什么是压缩成型？详细说明 

您可以在制造中找到多种成型技术，每种技术都具有独特的功能和应用。在这些技术中，压缩成型以低缺陷和高强度精密零件而闻名，特别是对于热固性材料。无论小批量、中批量生产还是大批量生产，这种成型工艺都能制造出尺寸一致的零件。 

让我们分解它的复杂性，详细说明工艺、压缩模具、所需的成型机和工具、设计指南、兼容材料、优缺点、应用等等。

什么是压缩成型？

它是一种将塑料、天然橡胶、复合材料和弹性体转化为所需形状的成型技术。顾名思义，将材料放入模具型腔后压缩两个半模。在此，模腔和进料均被预热。热量和压力决定材料流入每个复杂的模具中。结果，材料在冷却和凝固后形成详细的形状。 

这种成型工艺用于各种行业的高强度耐用零件，从汽车、航空航天到厨具。它与各种厚度、尺寸和复杂性的零件兼容。此外，这种成型工艺能够以精确度和成本效益大批量生产零件，这使其在现代制造业中不可或缺。 

三种压缩模具

您可以根据您的需要使用任何类型的压缩模具，分为三类：闪光模具、正压模具和半正压模具。这些模具之间的主要区别在于模具中进料的精确程度。例如，飞边模具涉及供给过量的材料，并且在压缩半模时飞边逸出。相比之下，阳模在施加压力和热量的同时进行精确的进给和成型。它不具有闪蒸送入的材料之类的功能。

1. 闪光模具

这些是最简单的模具形式，也是广泛使用的模具形式。闪光模具不需要精确的进料。它们塑造必要的材料体积，并从两半的分型线释放多余的进料。 

尽管该工艺会产生废物，但闪光压缩成型对于成型更便宜的原材料而言成本较低。这些模具可以生产复杂的形状，包括复杂的细节、底切或不规则的几何形状。此外，闪光模具适用于高强度热固性塑料和一些热塑性塑料，可制造具有优质光洁度的零件。

2. 阳模

在这些压缩模具中，进料或装料是填充型腔所需的精确数量的预热材料。在此过程中，材料浪费为零。这些模具非常适合昂贵的原材料。从技术上讲，如果设计零件具有较深的深度（通常大于其直径），则优选采用阳模。

另一方面，阳模的成本比飞边贵。然而，消除浪费、提高效率和大规模生产可以抵消这一成本。  

3. 半阳模 

这些模具结合了塑料压缩成型中前两类模具的优点。半阳模不需要绝对电荷测量，并且与复杂的形状和特征兼容。同样，半阳模的成本也很高。在此过程中，多余的材料确实会从半阳模的分型线逸出。

此外，当最终产品需要最少的精加工或处理对闪光或阳模具有挑战性的材料时，这些都是有益的。 

普通模压成型机  

不同的压缩成型机可用作压缩目的的压力源。这些机器吨位较大，可为成型提供必要的力量。 

液压压缩成型机

这些机器使用液压系统向模具施加压力，并在模具表面上提供均匀的力分布。它们包括顶部和底部压板，用于关闭材料并将材料压入模具型腔。同时，外部源加热压板或折弯机。随后，现代液压机配备了精确的温度控制和自动装卸机构。 

• 吨位容量： 5吨至2000吨
•  用途： 从小到大的尺寸和复杂的零件，如汽车车身面板。
• 精确： 高度精确，可利用热固性材料和复合材料制造精细的零件。 
• 何时选择： 材料均匀性和精确温度控制至关重要的应用。 

冷压成型机

顾名思义，冷压缩机不涉及任何压力机或压板的加热系统。相反，他们使用材料本身的热量或在室温下使用材料。同样，大多数冷压缩机中的压力机都是液压的。

此外，由于没有额外的加热系统，材料应该能够在模具内的压力下流动。

• 吨位容量： 几吨到几百吨，适用于小型和大型重量零件。 
•  使用：由热固性塑料、热塑性塑料和橡胶制成的大型厚部件。
• 精确： 精确但不如液压。
• 何时使用： 适用于不需要热量流动的材料以及热量可能会降低材料性能的应用。 

湿压成型机

湿式或液体压缩成型机主要适用于复合材料零件。这些机器负责湿压成型工艺，其中将带有通常称为“预浸料”的树脂的预浸渍复合材料放置在模具中。然后，压板热量激活材料内的树脂，使其流动并彻底浸渍纤维。同时，压力迫使材料符合模具形状，挤出多余的树脂溢料。 

