四章节压缩成型
生物质成型以及炭化技术讲义
1.5 生物质成型燃料的性能指标
• 生物质成型燃料生产原料的种类不同，成型方式各异，使 得燃料的品质特性差异较大。 生物质成型燃料的品质特性包括成型块的物理特性和燃烧 特性。
• 1.5.1生物质成型燃料的物理特性 直接决定成型燃料的使用要求、运输要求和收藏条件。 衡量指标：松驰密度、耐久性
生物质成型燃料的物理特性
• ⑵物料粉碎
• 木块、树皮、植物秸杆等尺寸较大的原料要时行粉碎，粉 碎作业尽量在粉碎机上完成； 锯末、稻壳等只需清除尺寸较大的异物，无需粉碎。
• 对颗粒成型燃料，一般需要将90%左右的原料粉碎到2mm 以下，必要时原料需进行二次甚至三次粉碎。
• 常用粉碎机械：锤片式粉碎机。
• ⑶干燥
• 干燥处理的原因： 水分含量超过经验值上限时，加工过程中当温度升高时， 体积突然膨胀，易发生爆炸造成事故； 水分含量过低时，会使范德华力降低，物料难以成型。
• ②先炭化后成型：先将生物质原料炭化或部分炭化，然后 加入一定量的黏结剂压缩成型。
• 特点： 炭化过程高分子组分受热裂解转化成炭，并释放出挥发分， 因而其挤压加工性能得到改善，功率消耗也明显下降。 炭化后的原料在挤压成型后维持既定形状的能力较差，故 成型时一般都要加入一定量的黏结剂。
1.4 生物质成型影响因素
• 物料湿度一般要求在10～15%之间，间歇式或低速压缩 工艺中可适当放宽。
• 常用干燥机有回转圆筒干燥机、立式气流干燥机。
①回转圆筒干燥机： • 构造：
排湿口 干燥筒
进料口
热风炉
出料口 驱动装置
优点： 生产能力大，运行可靠，操作容易，适应性强，流体阻力小， 动力消耗低。 缺点： 设备复杂，体积庞大，一次性投资高，占地面积大。
第4章热压罐成型工艺（PDF）
胶膜压延法
树脂含量可由胶膜 厚度，辊压力与间 距、纤维张力、加 热温度等控制
线速度大，效率高 树脂含量容易控制 挥发分含量低，污染小 制膜和浸渍过程分步进
行，减少对纤维损伤
预浸料制备
大纱束或织物难于浸透 高粘度树脂难于浸渍 设备投资高，纤维用量大
2 辅助材料 Auxiliary material
碳纤维 其热膨胀系数与所成型复合材料构件一致，质量轻，材料模量高，模具
复合材料
刚度大；适用于高精度的大型构件的成型，但材料成本高，耐温低，表 面易划伤，有吸湿问题
玻璃纤维 质量轻，材料价格低；但材料模量低，模具刚度差；一般用于简单成型 复合材料 或型面要求不高的结构
3 模具材料－模具的分类
根据模具用材料
可很好的排除挥发物
4 袋压成型——压力袋成型
密封装置
盖板
压缩空气
空气压缩机
压力袋
特点：
模具
复合材料坯料
通过向橡皮囊构成的压力袋(气压室)内注入压缩空气，实现对 复合材料坯料的加压，也叫气压室成型；
真空袋基础上发展而来，气压均匀垂直作用在毛胚的表面，压 力可达0.25-0.5MPa，对模具强度和刚度的要求较高；
真空薄膜
具有较好的强度、延展性、耐温性、耐磨性和韧性。使用时，用腻子 将成型中的构件密封在模具上，形成真空袋
密封胶带
具有常温下的粘性，高温下密封性好，固化后易清理和贮存时间长等 特点
吸胶材料
可定量吸出复合材料毛坯中的多余树脂，并有一定透气性能的材料。 有吸胶毡、玻璃布、吸胶纸等，其单位面积吸树脂量随材料而异
成型工 艺稳定 可靠
热压罐内的压力和温度均匀，可以保证成型构件的质量稳定。一般热压罐成型 工艺制造的构件孔隙率较低、树脂含量均匀，相对其他成型工艺热压罐制备构 件的力学性能稳定可靠，迄今为止，航空航天领域要求高承载的绝大多数复合 材料构件都采用热压罐成型工艺。
压缩成型技术
压缩成型技术
《压缩成型技术》
嘿呀，今天咱就来唠唠压缩成型技术。
你们知道吗，我有一次特别的经历。
那时候我去一个小工厂参观，就看到工人们在操作压缩成型的机器。
那场景，可有意思了。
我看到他们把一堆原材料，就好像是一堆软软的面团似的，放进一个大大的模具里。
然后呢，那个机器就开始“哐哐哐”地动起来，就像大力士在使劲儿挤压一样。
我就眼睁睁地看着那堆原材料在模具里一点点地被压缩，变得越来越紧实。
工人们呢，还在旁边特别专注地看着，就好像在看着自己的宝贝一样。
随着机器的不断运作，最后哇，一个成型的东西就出来啦！就像是变魔术一样，从那堆原材料里变出了一个有形状的玩意儿。
