星光电脑为您整理了塑性成型设备及特点，还有与金属切削相比,塑性成形有何特点和金属的塑性成形有哪些特点，下面一起来看常见的材料成形工艺有哪些,各有何特点吧。
金属的塑性成形有哪些特点?
金属的塑性成形有以下特点：
1.
金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改善和提高。
2.
凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。
3.塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。
4.用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。
塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变效应。金属塑性成形包括块体成形、板料成形及轧制等(见塑性力学)。各种塑性成形都以金属材料具有塑性性质为前提，都需要有外力作用，都存在外摩擦的影响，都遵循着共同的金属学和塑性力学规律。
金属塑性成形（metal
plastic
forming）：材料在外力作用下会产生应力和应变（即变形），当施加的力所产生的应力超过材料的弹性极限达到材料的流动极限后再除去所施加的力，除了占比例很小的弹性变形部分消失外，会保留大部分不可逆的永久变形，即塑性变形，使物体的形状尺寸发生改变，同时材料的内部组织和性能也发生变化。绝大多数金属材料都具有产生塑性变形而不破坏的性能，利用这种性能对金属材料进行成材和成型加工的方法统称为金属塑性成形。
与金属切削相比,塑性成形有何特点
金属的塑性变形是以金属塑性为主要依据，而变形产生的抗力与众多因素有关。从工艺角度出发，总是希望变形金属具有高塑性和低的变形抗力。但金属塑性和变形抗力是不同的两个概念, 塑性是反映材料塑性变形的能力，而变形抗力却是反映塑性变形的难易程度。它们都与材料的化学成分和组织、变形温度、变形速度及变形程度等因素有关。一般而言，金属材料的屈服强度越大，使其产生塑性变形所需的外力就越大，而产生塑性变形的困难就越大。所以，分析各种因素对塑性和变形抗力的影响，对金属的塑性变形是十分必要的。
一、金属的化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响。
1.化学成分的影响。
2.金相组织的影响。
二、变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响。
1.变形温度的影响。
2.变形速度的影响。
三、应力状态对塑性和变形抗力的影响。
金属物体受外力的作用而产生应力时，在一般情况下，其内部各质点的应力状态不尽相同，并且在变形过程中还会发生改变。
四、提高金属塑性和降低变形抗力的措施。
金属额塑性成形大都是由形状简单的原始坯料，通过塑性变形来达到工艺要求。固态成形一般变形抗力很大，所以设备吨位也大、而工、模具寿命较低。因此，要通过一定的措施来改善塑性和减小变形抗力。
吹塑成型、发泡成型的工件形态特点和结构特点
吹塑，这里主要指中空吹塑 ( 又称吹塑模塑 ) 是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法，是第三种最
常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模具只有阴模 ( 凹模 ) ，与注塑成型相比，设备造价较低，适
