科普小知识：塑料模具

2022-07-06 14:59

什么是塑料模具

塑料模具是一种用于压塑、挤塑、注塑、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模，由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。

塑料模具是一种生产塑料制品的工具.它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。

塑料模具设计依据。

尺寸精度及其相关尺寸的正确性。

根据塑料制品整个产品的具体要求和功能，确定其外部质量和尺寸：

塑料制品，如玩具，外观质量要求高，尺寸精度要求低；

功能塑料制品，尺寸要求严格；

外观和尺寸要求严格的塑料制品

塑料模具设计要考虑的要素

①分型面，即模具闭合时凹模与凸模相互配合的接触表面。它的位置和形式的选定，受制品形状及外观、壁厚、成型方法、后加工工艺、模具类型与结构、脱模方法及成型机结构等因素的影响。

②结构件，即复杂模具的滑块、斜顶、直顶块等。结构件的设计非常关键，关系到模具的寿命、加工周期、成本、产品质量等，因此设计复杂模具核心结构对设计者的综合能力要求较高，尽可能追求更简便、更耐用、更经济的设计方案。

③模具精度，即避卡、精定位、导柱、定位销等。定位系统关系到制品外观质量，模具质量与寿命，根据模具结构不同，选择不同的定位方式，定位精度控制主要依靠加工，内模定位主要是设计者充分去考虑，设计出更加合理易调整的定位方式。

④浇注系统，即由注塑机喷嘴至型腔之间的进料通道，包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。特别是浇口位置的选定应有利于熔融塑料在良好流动状态下充满型腔，附在制品上的固态流道和浇口冷料在开模时易于从模具内顶出并予以清除（热流道模除外）。

⑤塑料收缩率以及影响制品尺寸精度的各项因素，如模具制造和装配误差、模具磨损等。此外，设计压塑模和注塑模时，还应考虑成型机的工艺和结构参数的匹配。在塑料模具设计中已广泛应用计算机辅助设计技术。

塑料模具的种类

塑料模具，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。按照成型方法的不同，可以划分为不同的模具种类。

1. 注塑模具

它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，注塑模具对应的加工设备是注塑成型机，塑料首先在注塑机底加热料筒内受热熔融，然后在注塑机的螺杆或柱塞推动下，经注塑机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料冷却硬化成型，脱模得到制品。

其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成，制造采用塑料模具钢。注塑成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产，用注塑成型工艺生产的塑料制品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的电器、汽车零部件等都是用注塑模具成型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。

2. 吹塑模具

用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具，吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称注拉吹)，多层吹塑中空成型，片材吹塑中空成型等。

3. 挤出模具

用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具，又叫挤出成型机头，广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。

与其对应的生产设备是塑料挤出机，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融，塑化，通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等，有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。

4. 吸塑模具

以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具，其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片，在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品，主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。

5. 压塑模具

包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法根据塑料特性，将模具加热至成型温度(一般在103°108°)，然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热，高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。

压注成型与压缩成型不同的是没有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加料室内完成预热呈粘流态，在压力作用下调整挤入模具型腔，硬化成型。

6. 高发泡聚苯乙烯成型模具

是应用可发性聚苯乙烯(由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料)原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。

塑料模具的材料如何选择？

1.良好的抛光性能

高质量的注塑产品要求型腔表面粗糙度小。因此，所选钢材要求杂质少、微观结构均匀、无纤维取向、抛光过程中无点蚀或桔皮缺陷。
2.良好的热稳定性
注塑模具零件往往形状复杂，淬火后难以加工。因此，应尽可能选择热稳定性好的材料。塑料模具在热处理加工时，由于线膨胀系数小，热处理变形小，温差引起的尺寸变化率小，金相组织和模具尺寸稳定，可以减少或停止加工，可以保证塑料模具的尺寸精度和表面粗糙度要求。
3.卓越的可加工性
除了EMD加工，大多数塑料成型模具还需要一些切削和钳工修理。为了延长刀具的使用寿命，增强切削性能，降低表面粗糙度，塑料模具用钢的硬度必须合适。
4.足够的表面硬度和耐磨性
塑料模具的硬度通常在50-60HRC以下，热处理后的模具应有足够的表面硬度，以保证模具有足够的刚性。在模具的工作过程中，由于塑料的填充和流动要承受很大的压应力和摩擦，要求模具保持形状精度和尺寸精度的稳定性，保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性取决于钢的化学成分和热处理硬度。因此，提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。