塑膠材料加工方法
加工方法
一、壓力模製法（Compression Molding）
二、移轉模壓製法（Transfer Molding）
三、熱塑性塑膠注射模製法（Injection Molding of Thermoplastics）
四、熱硬性塑膠注射模製法（Injection Molding of Thermosets）
五、擠製法（Extruding）
六、旋轉模製法（Rotational Molding）
七、吹模製法（Blow Molding）
八、袋裝（Potting）與封裝（Embedding）
九、軟片及薄片的製造
十、加熱造形法（Thermoforming）
十一、加強塑膠（Reinforced Plastics）的製造
十二、夾層塑膠（Laminated Plastics）的製造
（一）壓力模製法 Compression Molding
壓力模製法的工作原理如圖所示，包括：
1. 先將金屬模加熱至適當溫度（由120~205℃）。
2. 加入適當數量的塑膠原料。
3. 合模加壓（約0.7~5.5Mpa）使塑膠軟化隨模穴的形狀流動。
其中，所使用的原料可以是粒狀的塑膠，也可以是預壓成形的小塊。
此外，在操作上必須注意：
(1). 若原料為熱硬性塑膠，則因壓製過程是先塑化而後聚合，故加熱溫度必須予以嚴格控制，且注意保持內部溫度。
(2). 若原料為熱塑性塑膠，則必須等模子冷卻之後，始可自模中取出製品，因此，模子的加熱冷卻循環必須加快。
（二）移轉模壓製法 Transfer Molding
係將熱固性塑膠粉或預行壓製的小塊置於模子上方的加壓穴內，經加溫塑化後變成液體，在壓力下射入下方的模穴中。
優點：
1. 因原料大都為預行壓製，體積小且密實，因此，裝料及加熱時間短。
2. 原料為熱固性塑膠，一經聚合即不再軟化，可不必等到模子冷卻，即可脫模，節省整體工作時間。
3. 進入模穴的材料為液體或可塑性極高的近似液體，所需壓力不必太大。
4. 進入模穴的材料為液體或可塑性極高的近似液體，因此，可適用於複雜而不規則或切面變化甚大的工件。
缺點：
1. 原料為熱固性塑膠，一經聚合即不能再使用，所切除的澆口、進模道及其他剩餘材料均成廢品，不能重複使用。
2. 模子造價高。
（三）熱塑性塑膠注射模製法Injection Molding of Thermoplastics
注射模製法的機器與壓鑄機甚為相似。圖示為塑膠注射機的示意圖，其注射模的工作程序為：
1. 顆粒狀的熱塑性材料先在加熱室中加熱塑化。
2. 施以壓力，將之注射入模穴。
3. 待凝固後，自模中頂射出模。
其中，兩個關鍵的因素為：注射時模內外的壓力與熔體塑膠的溫度。
模外的壓力來自柱塞，其目的是為了將塑膠壓到模內，並使原料能充滿模
內，而模內的壓力則源自加熱圓筒中，由柱塞產生，其目的是為了使塑膠
在冷卻時能維持其與模穴的尺寸關係，防止因凝固而縮小。至於溫度方面
，則視其所需要的黏性而定，溫度愈高，黏性愈低，流動性愈高，愈容易
充滿於模穴中的細微部位。
圖中，模子的構造與冷卻條件，可以控制冷卻速度，一般而言，冷卻速度愈高，塑膠硬化所需的時間愈短。此外，在加熱室部份，裝有一魚雷形擴散器（Torpedo-LikeSpreader）， 其目的在於使材料分佈成薄層，以能均勻而迅速地塑化。右圖為一塑膠射出成型機外觀照片。
（四）熱硬性塑膠注射模製法 Injection Molding of Thermosets
熱硬性塑膠製模機可以利用一般標準的熱塑性模機為基礎，改良噴射嘴，使其能在每一個注射程序中，具有加熱與冷卻循環的能力。
如 圖所示的螺桿式注射模製法的過程，材料自漏斗中下落於螺筒內，受筒內加熱及摩擦生熱的作用而塑化，塑化後的材料受螺桿的推動前移，並聚集在前端，直到適當 的數量，然後柱塞下降，螺桿停止旋轉並直接向前推進，使定量的材料進入移轉室，然後以液壓推動柱塞上升，使塑化的材料注射入模。