应性较强，可成型性能好 ( 如低应力 ) 、可成型具有复杂起伏曲线 ( 形状 ) 的制品。吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到 1979
年以后，吹塑成型才进入广泛应用的阶段。这一阶段，吹塑级的塑料包括：聚烯烃、工程塑料与弹性体；吹塑制品的应用涉及到汽车、办
公设备、家用电器、医疗等方面；每小时可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ，多层吹塑技术得到了较大的发展；
吹塑设备已采用微机、固态电子的闭环控制系统，计算机 CAE/CAM 技术也日益成熟；且吹塑机械更专业化、更具特色。
1 吹塑成型方法
1.1 成型方法
不同吹塑方法，由于原料、加工要求、产量及其成本的差异，在加工不同产品中具有不同的优势。详细的吹塑成型过程可参考文献。
这里从宏观角度介绍吹塑的特点。中空制品的吹塑包括三个主要方法：挤出吹塑：主要用于未被支撑的型坯加工；注射吹塑：主要用于由
金属型芯支撑的型坯加工；拉伸吹塑：包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉伸一吹塑两种方法，可加工双轴取向的制品，极大地降低生产成
本和改进制品性能。此外，还有多层吹塑、压制吹塑、蘸涂吹塑、发泡吹塑、三维吹塑等。但吹塑制品的 75 ％用挤出吹塑成型， 24 ％
用注射吹塑成型， 1 ％用其它吹塑成型；在所有的吹塑产品中， 75 ％属于双向拉伸产品。挤出吹塑的优点是生产效率高，设备成本低，
模具和机械的选择范围广，缺点是废品率较高，废料的回收、利用差，制品的厚度控制、原料的分散性受限制，成型后必须进行修边操
作。注射吹塑的优点是加工过程中没有废料产生，能很好地控制制品的壁厚和物料的分散，细颈产品成型精度高，产品表面光洁，能经济
地进行小批量生产。缺点是成型设备成本高，而且在一定程度上仅适合于小的吹塑制品。
中空吹塑的工艺条件，要求吹胀模具中型坯的压缩空气必须干净。注射吹塑空气压力为 0.55 ～ 1MPa ；挤出吹塑压力为 0.2l ～
0.62MPa ，而拉伸吹塑压力经常需要高达 4MPa 。在塑料凝固中，低压使制品产生的内应力低，应力分散较均匀，且低应力可改进制品的
拉伸、冲击、弯曲等性能。 1.2 制品种类吹塑制品有容器、工业制件两类。其中容器包括：包装容器，大容积储桶 / 储罐，以及可折叠
容器。但随着吹塑工艺的成熟，工业制件的吹塑制品越来越多，应用范围也日益广泛。目前，容器约占 80 ％的市场份额，每年增长 4 ％
左右；而工业及结构用制品占总量的 20 ％，每年增长速度为 12 ％。容器消耗量的增长在于可旋扭塑料容器的应用范围不断扩大，工业
用制品的消耗量增长主要是由新型加工技术的改进所致，如多层型坯挤出、双轴挤出、非轴对称吹塑等。表 2 列出了部分吹塑制品的应用
及其性能要求。
1.3 吹塑成型进展
(1) 原材料聚合物在成型过程中，首先通过口模时受高剪切力作用，然后物料呈现挤出膨胀及垂缩现象，在形成下垂的型坯时，其膨胀率
接近为零。接着型坯被吹胀紧贴在模具上，这时呈现低的膨胀率。过度的口模膨胀会产生废品。过度的垂缩导致制件的顶端到底部壁厚厚
度不均匀，严重的甚至不能成型。因此，在选择适合吹塑的聚合物时，必须弄清其剪切及膨胀的粘弹特性。 HDPE 由于热稳定性好，又有
多种改性产品，因而成为吹塑成型中应用最广泛的塑料。通过共聚和共混作用，对吹塑成型用原材料的研究在连续挤出吹塑级树脂方面也
取得了一些进展，如 PA6 、 PP 和 PET 。间歇式型坯吹塑成型，理论上适用于结构板材和大型制件的二次加工，要求使用工程塑料，如
