）、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（加熱和冷卻系統(tǒng)）（7）、排氣系統(tǒng)（8）、支撐零部件注注 塑塑 成成 型型定模板定模安裝板模腳支撐板上頂出板 下頂出板導(dǎo)柱回位銷動(dòng)模板動(dòng)模安裝板爆炸模式標(biāo)準(zhǔn)兩板模結(jié)構(gòu)注注 塑塑 成成 型型注射模結(jié)構(gòu)透視圖注注 塑塑 成成 型型注注 塑塑 成成 型型熱流道模具熱流道模具是利用加熱裝置使流道內(nèi)熔體始終熱流道模具是利用加熱裝置使流道內(nèi)熔體始終不凝固的模具。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)模具成形周期短，不凝固

5、的模具。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)模具成形周期短，而且更節(jié)約原料，所以熱流道模具在當(dāng)今世界而且更節(jié)約原料，所以熱流道模具在當(dāng)今世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均得到極為廣泛的應(yīng)用。各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均得到極為廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品：儀表板、副儀表板、前門護(hù)板、后門護(hù)產(chǎn)品：儀表板、副儀表板、前門護(hù)板、后門護(hù)板、前保險(xiǎn)桿、后保險(xiǎn)桿等大型塑料件。板、前保險(xiǎn)桿、后保險(xiǎn)桿等大型塑料件。注注 塑塑 成成 型型優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：縮短制件成型周期；節(jié)省塑料原料；減少?gòu)U品，提高產(chǎn)品質(zhì)量；消除后續(xù)工序，縮短制件成型周期；節(jié)省塑料原料；減少?gòu)U品，提高產(chǎn)品質(zhì)量；消除后續(xù)工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化有利于生產(chǎn)自動(dòng)化 。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：模具成本上升；熱流道模具制

6、作工藝設(shè)備要求高；操作維修復(fù)雜。模具成本上升；熱流道模具制作工藝設(shè)備要求高；操作維修復(fù)雜。注注 塑塑 成成 型型熱流道模具的構(gòu)成：熱流道模具的構(gòu)成：1、熱流道板（、熱流道板（MANIFOLD）2、噴嘴（、噴嘴（NOZZLE）3、溫度控制器、溫度控制器4、輔助零件、輔助零件注注 塑塑 成成 型型熱流道分流板注注 塑塑 成成 型型兩板模動(dòng)作原理注塑口定模動(dòng)模充填、保壓、冷卻完畢注注 塑塑 成成 型型兩板模動(dòng)作原理型腔面開模注注 塑塑 成成 型型頂出產(chǎn)品兩板模動(dòng)作原理注注 塑塑 成成 型型成型產(chǎn)品模具、產(chǎn)品分離兩板模動(dòng)作原理注注 塑塑 成成 型型兩板模動(dòng)作原理合模（進(jìn)入下一循環(huán)）注注 塑塑 成成 型

7、型兩板模動(dòng)作原理動(dòng)畫效果兩板模動(dòng)畫三板模動(dòng)畫注注 塑塑 成成 型型 原理是兩個(gè)半開空心體的次成型品與模具一起滑動(dòng)，閉模后，向其接合面注射次樹脂以使其接合，從而獲得空心體空心體。 模具滑移注模具滑移注射成型射成型是為空心體結(jié)構(gòu)的注射成型而開發(fā)的一種新的成型技術(shù)。二次注塑模具注注 塑塑 成成 型型雙色注射雙色注射成型成型是在非空心結(jié)構(gòu)中將種樹脂層疊在一起。 模具應(yīng)有油壓缸驅(qū)動(dòng)的滑移機(jī)構(gòu)。注射筒分為頭式（種材料）。雙色注塑模具注注 塑塑 成成 型型雙色注塑雙色注塑：在雙色注塑機(jī)上，在同一生產(chǎn)周期內(nèi)向?qū)ｉT的注塑模內(nèi)同時(shí)/先後注射不同顏色/種類的原料，使產(chǎn)品具有不同的外觀/性能。但因其在設(shè)備和模具的巨大