其中，塑膠在注射入模前，必須以循環水冷卻擠壓缸的頭端，以防止材料在此即進行聚合的化學變化，一旦入模後，則必須等到完全聚合後，才可以脫模。
（五）擠製法 Extruding
擠製法可適用於熱塑性塑膠（如各種纖維素衍生物、乙烯樹脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯及尼龍等），以擠製成任何長度的簡單型材。此外，長條的管、桿、各種特殊斷面、電線導管與化學品輸送管等皆可用此法製造。
圖示為擠壓機的簡圖，其中，粒狀或粉狀的材料裝在上方的漏斗中，然後受螺旋的推動送到加熱室中，在塑化成濃厚而黏性大的流體，被迫自模中擠出，再利用空氣、水、或與激冷的金屬面相接觸，逐漸硬化，並置於輸送帶上隨同向前移動。
下圖所示為一覆蓋擠製法（Extrusion Coating），其係將熱塑性塑膠經過一個薄扁形模孔，落在其下方的板料上，當擠製品尚在柔軟狀態時，受到橡膠輥子的壓力，而與板片板料粘合，至於，不整齊的毛邊，則以隨後的輥子剪除，最後，再於壓力下捲繞成品。
（六）旋轉模製法 Rotational Molding
圖示為旋轉模製法的工作
原 理，其是使用一種薄殼構造的模，圍繞在兩個互相垂直的軸旋轉，並利用離心力使塑化的塑膠在殼模內造形。模體本身則可裝置在一懸臂上，以便能使旋轉模分置在 加熱爐與冷卻室中，作交互循環操作。旋轉模除了採用上述搖擺式的設計方式外，亦可將之置於一軌道上，分別在裝料、加熱、冷卻及卸件的各站循環工
作。
此法主要是用於熱塑性塑膠中空件的製造，而所使用的模可以是薄鋁鑄件，也可以是電積銅或板金，而模的尺寸必須精確，配合緊密，避免濕氣侵入，以防止製品扭曲或不平；至於旋轉模的旋轉速度，則視模的大小，塑化後材料的流動性，及製品厚薄要求等不同而異。
（七）吹模製法 Blow Molding
如圖所示，主要用於熱塑性塑膠中空薄壁容器的製造。其操作程序為：
1. 塑化材料先擠製成圓管形的胚料。
2. 快速送到分裂式的模內。
3. 模子閉合，管的兩端夾緊並切斷。
4. 壓縮空氣由擠製端吹入，使模內的管子脹大而與模壁相貼（模子必須留下通氣孔）。
5. 維持壓力並降溫。
6. 打開模子，取出製品。
圖示為一八站連續式用夾捏管子法吹製瓶子的機器，此法的製品有化妝品盒子、瓶子、沉浮子、汽車加熱器導管、液體清潔劑容器與熱水瓶等。
（八）袋裝（Potting）與封裝（Embedding）
將電氣或機械機件包裝入塑膠體或容器內，以資保護時所用的方法：
1. 袋裝：將零件置於模中，裝於塑膠體之內，以將該零件栽置於一定位置或利用塑膠作為絕緣體。
2. 封裝：將零件封於透明的塑膠內，以資保護或作為展覽用。
（九）軟片及薄片的製造
塑膠軟片與薄片的製造方法，依熱塑性塑膠的種類不同而異，而塑膠的選用，又與製品要求的性質有關，常用的方法有：滾壓法、擠製法、吹管擠製法（Blow Tubular Extrusion）、軟片鑄造法（FilmCasting）與板槽鑄造法（Cell Casting）。
1. 滾壓法
如圖所示，將塑膠粉料置於兩個輥子之間，經輥子軋壓後，熱塑性塑膠即形成薄片，其中，加入的材料包括樹脂、塑化劑、填充料及顏料等，而板片的厚度則與輥子間的間隙及最後一道輥子的拉伸程度有關。
軟片在最後捲繞前，須先經水冷輥子予以冷卻之。常用來製造聚乙烯、乙烯及醋酸纖維的軟片或薄片、乙烯塑膠地板與烤補輪胎的未熟化橡膠布。
2. 擠製法
如圖所示，將塑膠材料混合後，置於饋斗子之中，加熱至 315℃以下，用
螺旋輸送機加壓，送至擠壓模中，擠製完成後，塑膠底片表面鍍鉻，且用油或
水冷卻的輥子加以軋壓成形。其中，板厚係以阻塞桿及模口間隙的聯合作用來
控制。常用來製造聚丙烯、聚乙烯及聚苯乙烯板片。
3. 吹管擠製法 Blow Tubular Extrusion
塑膠先經一環形的擠製模，擠成直徑較大的薄管，同時吹入空氣使其膨脹，使直徑與圓管內徑相同，再用空氣冷卻之，然後用兩個輥子將其壓平，捲繞成軸。常用於塑膠袋、垃圾袋及塑膠紙等的製造。