阻燃型 ABS 、增强 PVC 、改性 PPO 和 PC 等，而这类挤出型塑料的耐高温性能一般较差，仅有少数树脂可在常规设备上吹塑成型大型制
件。在聚萘二甲酸乙二酯 (PEN)/PET 共混料吹塑成型时，需将防氧渗透和防水气渗透的树脂如 ( 乙烯 / 乙酸乙烯醇 ) 共聚物 (EVOH)
和 HDPE 与 PET 形成复合层，并产生锚联层，以改善 PEN/PET 料的渗透性和热稳定性。目前正研究将 HDPE 与 PA6 采用多层吹塑成型，
生产燃油油箱。
(2) 设备与工艺技术进展
吹塑机械设备已有很大的改进。较新的成果有：
①采用改进型红外加热技术进行再吹塑成型；
②非常高速的旋转挤塑压力，主要应用在牛奶瓶的生产上；
③模具附设在梭式压机上以补偿喷流现象；
④多层连续挤出吹塑成型防渗透性容器；
⑤通过对取向结晶和热结晶、预成型坯和模温、吹气压力，以及型坯在模腔内停留时间的严格控制，进行连续性热定形 PET 瓶的生
产。
由于市场对复杂、曲折的输送管材制件的需求，推动了偏轴挤出吹塑技术的开发，这种技术笼统称为 3D 或 3 维吹塑成型。
理论上，该工序十分简单，型坯挤出后，被局部吹胀并贴在一边模具上，接着挤出机头或模具转动，按已编的 2 轴或 3 轴程序转
动。难点在于要求具有非常大的惯性量的大型吹塑机械在高速合模时误差要低于 10 ％。多层吹塑成型工艺常用于加工防渗透性容器，其改进工艺是增设一个阀门系统，在连续挤出过程中可更换塑料原料，因而可交替生产出硬质和软质制品。生产大型制件如燃油箱或汽车外
结构板材时，在冷却过程中需降低模腔内压力以调整加工循环周期。解决方法是先将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中，再在相当高速下
挤出型坯，以最大限度减少型坯壁厚的变化，从而确保消除垂缩和挤出膨胀现象。
储料缸式机头改进，使之能挤出热敏性塑料如 ABS — R 、改性 PPD 和 PVC 。而且，重新设计的机头，在生产中可快速装拆以方便
清理塑料，同时，对塑料的流变特性分析及计算机流道分析可设计流线型流道，以便于热敏性塑料的成型。
(3) 控制程序及吹塑模拟型坯的程序控制已有数十年的经验。
主要问题是型坯可拉坯变薄的最薄程度 ( 如瓶颈部位 ) ，增厚的型坯拉坯的最大程度 ( 如容器瓶体或边角部位 ) ，以及设计一个
壁厚度变化部位，例如凹边和瓶肩等。其工作重点应集中在所使用塑料的粘弹性特性上。对试管状的预成型坯壁厚的预测，也就是设计具
有防渗透作用的型坯最佳壁厚厚度的选择依据。这是由预成型坯的结晶程度，所使用塑料与温度相关的应力一应变弹性特性，以及由注塑
加工形成的冻结应力程度和分布等情况来决定的。 1980 年， GE 公司就为热成型和吹塑成型开发了： PITA 程序设计。
型坯吹塑成型的控制软件必须综合考虑如下因素：不均匀的型坯壁厚；型坯截坯口和环绕型吹塑管材截口；在合模前预先吹胀型坯；
吹胀过程控制和截坯口开设的部位；以及结构件吹塑成型中对型坯边缘的裁切定位等。目前，商业化的吹塑成型模拟软件主要有原美国的
ACTech 公司的 C — PITA 、比利时的 POLYFLOw 等。数值模拟的难度在于：大应变、非线性材料行为、接触问题以及膨胀过程中一些物
理非稳定性，而这些复杂性将导致产生一系列需要迭代求解的非线性方程。其中，材料、吹塑成型机理的研究一直是研究的难点、热点，
如拉伸吹塑被广泛应用，但对该过程的模拟所需要的应力诱导结晶的数学描述，到目前为止尚无合适的方法。而挤出吹塑的型坯，是聚合
物熔体流经环形模头时形成的，环形管道的几何形状和材料的粘弹性质将直接影响型胚膨胀，现有的粘弹性知识还无法描述这个过程。
