1.工藝過程

模壓成形紅藝過程包括:嵌件放置并預熱、加料、合模、排氣、保壓固化、脫模、清理模具等步驟，見圖3-15。

(1)嵌件放置

嵌件一般由金屬制成,可對制品起增強作用,使用嵌件的制品力學性能提高較大。也有的是為了給制品賦予導電、導熱特性或其他功能特性而加入嵌件。嵌件放置前，進行預熱為佳。通常是用手放置嵌件，放置位置要準確、穩定，若是小型嵌件亦可用鉗子或鑷子安裝。-件制品可以用一個嵌件，也可放置幾種不同的嵌件，其位置-定穩定 ,必要時應加以固定，防止位移或脫掉，否則達不到使用嵌件的目的,反而會造成制品的報廢,甚至會損壞模具。

(2)加料

加料量的精確度會直接影響制品的尺寸與密度，應嚴格加以定量,將模壓料均勻地加入陰模槽中。定量加料法有：重量法、計數法和容量法。

重量法準確，多用于尺寸要求精度和難以用容量法加料的模壓料，如碎屑狀、纖維狀物料。容量法不如重量法準確,但操作方便,一般用于粉料計量。計數法只用于預壓物料加料。

注意事項:加料前應先檢查型腔內是否有油污、飛邊、 碎屑和其他異物。將準確計量的模壓料，按型腔形狀加入，對某些流動阻力大的部位應盡可能填滿，并注意難以沖模部分(如凸臺、細小孔眼、狹縫及開口附近) ,應多加些模壓料。并在嵌件周圍預先放上模壓料并壓緊,這樣可減少料流對嵌件的沖劫，嵌件的插孔內也不會發生“逃料”現象。如果預先預壓成制品形狀加料更為方便。

(3)模壓料的預熱和預成形

在壓制前對模壓料預先進行加熱處理稱為預熱。其作用是改善模壓料的工藝性(如增加流動性) ,便于裝模和降低制品的收縮率,同時還可以縮短模壓時間，降低成形壓力，并能顯著提高制品的機械性和尺寸穩定性。

預熱處理的方式多種多樣，可根據生產條件和模壓料的特性加以選擇。其要求是模壓料應受熱均勻、使用方便，預熱處理時間一般不超過30min。

預成形則是在常溫下預先將定量的模壓料壓制成與制品相似的形狀，然后再投入模具中壓制。這種方法可以縮短成形操作周期,提高生產效率和制品的性能。預混料模壓制品在大批量生產、使用多腔模具、制品形狀特殊等情況下常常采用預成形法。

(4)合模

合模分為兩步，陽模未接觸模壓料前，需低壓(1.5~ 3.0MPa)快速,這樣可以縮短周期和避免制品發生變化;當陽模接觸模壓料之后，應開始放慢閉模速度，改用高壓(15 ~ 3MPa)慢速，以免損壞嵌件、并使模具空氣排出。

(5)排氣

為了排除模內空氣、水氣及揮發物,在模具閉合后，有的還需要將模具開啟段時間，這個過程稱為排氣。 排氣操作應力求迅速,一定要在模壓料中的樹脂尚未塑化時完成,否則樹脂硬化而失去可塑性，此時即使打開模具也排不出氣,即使提高溫度和壓力也不可能得到理想的制品。排氣可以縮短固化時間，而且能提高制品的力學性能和電性能。為了避免制品的分層現象,排氣過早過遲都不好,過早達不到排氣的目的,過遲模壓料表面已固化，氣體排不出來。

(6)固化

模壓料中的樹脂從流動態變成堅硬的不熔不溶狀態的過程稱為固化。固化速度與樹脂的性質、預壓、預熱、壓制溫度和壓力等因素有密切的關系。

固化速度的快慢取決于模壓料中樹脂低分子組成向高分子產物轉化的速率,即固化速度與樹脂的分子結構有關。如:熱塑性酚醛樹脂因相對分子質量較低，支鏈少固化劑容易與活潑基團反應，所以固化速度快。相對分子質量高,黏度越大,不利于活潑基團的縮合,所以固化速度慢。

固化速度的快慢直接影響到生產效率。為了加速模壓料的固化，有時在成形時加入一-些固化劑,如熱固性酚醛模塑粉可加入六次甲基四胺;脲醛模塑粉可加入草酸等固化劑。

有些無機填料對模塑粉的固化速度也有影響,如鎂的氯化物能加速酚醛模塑粉的固化。

(7)保壓時間

模壓料在模具固化的過程始終處于高溫高壓下。從開始升溫、加壓到固化至降溫降壓所需要的時間稱為保壓時間。保壓時間實質上就是保持溫度和壓力的時間,它與固化速度完全一致,保壓時間過短，即過早地降溫降壓，會導致模壓料固化不完全，降低制品的力學性能和電性能以及耐熱性能。