8、投資而逐漸被二次注塑取代。二次注塑就是二次注塑就是注塑零件為嵌件的嵌件注塑，主要應(yīng)用於機(jī)械性能和外觀要求較高的零件，材料選擇是該工藝的關(guān)鍵。注注 塑塑 成成 型型1 1、確定脫模斜度時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)：、確定脫模斜度時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)： 在不影響塑件使用的前提下，脫模角度應(yīng)盡量取大 塑件表面粗糙，比如產(chǎn)品表面設(shè)計(jì)皮紋，則角度增大，一般皮紋深度每0.03mm增加1度。 塑件壁厚較大時(shí)，脫模斜度取大些 精度要求高的塑件，應(yīng)取較小的脫模角度 斜度的方向。內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，滿足圖樣尺寸要求，斜度向擴(kuò)大方向取得；外形則以大端為準(zhǔn)，滿足圖樣要求，斜度向偏小方向取得。 設(shè)計(jì)考慮要素注注 塑塑 成成 型型2 2、制品壁

9、厚、制品壁厚基本原則基本原則均勻壁厚，一般的原則就是能夠利用最少的壁厚，完成最終產(chǎn)品所須具備的功能。 最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個(gè)地方都是均一的厚度 。注注 塑塑 成成 型型決定壁厚的主要因素決定壁厚的主要因素1、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足夠2、能否抵脫模力3、能否均勻分散所受的沖擊力4、有埋入件時(shí)能否防止破裂熔合線是否會(huì)影響強(qiáng)度5、成形孔部位的熔合線是否會(huì)影響強(qiáng)度6、盡可能肉厚均勻以防止產(chǎn)生縮水7、棱角及肉厚較薄部分是否會(huì)阻礙材料流動(dòng)從而引起充填不足注注 塑塑 成成 型型1、可減省物料以致減省生產(chǎn)成本.2、保留和原來設(shè)計(jì)相若的剛性、強(qiáng)度及功用。3、消取因厚薄不均引致的內(nèi)應(yīng)力增加及齒冠部份收縮引致

10、整體齒輪變形的情況發(fā)生。大部份厚膠的設(shè)計(jì)可通過使用加強(qiáng)筋及改變橫切面形狀來取代。注注 塑塑 成成 型型加強(qiáng)筋的作用加強(qiáng)筋的作用：(1)在不加大制品壁厚的條件下，增強(qiáng)制品的強(qiáng)度和剛性，以節(jié)約塑料用量，減輕重量，降低成本。(2) 可克服制品壁厚差帶來的應(yīng)力不均所造成的制品歪扭變形。(3) 便于塑料熔體的流動(dòng)，在塑件本體某些壁部過薄處為熔體的充滿提供通道。3 3、加強(qiáng)筋、加強(qiáng)筋注注 塑塑 成成 型型熱塑性塑料加強(qiáng)筋的熱塑性塑料加強(qiáng)筋的典型尺寸典型尺寸：注注 塑塑 成成 型型布置原則：布置原則： 加強(qiáng)筋設(shè)在受力大、易變形的部位，分布盡量均勻。 避免局部壁厚過大,防止材料堆積，造成產(chǎn)品縮水。 盡量沿著塑