与相对成熟的注塑 CAE 技术相比，吹塑成型软件目前正处于发展的初期阶段。
1.4 吹塑成型的发展趋势
吹塑将随着市场对其制品的需求，在材料、机械、辅助设备、控制系统、软件等方面有如下发展趋势。
(1) 原材料为满足吹塑制品的功能、性能 ( 医药、食品包装 ) 要求，吹塑级的原料将更加丰富，加工性能更好。如 PEN 类材料，不仅强
度高、耐热性好、气体阻隔性强、透明、耐紫外线照射，可适用于吹制各种塑料瓶体，并且填充温度高，对二氧化碳气体、氧气阻隔性能
优良，且耐化学药品。
(2) 制品包装容器、工业制品将有较大增长，而且注射吹塑、多层吹塑会有快速的发展。
(3) 吹塑机械及设备吹塑机械的精密高效化；辅助生产 ( 操作 ) 设备的自动化。“精密高效”不仅指机械设备在生产成型过程中具有较
高的速度和较高的压力，而且要求所生产的产品在外观尺寸波动和件重波动方面均能达到较高的稳定性，也就是说生产制品各个部位的尺
寸和外形几何形状精度高，变形及收缩小，制品的外观及内在质量和生产效率等指标均要达到较高的水准。辅助操作包括去飞边、切割、
称重、钻孔、检漏等，其过程自动化是发展的趋势之一。
(4) 吹塑成型模拟吹塑机理的研究更加深入，吹塑模拟的数学模型的合理构建，数值算法的快速、准确是模拟的关键，吹塑成型模拟将会
在制品质量预测、控制中发挥越来越重要的作用。
2 影响吹塑制品质量的因素及常见缺陷的排除
2.1 吹塑成型的影响因素
下面从吹塑成型过程分析各个阶段的成型参数。吹塑成型过程可分为四个阶段：
(1) 型坯形成阶段聚合物在挤出机中的输送、熔融、混炼、泵出成型为型坯的形成阶段；在这一阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数有：
①材料的分子量分布、平均分子量；
②吹塑机的温度控制系统和螺杆转速，其中温度控制系统包括料斗温度，料筒 1 区、 2 区、 3 区、 4 区温度，法兰温度，以及储
料模头 1 区、 2 区、 3 区、 4 区温度。
(2) 型坯下料阶段型坯从模唇与模芯的间隙中挤出为下料阶段。此时，型坯离模膨胀和型坯垂伸这两种现象影响型坯成型。影响壁厚分布
的主要工艺参数是吹塑机的模头直径和壁厚控制系统，其中控制系统包括轴向壁厚控制系统和周向壁厚控制系统，以调整模唇与模芯的间
隙。
(3) 型坯预吹阶段为避免型坯内表面的接触、粘附，改善制品壁厚的均匀性，要对型坯进行预吹胀。在型坯预吹阶段，从型坯下方往型坯
内喷气，以护持型坯，减小其垂伸。在这一阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数有：预吹压力、预吹时间。
(4) 型坯高压吹阶段高压吹胀型坯，使之贴紧模具型腔，实现产品塑性成型阶段。该阶段，影响产品成型的是型坯受高压吹胀变形、型坯
与模腔接触变形。而影响壁厚分布的主要工艺参数有：材料的收缩率；吹气压力、时间；模具材料、结构、模具排气系统以及模具冷却系
统，如冷却水道分布、冷却水进水温度等。尽管影响吹塑制品质量的因素较多，但当生产条件、制品要求确定后，调整吹塑工艺参数能有
效改善制品质量。优化的工艺参数可以提高生产效率，降低原材料消耗，优化产品的综合性能。
2.2 吹塑成型工艺条件的设定
工艺条件调整的目的是，在满足产品最小壁厚要求的基础上，产品壁厚尽可能均匀，产品件重尽可能小 ( 减少材料消耗 ) 。工艺参
数设定的合理方法是，将经验与数值分析技术结合。基本过程为，
①利用已建立的计算机模型，模拟吹塑模具、下料型坯、夹料板等状态；