4. 軟片鑄造法 Film Casting
將塑膠溶於溶劑之中，然後傾倒於極為光平且連續式的金屬上，使其能均勻分佈，經加熱去除溶劑，並熟化塑膠，再經過軋滾及冷卻步驟，即可捲繞成軸。
5. 板槽鑄造法 Cell Casting
用兩塊光平的玻璃板，並在其間墊入適當厚度的間隔墊條，形成一種薄板形的槽，中間注入經觸媒催化的單體液體塑膠，然後加熱至適當溫度使其完全熟化。常用於丙烯透明塑膠板的製造。
（十）加熱造形法 Thermoforming
先將熱塑性塑膠板加熱軟化，然後利用空氣壓力差或某種機械方法加壓，使其與模子的形狀相同；其中，加壓的方法有：
1. 空氣壓力差自由造形法（圖A）：利用兩面壓力的不同，令樹脂玻璃依表面張力的自然法規而成形，不需要陰模或陽模。
2. 真空反彈造形法（Vacuum Snapback Forming）（圖B）：樹脂玻璃經加熱並夾妥當後，在下方的真空室中抽取真空，平板樹脂即如圖中虛線所示的球面，裝上陽模後，減低下方的真空度，平板即逐漸彈回，最後完全貼於陽模之上，得到與陽模完全一樣的製品。
3. 模中抽空或正壓造形法（Blowing Forming）（圖C）：利用正壓力將平板樹脂壓於模內造形，此法可在模內塗上一層特殊的合成樹脂，以利滑動。
4. 覆蓋造形法（Drape Forming）：將樹脂玻璃夾持，加熱後在陽模壓緊抽拉，或將陽模壓向板上，平板即隨模的形狀而凹凸。
5. 由柱塞協助的真空或壓力造形法：先將平板加熱，而後封夾於模穴面上，再用略小於模穴的陽模壓入，使平板近乎貼於模穴的最深處，最後自底面用真空或上面加壓使其與模穴完全相符。
6. 配合模造形法（Matched Mold Forming）：先將樹脂玻璃加熱，再以普通板金的陰陽模壓製法造形。
（十一）加強塑膠（Reinforced Plastics）的製造
加強塑膠是用熱硬性塑膠及散亂或編織的纖維作成，其中，纖維就是塑膠的加強材料。除了玻璃纖維外，石棉、棉紗及合成纖維亦經常用來作為加強材料，而所使用的塑膠，則有多元脂樹脂、環氧材料、矽酮等。
加強塑膠的製造方法大抵可分成：
1. 敞開模（如圖示）：只使用一個模子，將玻璃纖維及塑膠混合體均勻佈置在模內，然後用真空或壓力袋以產生額外的壓力。此法可用來製造飛機零件、行李箱、大型容器等。
2. 閉合模：包含陽模及陰模，其間的間隙即為製品的厚度。模子常以金屬製造，表面光平，且模子可以加熱，生產速度頗快。常用於製造行李箱、頭盔、煙盤、機器殼子等。
除此之外，亦有：
(1). 將纖維玻璃及塑膠同時噴射在模子上，常用於製造大尺寸件，如船體等。
(2). 用線繩捲繞法，如圖示，其中，成股的線或繩通過液體樹脂，經飽和後，繞)於圓軸形的模型上。
（十二）夾層塑膠（Laminated Plastics）的製造
所謂『夾層塑膠』係指利用紙張、纖維板、石棉板或木材薄片等板片材料，浸蘸或覆蓋塑膠，經加壓及加熱熟化而製成的板材。此種材料具有堅而強、耐衝擊、防水、耐熱且具有電氣用途上的各種優良性質。
夾層塑膠的製造（圖示）是先將樹脂溶於溶劑之中成為液體，令成捲的紙張、木片或纖維板通過此溶液，以吸取飽和的樹脂液，然後利用壓擠輥子擠去多餘的樹脂，經烘乾，並切成適當的長度，即成為夾層塑膠的層料。
此後，再依最後製品厚度的需要，將若干層料疊置起來，置於兩個光面金屬板之間，予以加壓加熱，熟化後即成為堅硬的板材，稱之為夾層塑膠。若為管子的製造，則是將浸滿樹脂的薄板捲繞在鋼軸上，或直接置於管子模中，加壓加熱。
夾層塑膠可依板狀材料的不同，區分成：
1. 紙基夾層塑膠：用於電氣製品。
2. 纖維基夾層塑膠：用於製造高應力製品。
3. 帆布基夾層塑膠：用於製造齒輪（運轉聲音小）。
4. 木材基夾層塑膠。
5. 安全玻璃。
(資料下載自網路)
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