模壓成型工藝是復(fù)合材料生產(chǎn)中最古老而又富有無(wú)限活力的一種成型方法。它是將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi)，經(jīng)加熱、加壓固化成型的方法[17~18]。

    模壓成型工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：

    ①生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn)；

    ②產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好；

    ③表面光潔，無(wú)需二次修飾；

    ④能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；

    ⑤因?yàn)榕可a(chǎn)，價(jià)格相對(duì)低廉。

      模壓成型的不足之處在于模具制造復(fù)雜，投資較大，加上受壓機(jī)限制，最適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。隨著金屬加工技術(shù)、壓機(jī)制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進(jìn)和發(fā)展，壓機(jī)噸位和臺(tái)面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對(duì)降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等[28]。

 

    BMC一般有兩種形態(tài)，一類為塊（團(tuán)）狀模塑料（塊狀BMC），一類為散狀模塑料(散狀BMC)。一般在BMC生產(chǎn)的最后階段，為了便于處理和以后的操作，通常都有一專門的設(shè)備擠壓成繩條狀、木節(jié)狀或彈丸狀。而當(dāng)BMC配方中纖維含量較高時(shí)，其松散性也增加。很難做成致密的規(guī)則形狀，這類材料一般都采用人工稱量加料。而對(duì)于擠壓成的塊狀模塑料則可以實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確的、方便的甚至是自動(dòng)化的加料方式。但是，使用擠壓料坯時(shí)應(yīng)注意到混合物的緊密壓縮會(huì)降低其貯存壽命。這一點(diǎn)可能與松散的BMC內(nèi)夾雜空氣，抑制其聚合反應(yīng)有關(guān)。同時(shí)，空氣也可以帶走料團(tuán)內(nèi)部少量之聚合熱[6]。

    散狀BMC，由于體積比較大，需采用具有較大裝料室的模具。散狀材料中易滯留空氣，容易在成型制品中出現(xiàn)多孔區(qū)或氣泡。為防止這類瑕疵的出現(xiàn)，可用手預(yù)先擠壓料團(tuán)，使其成一定形狀（如球形等）。

    BMC在模腔內(nèi)的放置位置，最好應(yīng)保證在壓膜閉合時(shí)，料流能同時(shí)到達(dá)模腔的各個(gè)角落。否則，料流必須從側(cè)面流動(dòng)，使制品產(chǎn)生裂紋、填充不良和其他缺陷。在成型孔洞的周圍產(chǎn)生熔接線，造成制品局部強(qiáng)度下降。

    由于手工稱量速度相當(dāng)慢，不利于提高生產(chǎn)效率。在小制品成型時(shí)，可以使多個(gè)成型件使用公用成型腔，這樣僅用一塊物料就可以同時(shí)成型多個(gè)制品。

    形狀復(fù)雜的制品，可預(yù)先按制品形狀壓成坯塊，然后再成型，這樣可以預(yù)防各凸出部分產(chǎn)生尺寸誤差，并且不至于產(chǎn)生熔接線等缺點(diǎn)。但是，對(duì)于某些玻璃含量高的BMC，難以用機(jī)械法壓制料坯，因?yàn)橛脵C(jī)械法需要產(chǎn)生足夠的壓縮才能形成料坯，而聚酯料塊有時(shí)很粘，難以從坯模上取出。

    采用繩條形狀的BMC模壓制品時(shí)，應(yīng)采用垂直加料的方式，以便使制品各方向之強(qiáng)度一致和收縮一致。同時(shí)每一制品只宜放置一個(gè)質(zhì)量與制品相同的料團(tuán)，如使用多個(gè)料團(tuán)，則料團(tuán)間的流動(dòng)匯集點(diǎn)會(huì)形成明顯的熔接線，該區(qū)的強(qiáng)度大大低于制品的其他部分。

    由于BMC具有良好的流動(dòng)性，固化過(guò)程中又無(wú)揮發(fā)物產(chǎn)生，因而不需使用很高的成型壓力就可使物料充滿模腔，完成固化過(guò)程。對(duì)某些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的制品，只需0.7Mpa的壓力就可成型，但是一般采用的成型壓力范圍3.5~14Mpa。使用較高的成型壓力對(duì)加快成型速度有一定的好處，它可使多余的物料溢出，并產(chǎn)生精確的、填充良好的制品。但壓力過(guò)高有時(shí)也會(huì)因溢料嚴(yán)重而造成脫模困難，某些配方，壓力過(guò)高，還會(huì)引起粘模。