• 吨位容量： 20吨至2000吨。 
• 使用：用于汽车、航空航天和运动器材的高强度重量比零件。 
• 精确： 尺寸精确的零件以及对材料放置和树脂含量的高度控制。 
• 何时使用：  复杂的几何形状或高强度复合成型 

DIY 压缩成型机

它是指用于解决特定或独特任务的定制或自制压缩成型机。 DIY 机器在工业规模上不可行。尽管如此，它们仍然受到学生、研究人员、小型企业和业余爱好者的欢迎。 

DIY成型机结构简单，只有必要的功能，例如折断装置和加热装置。

• 吨位容量： 通常可达 20 吨。 
•  使用：培训和教育目的、原型制作和小规模生产。 
• 精确： 不如其他类型的压缩成型机精确。 
• 何时使用：  简单的几何形状、材料实验和低成本成型 

压缩成型工艺

压缩成型工艺是一种复杂且注重细节的方法。它涉及按时间顺序仔细执行从材料准备到实现最终产品的步骤。 

以下是步骤及其简要说明；

1. 材料准备 

模压成型的材料准备主要包括原料的清理、切割、预热等。此步骤可确保物料无污染且尺寸适合喂料。此外，预热可增强模具内的流动。此外，如果需要，可混合二甲基锡烷或过氧化苯甲酰等固化剂。这些化学品改善了固化阶段的粘合机制。 

2. 模具准备

此步骤涉及准备一个模具，该模具可以生产出具有精确度和出色表面光洁度的预期几何形状，同时保留原材料的原始特性。这些模具通常是铝合金或钢合金。随后， 数控加工, 压铸及 3D印刷 是制造压缩模具的三种流行方法。

CNC 加工是高精度耐用模具的理想选择。另一方面，压铸最适合复杂的模具几何形状，速度更快，成本更低。其次，3D 打印在快速原型制作和生产具有复杂细节或不寻常几何形状的模具方面表现出色。

3. 装载材料

模具准备好后，将预先测量好的材料量放入模具中。它意味着包含输送机或装载料斗的手动或自动材料装载系统。然而，均匀的材料放置至关重要，因为它有利于材料在压缩过程中均匀地流过模具型腔。

4.成型

该机器引起两半模具之间的相对运动以使它们靠近。同时，折弯机或压板以适当的吨位进行压缩。然后，材料填充空腔，将过多的负载施加到外部。根据机器类型，热量可能会也可能不会施加到压机压板上。

以下是计算所需吨位的一般公式：

所需吨位（以吨为单位）= 宽度 X 长度 X 2000 磅 X 0.0005（宽度和长度采用任何单位）

5. 硫化

固化负责通过降低硬化化学品的温度来将压缩负载设置到最终固体产品中。在此阶段，负载或进料经历交联反应，将材料从柔韧相转变为刚性相。对于固化剂，它们在固化过程中引发交联反应。

6。 冷却 

固化周期结束后，模具温度开始逐渐下降。冷却可通过使加热后的模具自然冷却或采用风冷或水冷的方法来实现。然而，被动冷却减少了冷却时间，并使模具尽早为后续循环做好准备。 

7. 开模和零件拆卸

它涉及将准备好的零件从模具中顶出。模具开口通常涉及连接到半模的控制臂。同时，复杂模具的零件拆卸是通过由销或板组成的顶出系统完成的，该系统将零件推出模具。

此外，可以在原料期间混合脱模剂以使该过程更容易。脱模剂的作用是防止成型零件粘在模具表面。

8. 修整和整理

这是压缩成型的最后一步。现在，零件从模具中取出后要进行修整和精加工。此阶段包括改进零件以满足最终规格和美观要求。 

修整通常是使用手动工具或数控加工方法来去除附着的材料或飞边。另一方面，打磨、抛光和粉末涂层是模制产品或零件的常见精加工技术。 

压缩成型缺陷 

无论采用何种制造方法，所生产的零件中都存在缺陷。然而，如果我们知道潜在的缺陷、其原因以及如何避免或解决它们，我们就可以采取预防策略。

下表显示了常见的压缩成型缺陷及其根本原因。

缺陷	为什么会出现	预防策略
水泡	它是指由于内部压缩空气或原料中的水分而引起的表面凸起或分层区域。	预干燥材料以去除水分并避免空气滞留。
碎屑	因处理不当、材料易碎或压缩过程中应力过大而导致。	使用适当的材料、处理和弹出机制。
变色	它是由不当的材料或颜料混合、氧化或暴露于热和紫外线造成的。	添加必要的颜料和添加剂。
收缩	当零件冷却和凝固不均匀或太快时会发生。	设计模具和冷却机构，以实现整个模具的均匀冷却。
流线	物料流动不足或物料冷却过快。	优化模具设计和加工条件。
短镜头	由于材料不足、压力低或过早冷却。	确保使用所需的材料量并保持正确的成型条件。

