Ch09

1. Ch09

2. 9-2　塑膠成形 9-2-1　塑膠的優缺點 塑膠優點： • 質輕，化學穩定較佳，常溫不易氧化 (生銹)。 • 耐衝擊，掉落地面也不易破裂。 • 導電、傳熱困難。 • 成形性與著色性俱佳，後續加工成本 小。 • 其中亦有透明、耐磨耗者。

3. 塑膠缺點，則有： • 耐熱性較差，高溫時的物性低落，且熱 膨脹大。 • 低溫多脆弱。 • 常溫予以負荷，也會引起潛變(變形)。 • 與金屬(鐵)比較，韌性小，延性差。 • 較易溶於溶劑，一旦吸水，尺寸即膨脹 變化。 • 紫外線照射，易劣化，且較易燃燒。

4. 9-2-2　常用的成形法 • 壓縮成形法 是塑膠成形法的基本方法，如PF、PDAP等熱固性樹脂(thermosetting resin)中最具代表的成形法。

6. 壓縮成形法的特徵： • 成形壓力較低，可使用小型的成形機。 • 成形操作簡單，因此成形機及模具的費 用較便宜。 • 材料種類，幾無限制，故可製作出機械 強度高的成形品。 • 壓力對模穴各個角落充分加壓，收縮率 較其它成形法來得小。 • 充填材排向性的影響較其它成形法小， 故較少發生彎翹、扭曲。

7. 傳送成形法 (1)壺式傳送成形 先把模具合模，再於模具上方另設壺狀母模，成形材料投入此模，而模具與壺狀母模一起事先加熱到所需溫度。其次，柱塞伸入壺狀母模內，並加壓呈熔液狀熔膠，再由錐道、澆口，進入左右兩側的模穴內，充分充填後，即進行固化反應。

9. (2)柱塞式傳送成形 此方式的模具開閉及鎖模，全由傳送成形機的主壓塊(ram)施行，而在壺內的成形材料，則由另外的輔助壓塊，藉著輔助缸與柱塞加壓。至於其它的動作，一如壺式傳送成形。

11. (3)射出成形法 經由清潔模穴關模、成形材料的秤重、可塑化混煉、射出、保壓、冷卻固化、開模、頂出、取出的一循環過程(one cycle)，因此生產性高，且可生產複雜形狀及精密尺寸的塑膠製品。

13. (4)擠出成形法 有螺桿的前端設有止回閥，以免熔膠充填後回流，且在後端置有栓槽，與傳動馬達作緊密連結。

15. (5)吹氣成形法 專門製造瓶罐，最近又拓展到汽車用排氣管、燃料筒、中空保險桿。首先以擠出成形法製的軟胚伸入模穴中，接著在軟胚內吹入壓縮空氣，迫使軟胚沿著模穴壁面輪廓膨脹伏貼，同時被壓縮空氣冷卻固化而成形。

17. (6)真空成形法 大量採用在置放餅乾、禮餅、小東西等用完即丟容器的方法。使用加熱器加熱軟化事先已被夾定四周的薄片，而此薄片置於母模上，接著在薄片與母模間，抽真空，迫使軟化的薄片沿著母模輪廓伏貼，待其冷卻而成形所要的凹洞。

20. (7)高發泡成形法 首先，具有發泡性PS球粒，預先在100℃熱氣內，予以30～50倍的預備發泡，之後再放置半天到一天，給予成熟。其次，再把球粒放入鋁或鑄鐵製的模具內，一旦加熱至115～120℃，球粒內的空氣隨即成為發泡劑，PS進而繼續膨脹的同時，球粒表面間彼此受熱而熔融結合，最後變為成形品。

22. (8)粉末成形法 多依加工塑膠成粉末命名，亦有依所用裝置不同命名，如迴轉成形裝置、流動浸漬裝置、熔射裝置、靜電塗裝置等。原料主要採用聚乙烯(PE)，但聚苯乙烯(PS)、ABS、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺(PA)、氟樹脂等粉末。

24. (9)滾壓成形法 在PVC粉粒內混入可塑劑、安定劑、充填劑、潤滑劑等成分，然後使用Banbur氏混煉機予以充分混合，緊接著以混煉滾輪攪拌，最後供應至滾筒上。滾筒與滾筒間的間隙，僅打開所需厚度，而經此間隙所滾壓過的材料，依序由上而下滾動，而形成薄片狀或薄板狀。經滾壓成形完後，隨即再經滾花筒滾壓，亦可獲得具有圖案或花紋的製品。如果再供給布料，即能製成人造皮。

