冷成型就是在不进行
加热的情况下对
材料进行冲剪、弯曲、拉伸等的加工方式。冷成型(或称固相成型)既不属于一次成型也不属于
二次成型,而是一种新兴的很有发展前途的加工技术,系移植金属加工方法(如锻压、滚轧、冲压等),使塑料在常温(也可在聚合物以下)下成型。
特点
冷成型原料无需熔融或者软化到粘流状态,在玻璃态即可进行成型,这样的成型方法具有下列优点:
(1)避免了聚合物或树脂在高温下降解,提高了制品的性能。
(2)因聚合物冷成型迅速取向,制品的性质得到明显改善。
(3)成型工艺因除掉加热和冷却阶段,生产周期大大缩短,生产程序大量减少。
(4)成本降低,在大规模生产的条件下,设备成本较注射成型的成本低1-2倍。
(5)可以加工分子量非常高的聚合物,不受一般加工方法的限制。
(6)制品不存在流动时形成的熔接缝和浇口痕迹等。
冷成型的不足之处
冷成型也存在一些不足之处。
(1)制品的尺寸、形状和精密度差,这是由于
塑料解除加工力后的弹性回复力比金属材料大得多,而弹性模数又小得多之故。软钢的弹性模量为21000公斤/毫米2,而
热塑性塑料模量最大的也不超过400公斤/毫米2,所以即使加工条件怎样改进,最终也不能完全解决制品尺寸、形状,精密度差的问题。
(2)冷成型的制品中,存在非常明显的分子取向,引起强度的各向异性。
冷成型分类
塑料的冷成型工艺及设备大体和金属成型设备相似,根据施力方向的不同,大致有以下几种:
1,锻造。把塑料坯料颈热后,放在压机上、下模之间,随着上、下模的闭合,依靠模具的机械作用力成型为制品。
2.橡皮垫成型。压机的上模是一块橡皮垫,塑料坯料与橡皮垫直接接触,下模是阳模,合模时橡皮垫变形,实际上成了阴模,塑料就在这金属阳模和橡皮阴模之间成型。
3,液压成型。是在上模装有一块橡皮隔膜,液体的压力可以通过该膜传到塑料上,合模时,流体的压力迫使橡皮隔膜变形把力传递至塑料,使其在上、下模中间成型。
4.冲压成型。靠机械的冲力将坯料成型为塑料制品,通常冲压法只能成型深度6.2毫米(1/4英寸)的制品。主要用于加工改性聚丙烯,
超高分子量聚乙烯、ABS、聚甲醛、聚酰胺6及聚酰胺-66等。
5.滚轧成型。借助于轧光机上辊的机械作用,成型
塑料板材和薄膜等。主要用于加工聚乙烯、
聚苯乙烯、
硬聚氯乙烯、
聚酰胺-66,聚酰胺-6、聚四氟乙烯和聚甲醛等。
固相成型及应用
固相成型的基本条件是:成型材料本身应是完整的坯料,其形状最好近似成型制品,如生产齿轮时使用坯料为圆盘或圆环等,进行成型的温度范围,由室温至高于室温10-20℃,甚至低于熔点或软化点的温度均可。另外成型制品是在屈服点加压进行的,用固相成型加工聚合物时,确定工艺参数时要特别注意这些条件,也应防止加工材料结构弊病出现。
用冷成型方法生产塑料制品已有较大的发展,如奶
油罐、
齿轮、
汽车部件等,据报道还有用固相成型加工技术制成所谓人造岛;浮桥等大型塑料制品。固相成型在实际应用上历史还不长,因而对这种成型方法研究得还很不够,随着研究工作的深入,固相成型的理论与工艺技术必然会有更大的发展。