塑料的工艺性设计
塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性
塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性塑料成型工艺主要有注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、压塑成型等。
注塑成型是通过在注塑机加热并熔化塑料，然后通过射出装置将熔化塑料注入模具腔中，随后冷却硬化成型的方法。
这是最常用、最广泛应用的塑料加工方法之一、挤塑成型是通过从挤出机中将熔化后的塑料挤出成型，逐步冷却硬化的方法。
吹塑成型是通过将熔化的塑料吹入膨胀的模具腔中，并通过高压气体使其充分膨胀，最终形成所需的形状。
压塑成型是通过将熔化后的塑料放入模具中，并施加一定的压力，使其在模具中充分流动并冷却硬化。
在进行塑料制件的结构设计时，首先要考虑制品的功能要求和使用要求。
基于这些要求，需要选择适合的塑料材料，并设计合适的结构形式和尺寸。
在设计结构时，需要考虑制品的强度、刚度、韧度、耐热性、耐候性等性能要求，并选择合适的结构形式来满足这些要求。
例如，对于要求强度和刚度较高的制品，可以采用加强筋、壁厚增加等方法来增强结构的强度和刚度。
对于要求耐热性较高的制品，可以采用具有较高耐热性的塑料材料，或者采用增加空气孔洞、降低制品厚度等方法来改善结构的耐热性。
在制造过程中，还需要考虑塑料制件的工艺性。
工艺性是指在制造过程中，塑料制件的形状和尺寸的复杂程度，以及制造工艺的难易程度。
一般来说，制造过程中，塑料制件的形状和尺寸越简单，工艺性越好；相反，形状和尺寸越复杂，工艺性越差。
因此，在进行结构设计时，需要尽量简化制品的形状和尺寸，减少材料的浪费，并提高制造的效率和质量。
此外，还需要考虑到塑料的收缩性和变形性。
塑料在冷却过程中会发生收缩，导致制品的尺寸变小。
因此，在设计结构时，需要根据塑料材料的收缩性进行适当的补偿，以保证制品的尺寸符合要求。
在制造过程中，还需要考虑到塑料的变形性，避免塑料制件在制造过程中因为受到应力而产生变形。
总之，塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性是塑料制品生产过程中不可忽视的重要因素。
通过合理选择成型工艺和进行结构设计，可以有效地提高制品的质量，降低成本，满足用户需求。
第一章：塑料成型工艺设计
（四）聚合物的热力学性能和成型加工适应性 聚合物在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态： 聚合物在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态：
Tb ：称脆化温度 Tg: 玻璃化温度 Tf: 粘流化温度 Td: 热分解温度
常温下玻璃态的典型材料：有机玻璃、聚乙烯； 常温下玻璃态的典型材料：有机玻璃、聚乙烯； 常温下高弹态的典型材料：橡胶； 常温下高弹态的典型材料：橡胶； 常温下粘流态的典型材料：环氧树脂（ 常温下粘流态的典型材料：环氧树脂（如胶黏剂 等）。
图1-8 聚合物熔体 在管道入口区和出 口区的流动
（五）聚合物的黏性流动 3．聚合物熔体在模内的流动现象 ．
（2）失稳流动和熔体破裂 ）
失稳流动： ① 失稳流动：假塑性聚合物熔体在极高 的剪切作用下，大分子链会被拉直， 的剪切作用下，大分子链会被拉直，继 续变形就会呈现很大的弹性性质， 续变形就会呈现很大的弹性性质，熔体 将陷入弹性紊乱状况， 将陷入弹性紊乱状况，各点流速将相互 干扰，这种现象称为失稳流动。 干扰，这种现象称为失稳流动。 熔体破裂： ② 熔体破裂：聚合物熔体在失稳状态下 通过模内流道后，将变得粗细不均、没有 通过模内流道后，将变得粗细不均、 光泽，表现出粗糙的鲨鱼皮状。 光泽，表现出粗糙的鲨鱼皮状。 此时，如继续增大剪切力，熔体将呈波浪、 此时，如继续增大剪切力，熔体将呈波浪、 足片形等，更严重时，断裂成碎块， 足片形等，更严重时，断裂成碎块，这种 现象称为熔体破裂。 现象称为熔体破裂。
引起流动变形的能力， 引起流动变形的能力， Pa·s