我当时就特别惊讶，这也太神奇了吧！原来这就是压缩成型技术呀，能把那些普通的材料变成有用的东西。
这之后我每次看到那些通过压缩成型技术做出来的东西，我就会想起那次在工厂的经历，真的是太有意思啦！感觉这个技术就像是一个神奇的魔法，能把平凡变得不凡。
所以啊，压缩成型技术可真不是啥神秘莫测的东西，它就在我们身边，给我们的生活带来了很多的便利和惊喜呢！嘿嘿！。
压缩成型工艺
一、压缩成型原理
1.成型方法
压缩成型 ——又称为模压成型或压制。主要用于 热固性塑料的成型，也可以用于热塑性 塑料的成型。
粉粒状、纤 维状的料
置于成型温 度的型腔中
合模 加压
成型 固化
一、压缩成型原理
2.压缩成型的特点
⑴塑料直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。 ⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合 ⑶压力通过凸模直接传给塑料
下压式：工作液缸位于下端，操 作不便，很少使用。
为了保证压缩 模塑的正常进行， 应选用适当的压机， 并校核模具与压机 的关系。
三、压缩成型工艺
模压前的准备 模压过程 模压后处理
预压
预热和干燥
嵌件的安放
加料
ห้องสมุดไป่ตู้
合模
排气
脱模
保压与固化
模具清理 特殊处理
整形去应力 修饰抛光
三、压缩成型工艺 1.模压前的准备 ⑴预压
①预压方法： 为方便操作和提高塑件的质量，先 用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压 成重量一定、形状一致的锭料。
②采用预压锭料的优点：
加料快而准确 降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少， 不仅传热快且气泡少。
②采用预压锭料的优点：
锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小 嵌件的塑件。 可提高预热温度，缩短预热和固化时间。 避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。
应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。
方法：合模后加压至一定压力，立即卸压，凸
模稍微抬起，连续１～３次。 塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免 移位或损坏。
流动性好的塑料采用迟压法，即从凸模与塑料接 触到压模完全闭合的过程中停顿15~30秒。
压缩成型工艺及模具设计
压缩成型工艺及模具设计在压缩成型工艺中，模具起到了关键的作用。
模具的设计直接影响到成品的质量和生产效率。
因此，模具设计需要经过详细的计划和精确的制造。
下面将分别介绍压缩成型工艺及模具设计的要点。
首先，压缩成型工艺的基本步骤如下：1.材料准备：选取合适的材料，并进行预处理以满足成型要求。
2.模具设计：根据产品的形状和尺寸要求，设计合适的模具。
3.模具制造：根据模具设计图纸，进行模具的制造工艺，包括材料选择、加工工艺等。
4.模具调试：组装好模具后，进行调试，确保模具的精度和功能。
5.材料加入：将待加工材料放入模具中，根据需要施加压力。
6.加工成型：施加压力后，材料填充模具腔体，并进行固化或固结。
7.成品脱模：凝固后的成品从模具中取出，脱模。
8.后续处理：根据需要进行后续处理，如修整、涂装等。
接下来是模具设计的要点：1.产品形状和尺寸：根据产品的形状和尺寸要求，选择合适的模具结构和尺寸。
模具腔体的形状需要与产品形状相匹配，尺寸要准确。
2.材料选择：根据产品的材料要求，选择合适的模具材料。
例如，对于制造塑料制品的压缩成型，通常使用金属或塑料模具。
3.模具结构：根据产品特点和生产要求，确定模具的结构。
设计模具时应考虑到模具的拆装方便性和加工稳定性。
4.冷却系统：为了提高成型速度和确保成品质量，模具设计中应考虑冷却系统的设置。
冷却系统可以帮助快速冷却和固化材料。
5.寿命和维护：模具的寿命与模具材料、加工工艺、使用环境等因素有关。
模具设计中应考虑到寿命和维护的问题，使模具的使用寿命更长。
6.模具制造精度：模具的加工精度直接影响到成品的质量。
