模压模具(「科普知识」复合材料模压成型工艺及控制三要素)

Posted 2023-05-30

篇首语：没有伞的孩子必须学会努力奔跑。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了模压模具(「科普知识」复合材料模压成型工艺及控制三要素)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

模压模具(「科普知识」复合材料模压成型工艺及控制三要素)

SMC/BMC模压成型过程中，需要重点注意控制好“3个点”，也是最重要的三要素。即模压温度、模压压力和模压时间控制。

一、模压温度控制

模压温度是模压成型时所规定的模具温度，这一工艺参数确定了模具向模腔内物料的传热条件，对物料的熔融、流动和固化进程有决定性的影响。SMC/BMC模塑料在模压过程中的温度变化情况较复杂，由于塑料是热的不良导体，物料中心和边缘在成型的开始阶段温差较大，这将导致固化交联反应在物料的内外层不是同时开始。

表层料由于受热早先固化而形成硬的壳层，而内层料在稍后的固化收缩因受到外部硬壳层的限制，致使模压制品的表层内常存有残余压应力，而内层则带有残余拉应力，残余应力的存在会引起制品翘曲、开裂和强度下降。因此采取措施尽力减小模腔内物料的内外温差，消除不均匀固化是获得高质量制品的重要条件之一。　

SMC/BMC模塑料的模压温度取决于固化体系的放热峰温度和固化速率，通常取固化峰温度稍低一点的温度范围为其固化温度范围，一般约为135-170℃并通过试验来确定。固化速率快的体系取偏低点的温度，固化速率慢的体系取偏高些的温度。成型薄壁制品时取温度范围的上限，成型厚壁制品可取温度范围的下限，但成型深度很大的薄壁制品时，由于流程长为防止流动过程中物料固化，也应取温度范围的下限。在不损害制品强度和其他性能指标的前提下，适当提高模压温度，对缩短成型周期和提高制品质量都有利。模压温度过低不仅熔融后的物料黏度高、流动性差，而且由于交联反应难于充分进行，从而使制品强度不高、外观无光泽、脱模时出现粘模和顶出变形。

二、模压压力控制

模压压力通常用模压压强(MPa)来表示，即玻璃钢液压机施加在模具上的总力与模具型腔在施压方向上的投影面积之比。模压压力在模压成型过程中的作用，是使模具紧密闭合并使物料增密，以及促进熔料流动和平衡模腔内低分子物挥发所产生的压力。压缩率大的模压料，由于使其增密时要消耗较多的能量，因而成型时需用较高的模压压强，故模压散状料比模压料坯的压力高，而SMC/BMC模压料又比模压粉状料的压力高。模压熔融粘度高、交联速率快的物料，以及加工形状复杂、壁薄、深度或面积大的制品时，由于需要克服较大的流动阻力才能使模腔填满，因而需要采用较高的模压压力。

高的模压温度因会使交联反应加速，从而导致熔料黏度迅速增高，故需用高的模压压力与之配合。高的模压压力虽有使制品密度增大，成型收缩率降低，促使快速流动充模，克服肿胀和防止气孔出现等一系列优点。但模压压力过大会降低模具使用寿命、增加液压机功率消耗、增大制品内残余应力。因此加工热固性塑料模压制品时，多采用预压、预热、适当提高模压温度等，以避免采用高的模压压力。若不适当的提高预热温度或延长预热时间则致使在预热过程中已部分固化流动性降低，不仅不能降低模压压力反而要用更高的模压压力来保证物料填满模腔。

三、模压时间控制

模压时间也称压缩模塑保温保压时间。是指模具完全闭合后或最后一次放气闭模后，到模具开启之间，物料在模内受热固化的时间。模压时间在成型过程中的作用主要是使获得模腔形状的成型物有足够的时间完成固化。固化是指热固性塑料成型时体型结构的形成过程，从化学反应的本质来看固化过程就是交联反应进行的过程。但工艺上的“固化完全”并不意味着交联反应已进行到底，即所有可参加交联的活性基团已全部参加反应。这一术语在工艺上是指交联反应已进行到合适的程度，制品的综合物理力学性能或其他特别指定的性能已达到预期的指标。显然，制品的交联度不可能达到100℃而固化程度却可以超过100℃通常将交联超过完全固化所要求程度的现象称为“过熟”，反之称为“欠熟”。

模压时间的确定与SMC/BMC模塑料的固化速率，制品的形状和壁厚、模具的结构、模压温度和模压压力的高低，以及预压、预热和成型时是否排气等多方面的因素有关，在所有这些因素中以模压温度、制品壁厚和预热条件对模压时间的影响最为显著。合适的预热条件由于可加快物料在模腔内的升温过程和填满模腔的过程，因而有利于缩短模压时间，提高模压温度时模压时间随之缩短而增大制品壁的厚度则要相应延长模压时间。在模压温度和模压压力一定时模压时间就成为决定制品性能的关键因素，模压时间过短树脂无法固化完全、制品欠熟因而力学性能差，外观缺乏光泽，脱模后易出现翘曲和变形等。适当延长模压时间不仅可克服以上的缺点，还可使制品的成型收缩率减小并使其耐热性、强度性能和电绝缘性能等均有所提高。但过分地延长模压时间又会使制品过熟，不仅生产效率降低、能耗增大而且会因过度交联使收缩率增加会导致树脂与填料间产生较大的内应力，也常常使制品表面发暗起泡，严重时会出现制品破裂。

模压模具(「科普知识」 复合材料模压成型工艺及控制三要素)

模压模具(「科普知识」 复合材料模压成型工艺及控制三要素)

模压模具(「科普知识」复合材料模压成型工艺及控制三要素)

模压模具(「科普知识」复合材料模压成型工艺及控制三要素)