（五）聚合物的黏性流动 1．黏度与剪切稀化效应 ． 大部分聚合物） （2 ）非牛顿流体（大部分聚合物）：
流变方程式为 :
－
－
ηa
塑料成型工艺与模具设计
采用新型螺杆设计、优化口模结构等 方法，提高制品尺寸精度和表面质量。
05
模具设计的创新与实践
智能化模具设计
1
智能化模具设计是指利用先进的信息技术、人工 智能和大数据分析，实现模具设计的自动化、智 能化和精细化。
2
通过智能化设计，可以大大提高模具设计的效率 和精度，减少人工干预和误差，降低生产成本， 提高产品质量。
案例概述
本案例介绍了智能化技术在塑料成型工 艺与模具设计中的应用，以提高模具设
计的效率和精度。
快速原型制造
采用3D打印技术制作模具原型，缩短 了模具制作周期，降低了试模成本。
智能化技术应用
采用计算机辅助设计（CAD）软件进 行模具设计，利用仿真技术预测制品 成型过程和优化模具结构。
数据分析与优化
通过收集生产数据，分析制品缺陷和 模具问题，进一步优化模具设计和工 艺参数。
工艺特性要求
塑料成型工艺的特性决定了模具 设计的结构和尺寸，例如模具的 型腔、浇注系统、冷却系统等。
材料选择
塑料成型工艺对材料的要求也影 响了模具设计的选择，例如模具 材料的耐热性、耐磨性、耐腐蚀 性等。
模具设计对塑料成型工艺的制约
模具容量
模具的容量决定了能够成型的塑料制 品的大小和复杂程度。
模具温度控制
新材料选择
选用聚碳酸酯（PC）作为替代传统 聚乙烯（PE）的材料，具有更好的 强度、耐热性和透明性。
模具设计调整
针对新材料的特点，优化了模具结构 设计，如增加热流道、改进冷却系统 等。
工艺参数优化
根据新材料的特性，调整了注射温度、 注射压力、模具温度等工艺参数，提 高了成型效率和制品性能。
智能化模具设计实践案例
水杯的塑件结构工艺性分析
水杯的塑件结构工艺性分析
针对水杯的塑件结构，其工艺性分析主要包括以下几个方面：
1.材料选择：水杯塑料件的材料选择对工艺性影响很大，要考虑其熔体流动性、热稳定性、耐久性等特性。
通常选择聚乙烯、聚丙烯、ABS、PVC等塑料材料。
2.模具设计：水杯塑件的模具设计要考虑到结构复杂程度、尺寸精度、成型效率等因素，以确保生产出的产品具有稳定的尺寸和质量。
同时，设计时还要注重模仁布置、冷却系统等工艺细节。
3.注塑工艺：注塑工艺参数包括模温、射出速度、射出压力、保压时间等。
不同的塑料材料和产品要求会对这些参数产生影响，需要根据实际情况进行调整以保证质量和速度。
4.后处理工艺：水杯塑件在成型后需要进行后处理，包括精修、气孔处理、油漆喷涂等环节。
这些工艺都需要有相应的技能和经验，对于成品质量和外观效果的影响也很大。
总之，对于水杯塑件结构工艺性的分析需要综合考虑材料、模具设计、注塑工艺和后处理等多个方面。
这些因素的优化与协调可以大大提高产品的生产效率和质量，降低不良率和生产成本。
塑料成型的工艺性能
塑料成型的工艺性能
1.2热固性塑料成型的工艺性能
溢料间隙/mm '0. 03
0. 03〜0. 05 0. 05〜0. 08
表1-2常用塑料的流动性与溢料间隙
流动性等级
塑料类型
好
聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素
中等
改性聚苯乙烯、ABS、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯
差
聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚砜、聚苯醚
塑料成型的工艺性能
1.1热塑性塑料成型的工艺性能
塑料成型的工艺性能
1.2成型的工艺性能
➢ 影响热固性塑料收缩率的因素主要有原材料、模具结构、成型方法及成型工艺条件等。塑料中树脂和填料的种 类及含量，会直接影响收缩率的大小。当所用树脂在固化反应中放出的低分子挥发物较多时，收缩率较大；放 出低分子挥发物较少时，收缩率较小。在同类塑料中，填料含量多，收缩率小；填料中无机填料比有机填料所 得的塑件收缩率小，如有机填料（如木粉）的酚醛塑料的收缩率，就比相同数量无机填料（如硅粉）的酚醛塑 料收缩率大。
塑料成型的工艺性能
1.2热固性塑料成型的工艺性能