11、料流向布置，以降低充模阻力,減少底部的應(yīng)力 。注注 塑塑 成成 型型圓圓角角對(duì)于對(duì)于成型成型產(chǎn)品產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)會(huì)有以下影會(huì)有以下影響響: (1) 圓角使得成形品提高強(qiáng)度以及降低應(yīng)力。 (2) 尖銳轉(zhuǎn)角的消除,自動(dòng)地降低了龜裂的可能性,就是提高對(duì)突然的震動(dòng)或沖擊的抵抗力。 (3) 塑膠的流動(dòng)狀態(tài)將被極大的改善,圓形的轉(zhuǎn)角,使得塑膠能夠均勻,沒有滯留現(xiàn)象以及較少應(yīng)力的流入模穴內(nèi)所有的斷面,並且改善成形品斷面的密度的均勻性。 (4) 模具強(qiáng)度獲得改善，以避免模具內(nèi)尖銳的轉(zhuǎn)角,造成應(yīng)力集中,導(dǎo)致龜裂,特別是對(duì)于需要熱處理或受力較高的部分,圓弧轉(zhuǎn)角更為重要。注注 塑塑 成成 型型建議建議R最小為最小為

12、0.5mm , 最佳圓角設(shè)計(jì)為最佳圓角設(shè)計(jì)為R/T=0.6 , 超過這點(diǎn)后，超過這點(diǎn)后， R即使再增加，即使再增加， 也只能小部分減少應(yīng)力集中現(xiàn)象也只能小部分減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。內(nèi)圓角內(nèi)圓角 R=0.5T 外圓角外圓角R=1.5T注注 塑塑 成成 型型4 4、BossBoss柱柱設(shè)計(jì)要求：對(duì)于螺孔凸臺(tái)的情形，對(duì)于螺孔凸臺(tái)的情形，應(yīng)使柱厚度不得大于料應(yīng)使柱厚度不得大于料厚的一半（外觀件），厚的一半（外觀件），凸臺(tái)孔內(nèi)徑應(yīng)由螺釘?shù)耐古_(tái)孔內(nèi)徑應(yīng)由螺釘?shù)囊Ш狭頉Q定，一半為咬合力來決定，一半為螺紋的公稱直徑的螺紋的公稱直徑的0.8左左右。右。注注 塑塑 成成 型型(1)一般孔、淺孔，模塑成型。(2) 深

13、孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用機(jī)械加工（如鉆孔）獲得。(3) 小徑深孔（如孔徑d1.5mm），機(jī)械加工。(4) 小角度傾斜孔、復(fù)雜型孔，采用拼合型芯成型，避免用側(cè)抽芯。(5) 薄壁孔、中心距精度高的孔（孔系），采用模具沖孔，以簡(jiǎn)化塑模結(jié)構(gòu)。根據(jù)孔徑與孔深度的不同，孔可用下根據(jù)孔徑與孔深度的不同，孔可用下述方法成型述方法成型：5 5、孔、孔注注 塑塑 成成 型型注塑件常見缺陷凹縮飛邊燒焦分層起皮銀紋熔接痕熱熱 成成 型型 工工 藝藝熱成形熱成形(vacuum forming)定義定義:熱成形就是將熱塑性板片加熱至其軟化點(diǎn)，藉抽真空、空氣壓力、重力及機(jī)械力使之成形于母?；蚬?nèi)，再冷卻、脫

14、模、修剪而成。此加工方式亦稱真空成形或壓差成型，因?yàn)樽畛Ｓ玫姆绞绞浅檎婵斩顾馨迮c模面貼合來成形 。頂棚頂棚基材PU外覆低檔針織面料針刺無紡氈地毯地毯各種針刺地毯加硬質(zhì)纖維板復(fù)合材料儀表板儀表板ABS/PVC蒙皮真空吸塑立柱裝飾板立柱裝飾板采用ABS板材熱壓成型門板門板纖維板復(fù)合蒙皮材料熱壓PVC/ABS蒙皮發(fā)泡工藝與PC/ABS骨架復(fù)合PVC蒙皮/PP-T20骨架 吸塑工藝復(fù)合熱熱 成成 型型 工工 藝藝常見的熱成型有以下幾種：1、真空成型2、氣壓熱成型3、對(duì)模熱成型4、柱塞助壓成型 在汽車內(nèi)外飾上較為常見的熱成型是真空成型及對(duì)模熱成型。熱熱 成成 型型 工工 藝藝直接真空成形直接真空成形又