保壓時間過長,不僅延長生產周期，而且使樹脂交聯過大，導致模壓料收縮過大，密度增加，樹脂與填料之間還會產生內應力,嚴重時會使制品破裂。因此必須根據樹脂的性能制定適當的保壓時間,過長過短均不適宜。

(8)脫模

在一個壓制周期結束后,應將已成形的制品從模具中取出,以便進行下一次的模壓操作。脫模通常是靠頂桿來完成的，帶有成形桿或某些嵌件的制品應先用專門的工具將成形桿等擰脫,而后再進行脫模。

脫模時制品的溫度應在60°C以下。溫度太高，所得制品易產生變形、收縮等劣變現象，并導致制品外觀質量下降;溫度太低，將使模壓周期延長，生產成本上升。

(9)清理模具

由于模壓時可能在模具里留有-些殘存的模壓料及掉入飛邊 ，所以每次模壓后必須將模具清理干凈，如果模具上附著物太牢可以用銅片清理，也可用拋光劑拭刷等,清理后涂上脫模劑以便進行下一次模壓。

(10)后處理

模壓制品在脫模后往往還需要進行一定的后加工過程才能達到使用要求。其道工序是除去制品的毛刺飛邊，可通過手工或機械打磨的方法進行，以提高制品的外觀質量;此外，往往還需要對制品進行必要的機械加工，如進行鉆孔攻絲等。由于復合材料制品對機械加工十分敏感，應盡量避免,如需開孔，可通過在模具中設置型芯的方法解決,攻絲則可通過設置帶螺紋的型芯或帶內螺紋的型環直接將螺紋成形在模壓制品上，否則對付貨艙拉模壓制品加工不當極易產生"掉碴”現象，導致模壓制品報廢。

2.工藝參數

在模壓過程中,模壓料中的樹脂將經歷黏流、凝膠和固化三個階段，而樹脂分子本身也將由線性分子鏈變成不熔不溶的空間網狀結構。將模壓料轉化成合格制品所需要的外部條件就叫做模壓料的模壓工藝參數,實際生產中稱為壓制制度。

(1)溫度

溫度是模壓料所包含的熱量的量度。熱能的作用是促進模壓料塑化和樹脂的固化。初期隨著溫度的升高，模壓料從軟固態逐漸變成黏流態,溫度達到一定程度后模壓料的黏度升高,樹脂的固化反應開始，終變成不熔不溶的固態。從分子的運動來看,溫度升高樹脂獲得的能量增加,樹脂分子的熱運動加劇,引發劑開始起作用引發樹脂分子的固化反應。在模壓過程的各個階段所需的熱量是不同的,這就需要控制相應的溫度指標，包括裝料溫度、升溫速度、模壓成形溫度、恒溫溫度、降溫溫度和后處理溫度等。

a.裝料溫度

將模壓料裝入模腔時的溫度叫裝料溫度,它由模壓料的品種和制品的質量要求而定,同時還應考慮到模壓料中溶劑的揮發溫度、制品的結構及生產效率。

b.升溫速度

指由裝料溫度到高溫度時的升溫速率。對快速壓制工藝來講，裝料溫度就是壓制溫度，不存在升溫速度。而對普通模壓工藝來講，就需慎重選擇并嚴格控制升溫速度, 這一點對壓制厚壁制品時尤其重要。

c.成形溫度及恒溫

高溫度是指通過差熱分析(DTA)測得的樹脂固化反應的峰值溫度，實際就是模壓料的成形溫度。在模壓工藝中，成形溫度主要取決于模壓料的種類。

在達到成形溫度后，為使樹脂固化完全并消除模壓制品的內應力,一般應在成形溫度下保溫一段時間,這個過程叫恒溫過程。恒溫過程所持續的時間主要取決于兩個因素:一是模壓料固化完全所需的時間(與模壓料的種類有關);另一個是不穩定導熱時間，即加熱元件通過模具向模腔導熱,使模腔中的模壓料的溫度達到成形溫度所需的時間，它與模壓料的品種、加熱裝置、制品結構和尺寸以及環境溫度有關。

d.降溫

在模壓過程恒溫時間結束后，在保持壓力的情況下開始降溫過程。降溫方式有自然降溫和強制降溫兩種。通常是在模具周圍的預留孔道中通入冷水或用風機吹入冷風來使模具和模壓制品強制降溫。

