[科普中國(guó)]-冷成型

冷成型就是在不進(jìn)行加熱的情況下對(duì)材料進(jìn)行沖剪、彎曲、拉伸等的加工方式。冷成型(或稱固相成型)既不屬于一次成型也不屬于二次成型，而是一種新興的很有發(fā)展前途的加工技術(shù)，系移植金屬加工方法(如鍛壓、滾軋、沖壓等)，使塑料在常溫(也可在聚合物以下)下成型。

特點(diǎn)冷成型原料無(wú)需熔融或者軟化到粘流狀態(tài)，在玻璃態(tài)即可進(jìn)行成型，這樣的成型方法具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)避免了聚合物或樹脂在高溫下降解，提高了制品的性能。

(2)因聚合物冷成型迅速取向，制品的性質(zhì)得到明顯改善。

(3)成型工藝因除掉加熱和冷卻階段，生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)程序大量減少。

(4)成本降低，在大規(guī)模生產(chǎn)的條件下，設(shè)備成本較注射成型的成本低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)制品不存在流動(dòng)時(shí)形成的熔接縫和澆口痕跡等。1

冷成型的不足之處冷成型也存在一些不足之處。

(1)制品的尺寸、形狀和精密度差，這是由于塑料解除加工力后的彈性回復(fù)力比金屬材料大得多，而彈性模數(shù)又小得多之故。軟鋼的彈性模量為21000公斤/毫米2，而熱塑性塑料模量最大的也不超過(guò)400公斤/毫米2，所以即使加工條件怎樣改進(jìn)，最終也不能完全解決制品尺寸、形狀，精密度差的問(wèn)題。

(2)冷成型的制品中，存在非常明顯的分子取向，引起強(qiáng)度的各向異性。

冷成型分類塑料的冷成型工藝及設(shè)備大體和金屬成型設(shè)備相似，根據(jù)施力方向的不同，大致有以下幾種：

1，鍛造。把塑料坯料頸熱后，放在壓機(jī)上、下模之間，隨著上、下模的閉合，依靠模具的機(jī)械作用力成型為制品。

2．橡皮墊成型。壓機(jī)的上模是一塊橡皮墊，塑料坯料與橡皮墊直接接觸，下模是陽(yáng)模，合模時(shí)橡皮墊變形，實(shí)際上成了陰模，塑料就在這金屬陽(yáng)模和橡皮陰模之間成型。

3，液壓成型。是在上模裝有一塊橡皮隔膜，液體的壓力可以通過(guò)該膜傳到塑料上，合模時(shí)，流體的壓力迫使橡皮隔膜變形把力傳遞至塑料，使其在上、下模中間成型。

4．沖壓成型。靠機(jī)械的沖力將坯料成型為塑料制品，通常沖壓法只能成型深度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．滾軋成型。借助于軋光機(jī)上輥的機(jī)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。1

固相成型及應(yīng)用固相成型的基本條件是：成型材料本身應(yīng)是完整的坯料，其形狀最好近似成型制品，如生產(chǎn)齒輪時(shí)使用坯料為圓盤或圓環(huán)等，進(jìn)行成型的溫度范圍，由室溫至高于室溫10-20℃，甚至低于熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的溫度均可。另外成型制品是在屈服點(diǎn)加壓進(jìn)行的，用固相成型加工聚合物時(shí)，確定工藝參數(shù)時(shí)要特別注意這些條件，也應(yīng)防止加工材料結(jié)構(gòu)弊病出現(xiàn)。

用冷成型方法生產(chǎn)塑料制品已有較大的發(fā)展，如奶油罐、齒輪、汽車部件等，據(jù)報(bào)道還有用固相成型加工技術(shù)制成所謂人造島；浮橋等大型塑料制品。固相成型在實(shí)際應(yīng)用上歷史還不長(zhǎng)，因而對(duì)這種成型方法研究得還很不夠，隨著研究工作的深入，固相成型的理論與工藝技術(shù)必然會(huì)有更大的發(fā)展。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李航 - 副教授 - 西南大學(xué)