26. (10)反應成形法 使用兩種低分子量、低粘度液體(普通為異氰酸酯與多元醇)，在一定壓力下，通過混合室，然後以高壓射入密閉模穴空間。液體的成分必須擁有高度化學活性，在模穴內引起反應，產生具有彈性或剛性，可在表面上獲有表層的聚胺甲酸酯成形品。

28. (11)燒結成形法 大都採用在難以一般成形的聚醯胺(PA)、氟樹脂上。粉末材料加熱不至完全熔解的程度，而僅讓粉粒間熔融結合成為塊狀物，但在塑膠的情況，因需在模具內加壓粉粒賦予形狀。

30. (12)鑄漿成形法 是呈流動狀態的高分子物質或可高分子化的物質，流經模穴內而使其固化的成形法。一般PUR的預聚體、己內醯胺雖採用此法，但以PMMA樹脂板的製造為此法之代表。

32. 9-3　複合材料的成形 9-3-1FRP的特色與成形品 FRP(fiber-reinforced plastics)是指以玻璃纖維來強化不飽和聚酯(polyester)的總稱。是使用液體狀樹脂灌注於模具內的玻璃纖維骨架，經加壓凝固後成形。成形壓力亦極低，所採用的模型形式，也與普通的壓縮成形不同。

33. 9-3-2FRP成形法 • 手疊成形法(hand lay-up) 首先以基材(強化材)的玻璃纖維(呈簇狀或碎斷狀)，排置模型上，其上再使用可吸入樹脂的特殊滾筒，迫使樹脂浸入基材內的同時，予以平滑加工。

34. 噴疊成形法(spray-up) 採用專用的噴灑槍，把液態樹脂與碎斷的玻璃纖維，同時噴向模型上，之後再以滾筒壓平。 • 金屬模法(metal die) 採用類似直壓成形法所用的模具，經沖床加壓材料。製品品質均一性優異。

36. 冷壓法(cold press) 模具不需加熱，純粹是靠樹脂與固化劑的組合所生的反應熱(自己發熱)，促使樹脂固化的成形法。

37. 9-4　玻璃的成形 9-4-1　玻璃的特徵及用途 玻璃的特徵，計有： • 無色透明。 • 等方性。 • 化學安定。 • 空氣、液體無法穿透。 • 脆性固體。 • 高電氣絕緣性。 • 耐熱性。 • 耐氧化等。

38. 9-4-2　玻璃成形法 人工成形法係指人直接吹拉或伴隨手操作的成形法，適合機械成形困難、量少、特別創作的成形。 機械成形法是使用機器自動供給玻璃毛胚，予以成形的方法，大量生產瓶罐、平板玻璃等的製造。

39. 9-4-3　玻璃瓶的製程

42. 9-5　陶瓷成形 9-5-1　陶瓷 一般所謂的陶瓷，是指窯業上的陶磁器，屬於非金屬的無機質固體材料。素材經化學處理或合成成為高純度陶瓷，稱為精密陶瓷。例如用在機械或結構零件相關，叫做工程陶瓷；電子相關者，稱為電陶瓷；至於生醫關係者，則稱為生醫陶瓷。

43. 9-5-2　陶瓷成形法 • 鑄漿成形法 鑄漿成形法(slip casting)在金屬上稱為鑄造法，塑膠上稱作注型成形法，而在陶瓷上，則叫做鑄漿成形法。不需昂貴設備，可成形出較複雜形狀，獲得均質質地，適合現今多品種少量生產，利用石膏模具的成形方法，有多達9種，其中包括壓力鑄漿成形、振動鑄漿成形、自硬性鑄漿成形、離心鑄漿成形、濕式沖壓成形。

44. 鑄漿成形法的優點有： • 可製作複雜形狀。 • 可製造大型件。結合劑等的添加量較 少，生胚密度或燒結密度變高。燒結密 度可達理論密度的 99%以上。 • 模具費用便宜。 • 多品種少量生產或單一大量生產皆可。

45. 其缺點亦有： • 小件或單純形狀的製品，成本偏高。 • 石膏模具較易磨耗，使用壽命有限(30～500次) 。 • 中子使用困難，內模或模穴精度較差。

47. 良好的泥漿，有下列6個條件： (1)具有流動性與排氣性。 (2)不會沈澱。 (3)生胚密度高。 (4)脫模容易。 (5)乾燥收縮小。 (6)乾燥強度大。

48. 射出成形法 以粉末當原料，故需另用粘結劑，使粉末具備流動性、賦形性及保形性而予以成形，之後再以低溫加熱去除粘結劑，利用高溫燒結，促使粉末粒間彼此結合。

49. 射出成形法的特徵： (1)可成形立體狀的複雜形狀。 (2)尺寸精確。 (3)可成形微細零件。 (4)具有高密度且密度均一。 (5)強度高。 (6)生產性高。