②输入各阶段对型坯壁厚分布影响的参数；
③对得到的模拟结果进行分析，通过计算机模拟显示哪些部位壁厚达不到要求，而哪些部位壁厚超厚；
④利用人工经验，调整输入的参数，重复①～③的过程，保证产品各部位在达到最小壁厚的前提下，尽可能减小产品各部位壁厚。
⑤对多个工艺方案的结果分析、比较，最终确定优化的工艺参数。拉伸吹塑又称双轴取向吹塑，是在聚合物的高弹状态下通过机械方
法轴向拉伸型坯、用压缩空气径向吹胀 ( 拉伸 ) 型坯以成型包装容器的方法。拉伸吹塑有一步法、二步法。
2.3 吹塑成型常见的制品缺陷及其改进这里给出挤出吹塑成型、注射吹塑成型、拉伸吹塑成型常见的问题、产生的原因及解决办法。
(1) 挤出吹塑挤出吹塑是挤出成型最主要的成型方法。有连续挤出和不连续挤出两种方法。表 5 给出挤出吹塑常见制品缺陷及改进方法。
(2) 注射吹塑注射吹塑是先用注射法制成有底型坯，再将它吹移至吹塑模具中成型中空制品。注射吹塑可对制品进行精确的控制，能生产
无刮痕、精度高、表面光滑的制品，无需二次加工；其中制品的件重可控制在± 0 ． 1g ，螺纹的精度可为± 100 μ m 。注射吹塑常见制
品缺陷及改进方法见表 6 。
(3) 拉伸吹塑
3 结语
吹塑成型技术是随着塑料工业、机械制造等多种技术的进步而不断发展的，在吹塑产品的设计、生产过程中，不断融人现代设计思
想、设计工具，工程技术人员应充分利用先进的设计理念，结合人工经验，使制品设计、制造各个环节的效率提高，从而提高吹塑制品的
质量及市场竞争能力。
常见的材料成形工艺有哪些,各有何特点
塑性成形工艺包括热塑性成形工艺和冷塑性成形工艺。热塑性成形工艺包括自由锻、模锻、锤锻、热挤压、热镦锻、精锻、压铸、热轧等等。冷塑性成形工艺包括冲压、冷挤压、冷镦、冷拔、拉丝、冷轧等等，不同的工艺有不同的工艺参数，
可塑法、注浆法、压制法
1．塑性料团成型法(简称可塑法)
加入水分或塑化剂，将坯料混和，捏练成为有塑性的料团，然后通过各种成型机械进行挤制、湿压、按压或轧膜等。
2．浆料成型法(简称注浆法)
含一定水分的浆料在石育模中绕注成型。用石蜡调成的瘠性浆科则须加热加压注桨。
3．粉料成型法(简称压别法)
坯料粉粒合有少量水分或加入塑化剂，然后在较高的压力下压制成型。
注塑成型的工艺特点
其特点如下
1.树脂的易成型性、弯曲性与金属的刚性、强度及耐热性的相互组合补充可结实地制成复杂精巧的金属塑料一体化产品。
2.特别是利用了树脂的绝缘性和金属的导电性的组合，制成的成型品能满足电气产品的基本机能。
3.多个嵌件的事前成型组合，使得产品单元组合的后工程更合理化。
4.嵌件品不尽限于金属，也有布、纸、电线、塑料、玻璃、木材、线圏类、电气零件等多种。
5.对于刚性成型品、橡胶密封垫板上的弯曲弹性成型品，通过基体上注塑成型制成一体化产品后，可省去排列密封圏的复杂作业，使得后工序的自动化组合更容易。
6.因为是熔融的材料与金属嵌件的接合，与压入成型法相比较，金属嵌件间隙可以设计得更狭窄，复合产品成型的可靠性更高。。
7.选择适当的树脂和成型条件，即是对于易変形破损的产品（如玻璃、线圈类、电气零件等），通过树脂也可密封固定。
8.选择适当的模具构造，嵌件品也可完全封入树脂内。
9.立式注塑机与机械手、嵌件品整列装置等的组合，嵌件成型工程大都可实现自动化生产。
10.嵌件成型后，经过去芯孔处理，也可制成帯有中空凹槽的产品。
注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。
在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。
