塑料加工新技术———挤胀成型
   挤胀成型是1种塑性成型方法，其基本过程是：预成型的管坯在
组合外力的作用下沿径向向外扩张，通过塑性变形形成与模具型腔相
一致的制品。
挤胀成型方法研究始于20世纪40年代的金属成型加工领域，其在金
属加工领域得到工业化应用也不过十多年的时间，而现在挤胀成型方
法生产的产品在汽车、航空航天、电工电子、医疗卫生、市政工程等
各行业得到了非常广泛的应用，并在不断地将应用领域扩大到其他行
业。
挤胀成型技术在塑料加工方面的应用几乎没有研究报道，北京化工大
学的朱复华教授首先提出塑料挤胀成型方法，何亚东等人在自行设计
的塑料挤胀成型实验机上进行了有关塑料挤胀成型的理论和实验研
究，目前该方法已经获得国家发明专利授权。
挤胀成型技术是1种关于聚合物材料固态成型的新思路，对这种成型
方法进行研究，有可能推动这种技术走向应用，成为1种有潜力的新
的聚合物成型方法。
　　　一、成型过程
　　　　以塑料三通成型过程为例，对塑料的挤胀成型过程做一下简
要介绍。
将管坯放入模具并在管坯内填入胀形介质；对管坯及其内部的胀形介
质施加挤压力，使管坯材料在一定的应力状态下变形并流向其径向的
模腔自由空间；管坯在胀形介质产生的内压作用下不断变形，得到与
模腔形状相同的制件；外力撤消后，胀形介质恢复原状或散开，从制
品内部取出。
胀形介质的作用是将挤胀杆施加的压力均匀连续地传递到管坯内表
面，使管坯在稳定的载荷条件下发生变形。胀形介质可采用的材料有
刚性体、液体及弹性体。另外，石蜡、低熔点合金等塑性介质也可用
于挤胀成型。
    挤胀成型工艺所需设备应可提供挤压力、反压力和压模力。
二、几种塑料成型方法比较
    旋转模塑  可用于生产各种容器类制品，适合生产大型、特大型、
多品种小批量以及形状复杂的中空制品，在塑料加工行业获得广泛的
应用。但是，这种成型方法不适合加工非轴对称制品，存在能耗较大、
成型周期长、劳动强度大及制品尺寸精度较差等问题。
    注塑成型  几乎可成型任何形状的制品，在塑料制品成型中的应
用更加广泛，具有高速、高效和高质量等特点。这种成型方法也存在
一定局限，如设备和模具结构复杂，投资较大，不适合中小批量生产；
成型细口或中空制品困难，尤其是大型中空制品，质量不易保证；由
于涉及熔融塑化和保压冷却等过程，生产过程中能耗较大。
    吹塑成型  可成型各种容器类及复杂的异型中空产品，制品在包
装、汽车等领域获得广泛应用。但这种成型方法只适合生产薄壁制品，
制品壁厚均匀性较难保证，局限性类似于注塑成型，即适合较大批量
生产，能耗较大。
    挤胀成型  主要适用于加工细口制件或一些较复杂的中空制品，
具有以下优点：成型设备相对简单，投资低；模具结构简洁，造价低；
被加工材料不产生相变，成型过程通常在较低温度下进行，能耗少；
对制品断面尺寸适应性强，适于生产断面尺寸相差较大的制品；控制
系统比较简单，工艺控制十分灵活；能充分利用挤出制型坯的高生产
率和低成本；可制造其他方法难以成型的较复杂薄壁零件；生产批量
较小情况下，能大幅度降低生产成本。
三、意义和应用前景
塑料挤胀成型可以用于成型各种特殊形状的制品，与目前常规的塑料
成型方法相比，这种方法具有很大的优势，可以用于管件成型、异型
板材制品、中空型零件等的成型。而且挤胀成型采用挤出成型制造的
型坯，保证了塑料挤胀成型具有广泛且经济的坯料来源。
    另外，一些特殊的工程塑料如聚四氟乙烯（PTFE）、超高分子量
聚乙烯（UHMWPE）等粘度非常高，其管道制品尚可采用螺杆挤出或柱
塞推压的方法成型，但这些材料无法采用注塑成型加工，一般其管件
均采用压制烧结方法成型，效率低下，产品质量无法保证，而塑料挤
胀成型可以为这些管道加工管件制品，满足实际的使用要求。
    因此，塑料挤胀成型方法的开发将对丰富塑料成型方法种类和推
动塑料加工技术的进步具有非常重要的意义。（何亚东 朱复华）