15、稱凹模成形：常用母模如圖 加熱方法加熱方法氣體傳熱加熱（蒸汽和熱空氣加熱）液體傳導(dǎo)加熱（油、水、過熱水加熱）輻射加熱 （紅外線和微波輻射加熱）使用材料：ABS、PS PS 、PVC、PU 熱熱 成成 型型 工工 藝藝對(duì)模熱成型：將熱塑性板片加熱軟化后，再以上下兩模對(duì)合加壓而成形。此法可得較精確的成品尺寸及光滑表面。模具通常須用金屬，成本較高。 熱熱 成成 型型 工工 藝藝頂棚 頂棚成型流水線頂棚成型模具熱熱 成成 型型 工工 藝藝 成形最大的好處是加工工具低廉，因?yàn)橹豁毎雮€(gè)模具且模具可用熱石膏、木材、聚脂類、環(huán)氧樹脂及其它非金屬材料制造。熱成形較適宜中小量的生產(chǎn)。工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)： 熱成形最適

16、宜制造薄壁且淺深度的塑品，尺寸精確度較注塑成型法差。 片材加熱溫度占成型周期的50%-80%。片材成型溫度在120-240間中中 空空 成成 型型 工工 藝藝用於成形瓶、管等容器產(chǎn)品，先將PE、PVC等熱可塑性樹脂擠出成形為管狀，以模子夾持，往內(nèi)部吹入空氣，膨脹冷卻固化成型。產(chǎn)品應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)用：風(fēng)管、塑料油箱、前除霜風(fēng)道等中空成型定義中空成型定義:中中 空空 成成 型型 工工 藝藝工藝過程：工藝過程：(a) 將塑料熔融，經(jīng)螺桿擠壓成中空之型胚。(b) 型胚垂落于分成兩半之模具中，再將模具閉合。(c) 將壓縮空氣注入于型胚中，充脹型胚而與模具貼合。 (d) 吹脹之產(chǎn)品冷卻后脫模。(e) 修整毛邊，

17、即得成品。 中中 空空 成成 型型 工工 藝藝(a)強(qiáng)度上：同重量或同體積比較，中空成形品比射出成形品為強(qiáng)。(b)加工溫度：中空成形之成形加工溫度較低，對(duì)收縮、翹曲、凹痕及熱裂解之傾向較小。(c)使用原料：射出成形須使用流動(dòng)性較佳的原料，若是加了玻纖，則容易產(chǎn)生應(yīng)力。(d)應(yīng)力集中：中空成形之壓力約在45kgf/cm2間，為射出成形的1，幾乎無應(yīng)力集中現(xiàn)象。(e)模具成本：因射出成形為高壓成形，所須模具較強(qiáng)且精密，成本高。而中空成形為低壓成形，模具可為鋁、鋅、或鋁合金。工藝特點(diǎn)：工藝特點(diǎn)：中中 空空 成成 型型 工工 藝藝型胚被吹脹的程度是決定成品肉厚的主要因素 一般值在1.5到3之間，在特殊

18、情況下可到7 吹脹比模具直徑：型胚直徑吹脹比模具直徑：型胚直徑設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)要素吹脹比吹脹比中中 空空 成成 型型 工工 藝藝設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)要素傾斜角傾斜角最小傾斜角1；建議使用單邊2。當(dāng)吹脹比增加時(shí)傾斜角亦需增加；中中 空空 成成 型型 工工 藝藝圓凸?fàn)钪萜鬏^純圓柱狀之容器有較佳之抗扭曲力。矩形容器之邊角區(qū)會(huì)承受大部份的負(fù)荷，所以此區(qū)域需設(shè)計(jì)的較厚。在垂直的方向上，增加凸起或肋骨，可增加其抗堆積強(qiáng)度，減少?gòu)澢屏?。一般之設(shè)計(jì)概念如下：設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)要素形狀剛（韌）性化形狀剛（韌）性化 中中 空空 成成 型型 工工 藝藝為增加強(qiáng)度，在標(biāo)貼區(qū)周邊做成槽溝 最普遍的方法是采用壓花設(shè)計(jì)，剛韌性、美觀、標(biāo)