在模具制造过程中，要控制好加工精度，保证模具的准确性。
总之，压缩成型工艺及模具设计对于制造塑料制品和金属制品具有重要意义。
只有合理的压缩成型工艺和精确的模具设计，才能确保成品的质量和生产效率的提高。
压缩成型
（1）移动式 （2）半固定式 （3）固定式
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压缩模分类及选用原则
2.按压缩模加料室的形式分类
（1）溢料（敞开）式压缩模
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压缩模分类及选用原则
（2）不溢（封闭）式压缩模
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压缩模分类及选用原则
（3）半溢式压缩模
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三种结构模具的比较
溢式 配合： 无导柱定位 不溢式 较紧密单侧间隙0.07~0.08mm 半溢式 阴模上部略向外倾斜约3度，单侧间隙 0.025～0.075mm 加料室： 无 有 有，上壁做成15～20度锥度
（1）压缩成型压力
p成
D 2
4A
p表
压缩成型温度（℃） 压缩成型压力（ MPa） 7~42 14~56 14~56 0.35~3.5 3.5~14 0.7~14 7~56
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塑料种类 酚醛树脂（PF） 三聚氰胺甲醛（MF） 脲甲醛（UF） 聚酯塑料 邻苯二甲酸二丙烯酯（PDPO ） 环氧树脂eP） 有机硅塑料（OSMC）
加料量：
制品性能：
不准确，稍过量
外形简单质量不高
加料准确（称量法）
无明显毛边高度可较大
稍过量
料从非配合面溢出，有水平飞边，尺 寸 大外形 复杂、压缩率大的制品精 度较好
① 几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、脲醛、
环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚 酰亚胺、
有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱
146~180 140~180 135~155 85~150 120~160 145~200 150~190
压缩成型设备
压缩成型的主要设备是 压力机。但根据传动方式不 同，压力机又可分为机械式 和液压式两种。机械式压力 机常用螺旋式压力机，但因 结构简单、技术性能不稳定， 故而被液压机所取代。
压缩成型的工艺过程
压缩成型的工艺过程一、前期准备1.1 原材料准备首先需要准备好所需的原材料，包括主要原料和辅助原料。
主要原料为塑料颗粒或粉末，辅助原料包括增塑剂、稳定剂、润滑剂等。
1.2 设备检查检查压缩成型设备是否正常运转，如有异常情况需要及时排除。
1.3 模具安装选择合适的模具并进行安装调试，确保模具能够正常工作。
二、压缩成型工艺流程2.1 加热将塑料颗粒或粉末放入加热器中进行预热，使其达到适合成型的温度。
通常情况下，加热温度为180-220℃。
2.2 模具填充将预热后的塑料颗粒或粉末放入模具中，并用压力机将其填充至模具中。
2.3 压制在填充完成后，用压力机对模具进行压制。
通常情况下，压制时间为10-20秒。
2.4 冷却在压制完成后，需要对模具进行冷却。
可以采用自然冷却或水冷却的方式进行。
2.5 脱模当模具完全冷却后，需要将成型件从模具中取出。
通常情况下，采用机械脱模或手动脱模的方式进行。
三、后期处理3.1 去毛刺在成型件脱模后，需要对其进行去毛刺处理。
可以采用手工或机械去毛刺的方式进行。
3.2 检查质量检查成型件的质量是否符合要求，如有问题需要及时处理。
3.3 包装将成型件进行包装，并标明相关信息。
四、安全注意事项4.1 加热器使用时要注意防火防爆措施。
4.2 操作人员要穿戴好防护服和安全帽等个人防护用品。
4.3 压力机操作时要注意保持清洁和润滑，避免故障发生。
4.4 脱模时要轻拿轻放，避免损坏成型件和模具。
