压缩模具图
1. 木材如何压缩
对软化状态的木材进行加压变形,并使之定型的加工过程。木材压缩工艺用于制造压缩木、木材层积塑料和具有浮雕效果的模压装饰件。压缩木有较高的强度和耐磨性,易于胶合,可用一般木工机床进行切削加工。它可用作某些有色金属及其他材料的代用品,制造各种机器的轴承、轴瓦、织布梭子和梭子滑板、刹车块等。模压装饰使用于家具和建筑构件。
木材压缩方法
可分为单轴压缩、回形压缩和液体静力压缩(全面压缩)3种(见图)。①单轴压缩时只在一个方向(通常为横纤维方向)上对木材加压。单轴压缩又可分为均匀压缩和不均匀压缩。单轴均匀压缩法用于制造织布梭子、轴承的毛料。②回形压缩时,压力垂直于木块的纵向轴并作用于整个表面。该法便于压缩圆柱形木材,制造轴瓦。③液体静力压缩法利用不能渗透到细胞腔和管孔中的液体进行加压。在压力锅中进行。
木材压缩工艺
通常包括毛料准备、软化处理、压缩和干燥定型等工序。典型的木材压缩工艺过程如下:
单轴压缩
又分为木材预热和预先汽蒸两种。①木材预热后的单轴均匀压缩工艺是:将含水率为8~10%的木材先压缩10%;通过压模对初步压缩的木材加热1.5~2小时,使中心温度为90~95℃;用20~30兆帕的单位压力将木材压缩45~50%(含初压缩值),加压时间约10~20分钟;继续加热1小时,使木材中心温度达95~105℃;冷却到40~50℃;卸模,取出压缩木。②木材预先汽蒸后的单轴均匀压缩工艺是:先汽蒸木材,使其中心温度达85~90℃;将木材压缩45~50%;进行干燥使其含水率达6~8%;冷却到30~40℃;卸模。
回形压缩
工艺过程是:汽蒸木材使其中心温度达85~90℃→圆柱形木材在压模中压缩→将被压缩木材(连同模具)干燥到含水率8~10%→卸模→圆柱形压缩木冷却到30~40℃,室温下放置24小时,使其含水率均匀。
木材层积塑料
用浸渍酚醛树脂胶的旋切单板,在高温高压下压制成的板材或成型零件。工艺过程为:单板旋制→将单板干燥到4~8%→干单板浸渍在酚醛树脂中,要求单板吸收干树脂量为16~24%→干燥浸胶单板→组坯和热压→锯边。浸醇溶性酚醛树脂时,干燥温度不高于75℃,浸水溶性酚醛树脂时干燥温度不高于90℃,浸胶单板干燥后的树脂固化率不大于2%。压力为15兆帕,加压时间按每毫米板坯厚需6分钟进行计算。装板时热压板温度为40~50℃,热压板最高温度为145~150℃,卸板时温度为40~50℃。
浮雕装饰件的模压加工
利用带图案的金属压模在热压机中进行,也可用辊筒压模进行,工件在辊筒和工作台间通过时连续地压出图案。热压参数根据木材树种、受压木材的纤维方向、木材断面类型(弦向或径向)、装饰件表面轮廓的深浅和木材塑化处理状况等因素确定。模压工艺规程为:木材含水率8~12%;热压温度120~200℃,压力1~15兆帕,热压时间2~10分钟。
2. 压缩成型的原理是什么
压缩成型又称为压塑成型、压制成型等,是将粉状或松散粒状的固态塑料直接加入到模具中,通过加热、加压的方法使它们逐渐软化熔融,然后根据模腔形状成型,经固化成为塑件,主要用于成型热固性塑料,也可用于热塑性塑料。与注射成形相比,其优点是可采用普通液压机,而且压缩模结构简单(无浇注系统)。此外,压缩塑件内部取向组织少,塑件成形收缩率小,性能均匀。其缺点是成形周期长,生产效率低,劳动强度大,塑件精度难以控制,模具寿命短,不易实现自动化生产。
(1)成型前的准备
热固性塑料比较容易吸湿,贮存时易受潮,所以,在对塑料进行加工前应对其进行预热和干燥处理。同时,又由于热固性塑料的比容比较大,因此,为了使成型过程顺利进行,有时还要先对塑料进行预压处理:
①预热与干燥。在成型前,应对热固性塑料进行加热。加热的目的有两个:一是对塑料进行预热,以便对压缩模提供具有一定温度的热料,使塑料在模内受热均匀,缩短压缩成型周期;二是对塑料进行l二燥,防止塑料中带有过多的水分和低分子挥发物,确保塑件的成型质量。
②预压。预压是指压缩成型前,在室温或稍高于室温的条件下,将松散的粉状、粒状、碎屑状、片状或长纤维状的成型物料压实成重量一定、形状一致的塑料型坯,使其能比较容易地被放入压缩模加料窜预压坯料的形状一般为圆片形或圆盘形,也可以压成与塑件相似的形状。预压压力通常可以在40~200MPa内选择,经过预压后的坯料密度最好能达到塑件密度的800k左右,以保证坯料有一定的强度。
(2)压缩成型过程
模具装上压力机后要进行预热,若塑件带有嵌件,加料前应将预热嵌件放入模具型腔内,热固性塑料的成型过程一般可分为加料、闭模、排气、固化和脱模等几个阶段。
(3)后处理
塑件脱模以后,应对模具进行清理,有时还要对塑件进行后处理。
①模具的清理。脱模后,要用铜签或铜刷去除留在模内的碎屑、飞边等,然后再用压缩空气将模具型腔吹净。如果这些杂物留在下次成型的塑件中,将会严重影响塑件的质量。
②塑件的后处理。塑件的后处理主要是指退火处理,其主要作用是消除内应力,提高塑件尺寸的稳定性,减少塑件的变形与开裂。进一步交联固化,可以提高塑件的电性能和力学性能退火规范应根据塑件材料、形状、嵌件等情况确定。对于厚壁和壁厚相差悬殊以及易变形的塑件,退火处理时以采用低温和较长时间为宜。