19、貼兼得 發(fā)發(fā) 泡泡 成成 型型發(fā)泡成型是使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的樹脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生產(chǎn)?；瘜W(xué)發(fā)泡劑在加熱時(shí)釋放出的氣體有二氧化碳、氮?dú)?、氨氣等?物理發(fā)泡物理發(fā)泡是在塑料中溶入氣體或液體，而后使其膨脹或氣化發(fā)泡的方法。 發(fā)發(fā) 泡泡 成成 型型1.發(fā)泡成型機(jī)理 在聚氨酯泡沫的制備中，首先是異氰酸酯基團(tuán)（-NCO）和多元醇羥基（-OH）的反應(yīng)，形成氨基甲酸酯鍵，使多元醇的鏈段增長(zhǎng)。其次是產(chǎn)生形成泡沫結(jié)構(gòu)的氣體。軟質(zhì)聚氨酯泡沫主要以水為發(fā)泡劑，異氰酸酯在與多元醇反應(yīng)，

20、形成聚合型結(jié)構(gòu)的同時(shí)與水反應(yīng)，產(chǎn)生中間體氨基甲酸，氨基甲酸分解，產(chǎn)生伯胺和CO2，后者使物料發(fā)泡膨脹。氣體滯留在泡沫體的泡沫中，進(jìn)一步降低泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)，使之成為優(yōu)良的保溫隔熱材料。2.原材料多元醇、異氰酸酯模模 壓壓 成成 型型壓縮模塑：壓縮模塑又稱模壓，是模塑料在閉合模腔內(nèi)借助加壓(一般尚須加熱)的成型方法。通常，壓縮模塑適用于熱固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。低壓成型：成型壓力等于或低于1.4兆帕的 產(chǎn)品：煙灰盒盒體模壓成型示意圖搪搪 塑塑 成成 型型 搪塑工藝是當(dāng)前一項(xiàng)成熟并使用廣泛的成型工藝，其加工成型工藝簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用最廣的工藝。 模塑時(shí)將塑料糊倒人開口的中空模內(nèi)，直至達(dá)到規(guī)定

21、的容量。模具在裝料前和裝料后應(yīng)進(jìn)行加熱，以便使物料在模具內(nèi)壁變成凝膠。當(dāng)凝膠達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)，倒出過量的液體物料，并再行加熱使之熔融，冷卻后即可自模具內(nèi)剝出制品。搪塑工藝的定義搪塑工藝的定義搪搪 塑塑 成成 型型 目前搪塑?？刹捎玫钠ぜy也越來越廣，如縫紉線(Stitch Line)，主要的環(huán)保新材料有熱塑性聚烯烴(TPO)、熱塑性聚氨酯(TPU)粉料。 搪塑儀表板的優(yōu)點(diǎn)： 在搪塑工藝未出現(xiàn)以前，儀表板的表皮是采用真空成型工藝或真空復(fù)合工藝。這些工藝是將帶皮紋的PVC皮，經(jīng)加熱、拉伸后，吸附在成型?；騼x表板骨架上。由于PVC皮經(jīng)過不均勻拉伸，使得皮紋變形不一，影響美觀。 而搪塑表皮的皮紋是刻在搪塑模具上，所產(chǎn)生的皮套皮紋均勻、清晰、美觀。并且與真空成型表皮相比，搪塑表皮具有不開裂、不變形及耐熱性優(yōu)異等特點(diǎn)。搪搪 塑塑 成成 型型1、將配制好的糊塑料注入已加熱到130的陰模中。2、糊塑料灌滿后停