五、总结压缩成型是一种常见的塑料加工方法，其工艺流程包括加热、模具填充、压制、冷却和脱模等步骤。
在操作过程中需要注意安全事项，并进行后期处理和质量检查。
只有做好每一个环节，才能生产出高质量的成型件。
压缩成型工艺流程
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在进行压缩成型之前，首先要进行模具的准备工作。
压缩成型工艺
压缩成型工艺压缩成型工艺过程压缩成型工艺过程如图所示压缩成型工艺过程可分为3个阶段：成型前的准备、压缩成型过程各压后处理。
1）成型前的准备热固性塑料较吸湿，且比体积较大，为了使成型能顺利，并保证塑件的质量和产量，需对原料进行预热处理，有些情况下还需对原料进行预压处理。
①预热。
成型前热固性塑料原料要进行预热处理，目的是去除原料中的水分和其他挥发物，同时提高料温，便于缩短成型同期。
生产中常用电热烘箱进行预热处理。
②预压。
在室温下将松散的热固性塑料用预压模在液压机上压成重量一定、形状一致的型坯，形坯的形状最好能紧凑地放入模具开腔中，通常为片状或块状。
2）压缩成型过程热固性塑料压缩成型过程包括：加料、合模、排气、固化、脱模、清模等几个阶段，若成型带有甘苦嵌件的塑件，加料前应预热嵌件，并将其安放并定位于模具内。
①嵌件的安放。
安放嵌件一般是用镊子或专用工具，也可手工安放。
安放嵌件的要求位置正确且平稳，以成型过程出现移动而导致废品甚致损坏模具。
②加料。
在模具加料腔中加入已经预热或定量的热固性塑料原料，定量加料的方法有重量法、容积法、计数法3种。
重量法准确，但操作麻烦；容积法虽然没有重量法准确，但操作方便；计数法只能用于加预压坯料。
③合模。
加料完后便合模。
在凸模尚未接触物料前合模速度尽量要快，以缩短成型周期，避免塑料过早固化和过多降解；当凸模接触物料后速度要慢，以避免模具中的嵌件、成型杆或型腔损坏。
另外，慢速还有利于模具的排气。
当模具闭合后可加大压力（通常为15—35MPa）,同时对模具进行加热。
合模所需的时间一般为几秒至几十秒。
④排气。
在模具闭合后有进还需卸压，将凸模松动少许时间，，以便排出模具中的气体。
排气不但可以缩短固化时间，而且还可避免塑件内出现气泡和分层现象，从而提高塑件性能和表面质量。
排气的次数和时间按需要确定，一般次数为1—2次，每次时间为几秒至20秒。
⑤固化。
在排气结束后，再次将压力升高到一定数值，并在成型温度下保持一定时间，使其性能达到最佳状态。
压缩成型
一、液压机的工作原理
液压机根据帕斯卡原理制成，是一种利用液体压力能来传递能量，以实现工件
变形或物料被压制成型的机器。其工作原理如图6-1所示。
(2)液压缸部件 种用途缸。
液压缸部件的作用在于把液体压力能转换成机械功。
根据使用性能需要，一台液压机可具有工作缸、回程缸、顶出缸等多 1)液压缸部件的形式通常有柱塞式、活塞式和差动柱塞式三种，见图6
-9。柱塞式液压缸(见图6-9a)结构简单，制造容易，但只能单方向作
用，反向运动需用回程缸来实现。它在水压机中应用最多，广泛用于 工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等处。活塞式液压缸(如图69b)是双作用缸，既能完成工作行程，又可实现回程。此种缸结构复杂， 精度要求高，广泛应用于中小型液压机上，Y32—300液压机的工作缸 及顶出缸均采用这种形式。差动柱塞式液压缸(见图6-9c)导向及承受 偏心载荷的性能较好，当用作回程缸装于上横梁上时，与活动横梁的
在一个充满液体的连通容器内，一端装有面积为A1的小柱塞，另一端装有面 积为A2的大柱塞。柱塞和连通器之间设有密封装置，使连通器内形成一个密 闭的空间，液体不发生外泄。这样，当在小柱塞上施加一个外力F1时，则作
用在液体单位面积上的压力为p＝F1/A1，根据帕斯卡原理，这个压力p将传递
到液体的各个方向上，且压力值不变。所以在连通器另一端的大柱塞上，也 作用着垂直于其表面的单位压力，使大柱塞上产生F2＝pA2＝F1A2/A1的压力， 这个力推动大柱塞向上对制件3施压。 显然，只要施加于小柱塞上一个较小的力，便可在大柱塞上获得很大的力。 例如Y32—300液压机，当高压泵提供压力油的压力p=20MPa，液压缸的工作活 塞直径D=440mm，工作活塞能获得的作用力：