(2)壓力

a.成形壓力

成形壓力的作用是克服模壓料在模內流動時的內摩擦力、模壓料與模腔內壁之間的摩擦力,使模壓料充滿模腔,克服模壓料被加熱時揮發物產生的蒸氣壓力，從而得到結構密實的制品。成形壓力的大小取決于模壓料的品種、模壓制品的結構和尺寸。

b.加壓時機

是指在裝料后經過一段時間、在-定溫度下的加壓操作。合理的加壓時機是確保制品質量的關鍵性參數之一。加壓過早，模壓料中樹脂分子的反應程度還較低, 分子量較小,黏度低,樹脂組分極易流失，從而在制品中產生局部樹脂聚積而另一部分則樹脂量不足;加壓過遲,樹脂反應程度過高，分子過大而導致黏度過高,模壓料的流動性過差而不能完全充滿模腔。這兩種情況都導致出現次品。只有合理的加壓時機,才能獲得佳性能的模壓制品。

佳模壓時機應在樹脂發生劇烈固化反應放出大量氣體之前。主要取決于模壓料的品種、裝料前的模壓料質量指標及裝模溫度等。通常采用以下方法來確定佳加壓時機；憑經驗,模壓操作者可以將樹脂拉出絲來時即為加壓時機；根據溫度顯示來確定加壓時機，當液壓機控溫儀顯示的溫度接近樹脂的凝膠溫度，可選用差熱分析(DTA)方法和差示掃描量熱(DSC)方法測定樹脂的固化放熱曲線，再由放熱；曲線來確定加壓時機；按樹脂固化反應時的氣體釋放量確定加壓時機，樹脂在固化過程中放出相當可觀的揮發物，通過試驗可以作出樹脂揮發物的排放量一溫度 曲線。按照曲線的指示，在大量揮發物溢出之前的溫度下加壓，即為加壓時機，此時加壓可以阻止氣體集中排出，防止制品出現腫脹、開裂等缺陷。

c.卸壓放氣

模壓料中均含有一定的揮發分。 某些模壓料(如酚醛型模壓料)在固化反應中還會生成一些揮發性副產物。 這些揮發分及副產物在壓制過程中如果不能有效地排除，將使制品產生氣泡、分層等現象。對一些快速反應的模壓料,這一現象將尤為嚴重。 因此，實際工作中一般在加壓后需采取放氣措施，即加壓后,隨即減壓放氣，再加壓,如此反復幾次,即可排除。

(3)時間

模壓料中的樹脂固化所需時間就是指模壓料在模具中從開始升溫、加熱、加壓到完全固化為止的這段時間。模壓時間與樹脂品種、制品形狀、厚度、模具結構、模壓工藝條件以及操作步驟等有關。在一般情況下模壓溫度升高，固化速度加快,所需模壓時間減少,因而模壓周期隨模溫提高而縮短;模壓壓力對模壓時間的影響雖不及溫度那么明顯,但也隨模壓壓力的增大模壓時間有所減少。由于預熱減少了樹脂的充模和升溫時間,所以模壓時間要比不預熱的短些。通常模壓時間隨制件的厚度增加而增加。模壓時間的長短對制品的性能影響很大,時間太短樹脂固化不完全,制品物理力學性能差，外觀無光澤,制品脫模后易出現翹曲變形等現象。增加時間，一般可以使制品的收縮率和變形減少，當然制品的其他性能也有所提高。但過分延長模壓時間,不僅延長成形周期，降低生產率，多耗熱能和機械功,而且會使樹脂過熱,制品收縮率增加，樹脂和填料之間會產生內應力,制品表面發暗并起泡,從而造成制品性能下降，嚴重時會造成制品破裂。因此應合理規定模壓工藝參數。

(4)液壓機臺面的平行度

閉模時，由于坯料位置的不均衡或模具內壓力分布不均勻弓|起的偏心載荷可能導致H臺面和下臺面不能保持平行。液壓機導軌的間隙和液壓機框架的不均勻彈性變形會加劇這一問題。不平行的臺面引起模壓制件厚度的不均勻，進而引|起不均一的固化速率和不穩定流動，影響之間質量。解決這一問題可采用四活塞式液壓機。每個活塞位于移動臺面的角上,安裝在活動臺面每個角上的位置傳感器將不平行度反饋給液壓機，從而調整液壓柱的活動情況以維持模壓過程中臺面的平行。

在模壓成形實際操作中不像理論預測的那樣會達到理想結果，由于實際成形加工中還要受到"人、機、料、法、環”諸多因素的影響，不管哪一環節出了問題，均會影響制品質量，甚至無法成形,特別是操作人員如果對工藝條件掌握不好,模具設計不盡合理或者對材料的加工特性了解不夠等均會給制品造成缺陷，影響質量，為了確保模壓制品質量，節約原材料、延長模具使用時間，必須及時發現成形加工中出現的問題，并加以及時解決才能得到合格的制品。易出現的問題和解決辦法見表3- 1。