1.收缩性 同热塑性塑料一样，热固性 塑料也具有因成型加工而引 起的尺寸减小，其收缩率计 算方法与热塑性塑料相同。 产生收缩的主要原因有以下 几种。 1）热收缩 这是因热胀冷缩而引起的尺 寸变化。由于塑料线胀系数 比钢材大几倍甚至十几倍， 制件从成型加工温度冷却到 室温时，就会产生远大于模 具尺寸收缩量的收缩。它是 成型收缩中主要的收缩因素 之一。
塑料的成型工艺性能
(4)相溶性
• 相溶性：两种以上不同品种的塑料在熔融 状态下不产生相分离现象的能力。
不相溶塑料
混炼
制品分层
制品脱皮
• 利用相溶性可得到类似共聚物的综合性能，
(5)热敏性
• 相溶性：某些热稳定性差的塑料，在高温下受热 时间较长或浇口截面过小及剪切作用大时，料温 增高易发生变色、降解、分解的倾向。
硬聚氯乙烯
② 压力
注射压力
流动性
③ 模具结构
浇注系统形式 浇注系统尺寸 冷却系统设计 排气系统设计
(3)吸湿性 • 吸湿性：塑料对水的亲疏程度。
塑料的吸湿性
具有吸湿倾向或粘附水分倾向的塑料 吸湿或粘附水分极小的材料
• 具有吸湿或吸附水分的塑料，成型前应经过干燥， 使水分含量控制在0.5%～0.2%以下，并在成型 过程中保温，以防重新吸潮。
影响
塑件形状 是否预热
塑件壁厚 是否预压
硬化速度
• 硬化速度过快，难以成型结构复杂的塑件； • 硬化速度过慢，成型周期变长，生产率降低。
(5)水分及挥发物含量
成型时水分及挥发物含量过多
流动性增大 易产生溢料
成型周期长
• 措施：对物料进行预热干 收缩率大 燥处理、在模具中开设排 气槽、模具表面镀铬等 。 塑件易产生气泡
塑料成型工艺与模具设计
塑料的成型工艺性能
1. 热塑性塑料的工艺性能
(1)收缩性 • 塑料经成型冷却后发生了体积收缩的特性。
收缩率
单位长度塑件收缩量的百分数
收缩率
实际收缩率 计算收缩率
实际收缩率： 塑件在成型温度时的尺寸与室温时的尺寸之间的差别 实际收缩率： 室温时模具与塑件尺寸的差别
实际收缩率：
塑料制品的设计(强行脱模、表面质量)
塑胶制品结构的设计
一．制品结构工艺设计的原则：
1．在保证制品性能和使用要求的情况下，尽量选用价廉、且成型性能好的塑料；
2．力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；(内侧凹凸结构有两种情况可不用内行位：碰穿和强行脱模)
•注：关于强行脱模：
1）当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模；
2）可强行脱模的塑料有PE、PP、POM和PVC等；
三、制品的表面质量：
1、包括制造质量：型腔省模抛光，一般模具型腔粗糙度为
Ra0.02—1.25um,制品的粗糙度比模具型腔粗糙度低1-2级。
2、注塑质量：水花，蛇纹，熔接痕，顶白变形，黑斑，披锋、
凹痕等。
3、烤柒质量：
4、电镀质量：
5、丝印质量：
6、拉丝质量：
7、抛光质量：
8、汤金质量
9、贴纸质量
10、贴片
四．塑料制品的常见结构设计：
1．脱模斜度：
1）．不同塑料的脱模斜度不同，在不影响产品性能的情况下，脱模斜度尽量取较大值；
2）．脱模斜度不包括在公差范围之内；
3）．晒纹脱模斜度应取较大值，
一般为3°～9°；
4）．硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，收缩率大的塑料比收缩率小的脱模斜度大；
5）、制品高度越高，孔越深，为保证精度要求，脱模斜度宜取小一点；
6）、制品形状复杂难脱模时，脱模斜度要大一些；
7）、前模脱模斜度大于后模脱模斜度；
8）、配合精度要求越高，脱模斜度要越小；
9）、壁厚大的制品，脱模斜度可取较大值；机械性能强塑料，自润滑性塑料，脱模斜度可取小一些。
塑件成型工艺性分析
塑件成型工艺性分析首先，原料选择是塑件成型过程中非常重要的一步。
对于塑料制品的生产而言，选择合适的原料对成型工艺的稳定性和产品质量有着至关重要的影响。
选择原料时需考虑其熔融流动性、收缩性、耐热性、耐腐蚀性等性能，以确保成型过程能够顺利进行并获得符合要求的产品质量。
其次，模具设计是塑件成型的重要环节。
模具的设计直接关系到塑件成型的效果和质量，因此需要合理、准确地进行设计。
