2010年9月24日 星期五

塑膠加工方式選擇

塑膠加工方式五花八門,隨著材料及成品而有極大之差異。
一個最佳的加工方式之選擇,主要之決定在於材料之種類、產品之外形,產量之多寡及最重要的成本效益。而往往一個同樣之產品,可經由各種不同之加工方式而產生。
以下是一般常見的加工方式:
1. 射出成形(injection molding)

在所有之塑膠加工成形方法上,射出成形最為被廣泛使用。簡言之, 就是把熱塑性塑膠或熱固性塑膠置入射出成形機的加熱筒中,等其完全熔融後,借由柱塞或螺桿之壓力,將塑膠注入已閉合的模具之模穴中。等冷卻固化後,再開啓模具取出成品。
此種加工技術因材料、機械設計及製品要求而衍生出很多其它的生產方法,例如預嵌入金屬零件之成形、多色及混色的射出成形、結構發泡的射出成形、氣體輔助射出成形(gas assisted injection molding)、共射出成形(coinjection)、射出中空成形及利用液態單體或液態預聚合物為原料之反應射出成形(RIM)等方法。
2. 押出加工(extrusion)
將熱塑性塑膠材料於押出機中加熱、加壓,再用螺桿予以押出。押出品之斷面形狀依模頭而定,可為棒狀、管狀、平版狀、異形狀等等。也衍生出很多其它的生產方法,例如還有吹膜押出(blown film estursion)
、中空成形(blow molding)、壓延加工、共押出加工(coextrusion)及混煉切粒等。
2.1中空成形法:先將熱塑性塑膠材料由押出機之模頭押出,使成為薄管,此稱為型胚(parison),再閉合模具,吹氣而後成形。優點為製造大型成品很方便, 可一次成形,缺點則為不易控制各部位的肉厚。
2.2吹膜押出:押出之熔膠經環形模,用空氣吹成管膜,再予冷卻即成膠膜。聚烯烴類之塑料常以此法製造各種垃圾袋,收縮膜及食品包裝膜等。現在之高級包裝膜則為利用共押出之方法來製造多層膜。
3. 壓縮成形(compression molding)
此為熱固性塑膠材料成形法之一種。先將熱固性樹脂預熱後,置於開放的模穴內,閉模後施以熱及壓力,直至材料硬化為止。酚醛樹脂,美耐皿樹脂及尿素甲醛等樹脂之成品常用此法成形,ex.家電製品外殻、零件、齒輪、家俱餐具等。
4. 發泡加工(foaming)

發泡材料為含有氣泡之材料,其假比重較實質密度為低。
依發泡法之分類有:常壓加熱法、加壓發泡法、押出發泡法、射出發泡法、二液混合法及二段發泡法等。

一般押出發泡法所用之模頭可分為T形模及環形模,後者常被用於聚苯乙烯發泡板,但如果是厚度大於5mm,則須使用T形模頭來發泡。
常見之發泡材有PE、PP、PS、PVC、CPE、ABS及PC等。
5.鑄塑成形(casting)
此法為將液狀樹脂配合硬化劑後,注入至開口之模具中,使其流至模具表面,在常壓下使其乾燥完成聚合反應的成形法;或者是將液狀樹脂塗布於移動之皮帶上,或是在化學溶液中沈澱之,以獲得塑料薄膜的方法。
6. 熱成形(thermoforming)

此法為將熱塑性塑膠板材加熱軟化後,用真空、空氣或套合之金屬予以加壓成形。產生之製品須經裁剪,通常會產生很多邊料,邊料大部份會再回收使用。
7. 押出塗裝與積層(extrusion coating & lamination)

用押出機將熱塑性塑料熔化押出,經過T形模頭後形成淋幕,然後塗布於連續移動的板狀或膜狀基材上,常用於日用品及食品之包裝。
8. 轉移成形(transfer molding)

用於熱固性塑膠材料的成形法,塑膠材料先於加熱室(轉移室)內加熱軟化,然後借由轉移衝柱之高壓,迫使熔融材料穿過流道及澆口進入模穴中進行硬化反應。
此法非常適合於有金屬插件時之情形且成形品精密度比壓縮成形高者,但模具設計則較複雜且成品之機械強度較低。
9. 輪輾塗裝(calender coating)
利用滾輪表面之熱,使熔融塑膠材料塗佈於布、皮或紙上的加工方法,PVC布是最常被輪輾加工之產品。
10. 粉末塗裝(powder coating)

此法是在被塗物上放置粉末,然後加熱使粉末熔融的連續塗佈法,可分為下列三種方式:

10.1焰噴法:將塑膠材料粉末以丙烷或乙炔之火焰噴射,再熔化附著於受質體表面。

10.2靜電塗裝:為利用靜電將塑膠材料粉末附著於受質體表面,再加熱使之熔解。
10.3流動浸漬塗裝:將塑膠材料粉末在流動床中浮動,再浸入加熱過的金屬物體,使其表面熔著一層塑膠材料覆膜。一般常用之塑膠材料為PE、PP、PVC、Nylon及Epoxy等。
11. 回轉成形(rotational molding)

將常溫粉狀或液狀之成形材料注入於回轉模具中,利用加熱及離心力使樹脂均勻布滿於模壁面,冷卻後即可得中空之成形品。此法最適當做大型物品之成形,缺點則為肉厚較難掌控。
12. 拉擠成形(pultrusion)

此加工方式是玻纖補強產品產生的一種,借由加熱模頭,連續式的拉出經過補強及硬化的樹脂而後成形。


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