压缩成型设计指南

任何压缩成型项目的难易程度都取决于零件设计规范。您可以在设计过程中应用不同的考虑因素，使过程更加精确、简单和有效。 

1.壁厚 

压缩成型方法为壁厚提供了更大的设计灵活性，因为它可以制造薄壁和厚壁零件。典型的厚度范围为 0.5 至 12 + 毫米，而 1.5 至 6 毫米被认为是最佳厚度。但是，请选择最适合您的应用需求的壁厚。否则，由于固化和冷却时间长，会增加成本。 

2.底切

如果您的零件具有复杂的底切，请评估它们是否可以使用 CNC 和 EDM 进行加工。如果没有，可能需要其他工具或方法来实现这一目标。此外，确保底切部分在顶出过程中保持完好无损。 

3. 嵌件成型

它是指将金属或其他零件嵌入成型材料中的过程，例如将螺纹铝嵌件嵌入塑料零件中。因此，如果您的设计包含嵌件成型功能，请确保与成型材料正确粘合。嵌件的放置和方向需要精确，并且在成型过程中材料应在嵌件周围均匀流动。

4. 拔模角度

这些是模具垂直表面上的轻微锥度，以便更容易取出成品零件。锥度可防止完全垂直的墙壁可能发生的吸力或粘附。否则，粘在表面上的零件可能会在从模具中脱模时损坏零件。通常，建议的最小拔模角为 1 至 2°。然而，对于复杂和较深的零件，它可以是 2 至 4°。

5. 卡扣配合  

卡扣配合允许将两个零件卡扣或连接在一起，而无需机械组装。它们通常由一个部件上的突出片和另一个部件上相应的底切或凹槽组成。如果您的设计需要一种，请选择正确的类型（悬臂式、环形式等）并将其完美地放置在两个零件上。 

6。 质地 

首先，确保您的零件需要什么类型的纹理。考虑它的功能，而不仅仅是外观。然后，在设计中选择正确的纹理。根据塑料工业协会（SPI）的规定，纹理标准为SPI D1-3（纹理）、SPI C1-3（哑光）、SPI B1-3（半光泽）和SPI A1-3（光泽纹理）。

压缩成型中使用的材料类型

如前所述，压缩成型工艺与不同的热固性塑料、热塑性塑料、橡胶和复合材料兼容。这种材料的多样性使我们能够满足许多具有独特要求的制造需求。 

热固性塑料

热固性材料是最流行的压缩成型材料，被称为塑料，液化后无法重塑。然而，热固性塑料是一种经济高效且重量轻的材料，具有优异的电绝缘性和耐热性。其次，热固性材料更适用于坚固耐用的重型零件，例如汽车和工业部件。 

• 环氧树脂
• 酚醛树脂
• 聚酯纤维
• 聚氨酯
• 乙烯基酯树脂

热塑性塑料

与热固性塑料不同，热塑性塑料可以反复重新加热、重塑和冷却，而不会发生化学变化。这些塑料材料具有耐化学性、良好的强度和耐用性。它们具有延展性和可成型性，可轻松进行塑料压缩成型。因此，压缩成型热塑性零件在汽车、医疗、电气和消费品中很常见。 

以下是典型的压缩成型热塑性塑料：

• 丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS
• 聚丙烯（PP）
• 聚碳酸酯（PC）
• 聚氯乙烯（PVC）
• 聚苯乙烯（PS）
• 聚酰胺（尼龙）

橡胶(材料)

橡胶是具有高弹性的弹性体材料，这意味着它们在变形或拉伸后可以恢复到原来的形状。不同的橡胶以其柔韧性、耐用性和压缩成型制造的弹性而闻名。随后，模压橡胶零件的应用包括不同行业的密封件、垫圈、软管和绝缘材料。

以下是常用材料 橡胶成型:

• 丁苯橡胶 (SBR)
• 天然橡胶
• 丁腈橡胶 (NBR)
• 丁基橡胶 (IIR)
• 乙烯丙烯二烯单体 (EPDM)
• 硅橡胶

复合材料

通常，热固性材料与其他材料混合形成适合压缩成型项目的复合材料。复合材料增强或结合了最终产品中组成材料的性能。例如，将环氧树脂或聚酯等热固性树脂与碳纤维或玻璃纤维混合可形成高强度复合材料。因此，它们可以被压缩成型为高强度部件，例如飞机的机翼面板或机身。

以下是用于模压成型的复合材料：

• 玻璃纤维增​​强塑料
• 碳纤维增强塑料 
• 聚合物基复合材料 
• 玄武岩纤维增强聚合物
• Kevlar® 增强复合材料
• 纤维增强碳化硅 

尽管有数百种材料可供选择，但适合您项目的材料取决于多种因素，例如应用要求、成本、所需性能等。

压缩成型的应用 

压缩成型主要加工热固性材料、橡胶、热塑性塑料，偶尔也加工复合材料。其次，这些原材料制成的零件适用于多个行业。让我们看看具体有哪些部分和位置。  

行业应用	应用案例
汽车零件	挡泥板、汽车面板、内饰件、LED 照明外壳、发动机部件和仪表板。
航空航天零部件	C 型钢、H 型钢、U 型钢、L 型钢、T 型钢、O 型圈。门窗框等
电器	电源插座、电机外壳、控制面板、开关、面板和计量装置。
家居用品	器皿、把手和旋钮、碗、杯子、盘子，特别是密胺制品、装饰花瓶和容器、浴室配件等。
医疗设备和部件	.塑料注射器塞、硅胶呼吸面罩、假肢零件、诊断设备外壳、手术托盘组件和牙科设备零件。

尽管压缩成型工艺具有多种应用可能性，但它们需要专业知识和设备才能充分发挥其潜力。在这种情况下，RapidDirect 可以成为您的合作伙伴。我们拥有处理所有类型成型项目的所有经验和制造设施。我们还提供 注塑服务 满足从原型设计到批量生产的任何需求。  

压缩成型的优点和缺点

为什么选择

• 压缩模具的低成本使其比其他方法更具成本效益。 
• 它生产的零件具有光滑且有吸引力的表面光洁度。
• 它创建具有不同厚度、纹理和集成特征的零件。 
• 所有零件和批次的高度均匀性和一致的质量。 
• 尺寸精度好。 
• 支持定制以及嵌件成型和包覆成型等功能。
• 与其他成型工艺相比，可以兼容更大的尺寸和重量。

缺点

• 不适合具有高度复杂的内部几何形状、锋利边缘、陡峭角度和薄壁的零件。 
• 与其他成型工艺相比，它需要更长的循环时间 i注塑成型.
• 存在飞边形成风险，需要额外修整。
• 高碳足迹
• 不适合要求极细公差的零件。

与其他成型技术的比较 

由于每种成型技术都具有独特的制造能力，因此了解差异至关重要。它指导您根据零件的规格和功能要求选择最佳的一种。 

因此，让我们将压缩成型与其他两种流行的成型工艺进行比较：注射成型和传递成型。

注塑成型与压缩成型

与压缩方法不同，注塑成型涉及通过在高压下将熔融材料注入注塑模具来制造所需的零件。所以，之间的主要区别 压缩成型与注射成型 是如何制备饲料并将其放入模腔中的。此外，注塑生产中的成型周期时间显着缩短。 

压缩成型技术是用热固性材料和复合材料生产大尺寸形状的明智选择。相比之下，注塑成型适合复杂且相对较小的零件，主要由热塑性材料制成。

传递模塑与压缩模塑 

传递成型与压缩成型的主要区别在于材料如何放置并成型到模具中。将加热材料的成型负载转移到模具上方或附近的腔室中。当模具关闭时，材料通过柱塞强力通过通道进入模腔。另一方面，压缩成型涉及在开放模具中直接且简单的进料。 

传递模塑适用于精度要求较高的小型复杂设计。例如，电子连接器和嵌件成型件。它是热固性塑料和复合材料的理想选择。

结论

压缩成型可以满足不同行业对坚固零件的需求。这是小批量到中批量生产热固性塑料、热塑性塑料、橡胶和一些复合材料部件的经济有效的方法。然而，该过程很复杂，需要正确执行从材料准备到后处理的每个步骤。 

常见问题