模具设计时需要考虑塑件的形状、尺寸、结构、壁厚等因素，以及模具的材料选择、模腔设计、冷却系统设计等。
同时，还需要通过模流分析等方法对模具进行验证，以确保模具设计的可行性和稳定性。
成型工艺参数的确定也是塑件成型过程中不可忽视的一环。
成型工艺参数直接影响到塑件的成型效果和质量。
成型工艺参数包括注射速度、注射压力、保压时间、冷却时间等。
通过合理地确定成型工艺参数，可以保证塑件在成型过程中能够充分填充模腔并得到均匀的冷却，避免出现热缩、翘曲、缩孔等缺陷，从而获得符合要求的产品。
此外，还需要进行成型工艺的经济性分析。
成型工艺的经济性主要包括成本和效益两方面的考虑。
成本包括原材料费用、设备运行费用、人工费用等，而效益则包括产能、质量等方面的考虑。
通过经济性分析可以评估成型工艺的投入产出比，对成型工艺进行改进和优化。
综上所述，塑件成型工艺性分析对于塑件成型过程中的可行性、稳定性和经济性具有重要意义。
通过合理地选择原料、设计模具、确定成型工艺参数以及进行经济性分析，可以提高塑件成型效率，提升产品质量，并减少成本，实现成型工艺的优化。
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塑料的工艺性设计
塑料材料的广泛应用使得人们越来越重视塑料的工艺性设计，因为好的工艺性设计可以提高制造效率和产品质量。
本文将从以下几个方面介绍塑料的工艺性设计。
一、塑料的成型工艺
塑料的成型工艺是指将塑料原料通过各种方式加工成所需形状的过程。
常见的成型工艺包括注塑、吹塑、挤出、压延等。
1.注塑成型
注塑成型是将熔融状态的塑料注入模具中，在模具中冷却成型的过程。
注塑成型是广泛使用的塑料成型工艺之一，适用于制造各种大小的塑料制品。
注塑成型需要考虑到原料的选型、模具设计、温度控制等因素。
2.吹塑成型
吹塑成型是将熔融状态的塑料注入模具中，然后通过气流将其吹到模具壁上形成所需产品的过程。
吹塑成型适用于制造大型、空心的塑料制品，如瓶子、桶等。
吹塑成型需要考虑到原料的选择、模具设计、吹气温度等因素。
3.挤出成型
挤出成型是将熔融状态的塑料通过挤出机挤出成任意形状的过程。
挤出成型适用于制造管状、板状或条状塑料制品。
挤
出成型需要考虑到原料的选择、挤出机的调节、模具设计等因素。
4.压延成型
压延成型是将熔融状态的塑料通过辊子进行压延，然后冷却成型的过程。
压延成型适用于制造薄板、薄膜等塑料制品。
压延成型需要考虑到原料的选择、辊子的调节、压延速度等因素。
二、塑料工艺性设计的考虑因素
塑料制品的工艺性设计需要考虑以下几个方面的因素。
1.原料的选择
塑料的种类繁多，不同的塑料具有不同的物理性质和化学性质，需要根据产品的使用要求选择适宜的塑料。
例如，高温塑料适用于制造高温环境下使用的产品，低温塑料适用于制造低温环境下使用的产品。
2.模具设计
模具的设计也是影响塑料制品质量的重要因素。
模具的尺寸、结构、材料等对制品的精度、大小、外观等产生影响。
因此，在模具设计时需要根据产品要求进行设计和改善。
3.温度控制
塑料的加工需要控制好加工温度，温度过高或过低都会影响制品的质量。
加工温度需要根据塑料的种类、成型工艺和模具结构等因素进行调整。
4.工艺流程控制
不同的塑料制品有不同的流程要求，需要严格控制各个环节的操作，保证每个步骤都符合要求。
工艺流程控制需要根据不同的产品要求进行调整和改善。
三、塑料工艺性设计的优势
好的塑料工艺性设计能够带来以下几个方面的优势。
1.提高制造效率
好的工艺性设计可以减少不必要的加工步骤和时间，提高制造效率。
例如，在注塑成型中，采用合适的模具结构，可以减少注塑时间，提高生产效率。
2.提高产品质量
好的工艺性设计可以保证产品尺寸精度、外观质量、机械强度等方面的要求。
例如，在挤出成型中，调整挤出机的速度和温度，可以使制品尺寸更加稳定，提高产品质量。
3.降低生产成本
好的工艺性设计可以降低生产成本。
例如，在吹塑成型中，采用合适的模具结构和吹气温度，可以减少原材料的使用量，从而降低生产成本。
四、结论
塑料工艺性设计是塑料制品生产中不可或缺的环节。
好的工艺性设计可以提高制造效率、提高产品质量、降低生产成本。
因此，需要加强对塑料工艺性设计的研究和应用，促进塑料制品产业的发展。