    BMC的成型溫度一般為110~170℃，成型溫度的高低與BMC的固化速度、制品的復(fù)雜程度、收縮控制、流動(dòng)條件等有關(guān)。欲快速固化可提高成型溫度，如制品形狀復(fù)雜，為保證料流有足夠的時(shí)間充滿模腔的各個(gè)角落，成型溫度宜低些。有時(shí)為了使制品選擇性粘模，可調(diào)正上、下模溫差，但一般不超過(guò)10℃。

    制品的固化時(shí)間與物料的固化速度有關(guān)，也與制品厚度。成型溫度有關(guān)。制品越厚，則所需的固化時(shí)間越長(zhǎng)。扁平制品，一般要在模具內(nèi)實(shí)現(xiàn)充分的固化。但是，一般制品為縮短在壓機(jī)模具組合內(nèi)的時(shí)間，經(jīng)常采用后處理工藝[7]。

  通用型和低收縮型BMC的典型工藝參數(shù)是：

  成型壓力 3.5~7Mpa

  成型溫度 132~177℃

  保溫時(shí)間 45s

  當(dāng)制品完全固化后，可以脫模。

 

   注射成型與模壓成型相比較，它的成型周期比模壓成型短且質(zhì)量也更好，成本也低。主要原因在于它在注射成型過(guò)程中，BMC料在模具內(nèi)可以有效的分配，它可以使用多槽模具，不用像模壓成型那樣去花費(fèi)很大精力在稱量和在加料上。但是BMC注射成型制品的強(qiáng)度通常情況下沒(méi)有模壓成型制品的強(qiáng)度高[26]。

 

   BMC經(jīng)料斗進(jìn)入具有一定溫度的料筒中受熱軟化，并隨料筒溫度的升高 和螺桿旋轉(zhuǎn)或柱塞推進(jìn)而不并斷受到剪切，且與料筒壁摩擦生熱而使BMC進(jìn)一步塑化成粘流狀態(tài)，然后在螺桿或柱塞的推動(dòng)不經(jīng)噴嘴和流道注射進(jìn)高溫模具中，粘度急劇增加，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間的保溫、固化，開(kāi)模取件。從BMC人料筒至出料筒過(guò)程中，BMC在發(fā)生物理變化的同時(shí)又發(fā)生緩慢的化學(xué)變化。而從噴嘴注入高溫模腔后，則發(fā)生固化反應(yīng)，形成玻纖增強(qiáng)，填料填充的網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)。

   BMC注射成型的基本工藝過(guò)程：（1）加料，料筒中必須充滿BMC；(2)合模；（3）注射；（4）保壓，保溫固化；（5）開(kāi)模；（6）取件。

 

   為使BMC注射成型有更高的效率和更好的產(chǎn)品質(zhì)量理想的強(qiáng)度，一方面必須在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制3個(gè)重要參數(shù)：注射壓力，注射時(shí)間和模具溫度。另一方面，對(duì)原材料也要有特殊的要求，如玻璃纖維的破損，玻璃纖維的取向和樹脂的分類。

   注射成型條件控制：

   BMC通常僅需要非常低的注射壓力，一般范圍為28~35MPa料筒的溫度要盡可能保持得低一點(diǎn)，一般控制在20~60℃范圍內(nèi)。而模具壓力溫度要高一點(diǎn)，一般控制在135~160℃。注射速度控制在1~7/s。操作條件控制不好會(huì)影響制品的機(jī)械性能，注射速度越快，纖維取向更為嚴(yán)重，玻璃纖維的破損也在一定程度上與注射速度有關(guān)。

   注射機(jī)和模具設(shè)計(jì)對(duì)注射成型產(chǎn)品的影響：

  （1）注射機(jī)對(duì)注射成型產(chǎn)品的影響

   注射機(jī)主要有螺桿式注射機(jī)和柱塞式注射機(jī)。柱塞式注射機(jī)對(duì)纖維的機(jī)械損傷小，但是空氣不易排出，所以它的產(chǎn)品外觀質(zhì)量不如螺桿式注射機(jī)的制品。螺桿式注射機(jī)成型效率高，制品質(zhì)量好，但是它對(duì)纖維的機(jī)械損傷比較大[23]。

 （2）模具設(shè)計(jì)對(duì)注射成型產(chǎn)品的影響[5]

   BMC材料強(qiáng)度主要在注口和流道中受到損傷，所以，在布局設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)特別注意注口和流道的設(shè)計(jì)。澆口和流道對(duì)BMC制品的強(qiáng)度影響如下：