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1、常用塑膠知識(shí)一 概述一種塑料注塑制品的成功開(kāi)發(fā)強(qiáng)烈地依賴于塑料材料、制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和加工工藝這四方面的復(fù)雜關(guān)系,這四個(gè)結(jié)構(gòu)模塊中的每一個(gè)都影響著制品的設(shè)計(jì)和注射成型制品的性能,故塑料制品開(kāi)發(fā)中必須考慮這四個(gè)模塊之間的相互作用。因此,開(kāi)發(fā)工作最好由四個(gè)領(lǐng)域中具有專長(zhǎng)的人員共同努力完成。在制品設(shè)計(jì)的初期階段,工藝工程師和模具設(shè)計(jì)師的合作可避免許多加工中的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和注塑模擬技術(shù)在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中也可起到重要的幫助作用。通過(guò)使用注塑模擬分析,一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的分析師可以估計(jì)出由于設(shè)計(jì)引起的許多工藝性問(wèn)題。材料的選擇:選擇材料時(shí)首先提出材料規(guī)格清單。主要為那些不能被制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變化所影響的特性。如

2、:抗化學(xué)性、可著色性、透明性和耐熱耐候性等;再提出材料的選項(xiàng),主要是那些看來(lái)似乎符合應(yīng)用條件,但可能被制品的設(shè)計(jì)所影響的材料特性。這通常是一些力學(xué)性能,如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、模量。材料的選擇應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面:1)力學(xué)性能;2)適應(yīng)環(huán)境;3)磨損(耐用性);4)制品的生產(chǎn)工藝;5)特殊性能/要求(光學(xué)方面、潤(rùn)滑性能等);6)成本。材料費(fèi)用的考慮:當(dāng)確定了滿足要求的材料后,需要充分考慮制品性能和材料成本的關(guān)系(性價(jià)比)。如有一個(gè)產(chǎn)品采用HDPE和PA+GF都能滿足制品性能要求,每一噸PA+GF的價(jià)格遠(yuǎn)高于HDPE,但因?yàn)槟猃埍贖DPE具有更高的模量,因此用尼龍?jiān)O(shè)計(jì)的制品壁厚要比HDPE制品壁厚更

3、薄,這樣會(huì)減少材料的用量和所需的冷卻時(shí)間。這兩項(xiàng)費(fèi)用會(huì)降低模塑制品的費(fèi)用。因此必須經(jīng)過(guò)專業(yè)和有經(jīng)驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行充分的評(píng)估分析。如進(jìn)一步分析材料的成本費(fèi)用還需分析到其對(duì)制品成型周期的影響,包括充模、保壓、冷卻、頂出的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),薄壁將減少塑件的充模、保壓和冷卻時(shí)間,通常所用材料和冷卻時(shí)間占一個(gè)塑料制品的成本的70%以上。二、汽車上常用熱塑性塑料性能表2-1常用熱塑性塑料使用性能塑料名稱性 能用 途軟聚氯乙烯(SPVC)伸長(zhǎng)率大,力學(xué)強(qiáng)度、耐腐蝕性,電絕緣性均低于硬聚氯乙烯,且易老化,軟質(zhì)的PVC由于增塑劑的遷移,表面層易脫落,故在涂裝、印刷和黏結(jié)時(shí)應(yīng)予以注意。汽車內(nèi)裝表皮(有被TOP和TPO

4、取代的趨勢(shì))聚乙烯(PE)耐腐蝕性、電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化、輻照改性,在常溫下沒(méi)有溶劑可以溶解,60能耐大多數(shù)溶劑,超過(guò)70時(shí)受脂肪烴、芳烴和氯代烴強(qiáng)烈腐蝕,更高溫度時(shí)會(huì)溶解;濃H2SO4和濃HNO3可以慢慢侵蝕。分子中不含極性基團(tuán),介電性能優(yōu)良,且不受高濕或侵水條件的影響。透濕率低,O2、CO2等氣體透過(guò)率大,有機(jī)蒸氣的透過(guò)率較大,易積累靜電。外裝件:如燃油箱、擋泥襯板、汽油濾清器殼套等(主要用HDPE、LDPE)內(nèi)裝件:空氣導(dǎo)管、蓋板、柱套、風(fēng)扇護(hù)罩、行李箱襯里等(主要用HDPE、LDPE)底盤件:空氣導(dǎo)管、蓄電池、制動(dòng)液儲(chǔ)罐、清洗液罐等(主要采用HDPE)聚丙烯(PP)

5、比重小,強(qiáng)度、剛性、硬度、耐熱性均優(yōu)于HDPE,耐熱溫度高:可在100左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性,室溫下幾乎不溶解在任何溶劑中,不受無(wú)機(jī)鹽類水溶液、無(wú)機(jī)酸類、堿類影響,但會(huì)受鹵素、發(fā)煙硫酸及其他強(qiáng)氧化劑的侵蝕,芳香烴、氯代烴會(huì)使其溶脹,高溫時(shí)更顯著。良好的高頻絕緣性,不受濕度影響,但低溫變脆,不耐磨,易老化。外裝件:保險(xiǎn)杠、散熱器格柵(卡車)等;內(nèi)飾件:各種裝飾件及立柱、儀表板、控制箱、散熱器風(fēng)扇、轉(zhuǎn)向柱護(hù)罩、雜物箱、蓄電池盒等。聚苯乙烯(PS)電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,無(wú)色透明,透光率僅次于有機(jī)玻璃,著色性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性良好,機(jī)械強(qiáng)度一般,但性脆,易產(chǎn)生應(yīng)力碎裂,不耐苯、汽油等

6、有機(jī)溶劑。適于制作絕緣透明件、裝飾件及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等零件。苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)沖擊強(qiáng)度比聚苯乙烯高,耐熱、耐油、耐腐蝕性好,彈性模量為現(xiàn)有熱塑性塑料中較高的一種,并能很好地耐某些使PS應(yīng)力開(kāi)裂的溶劑。廣泛用來(lái)制作耐油、耐熱、耐化學(xué)腐蝕的零件及電訊儀表的結(jié)構(gòu)零件。苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)綜合性能較好,沖擊韌性、力學(xué)強(qiáng)度較高,尺寸穩(wěn)定,耐化學(xué)性、電性能良好;易于成型和機(jī)械加工,與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,可作雙色成形塑件,且表面可鍍鉻。外飾件:格柵(高抗沖電鍍型)、燈殼、標(biāo)志裝飾、支架等內(nèi)飾件:儀表罩、CD機(jī)罩、開(kāi)關(guān)、旋鈕、立柱、風(fēng)口等聚酰胺(PA)韌性好、耐磨,耐疲勞,耐

7、油,氣體的阻隔性好,但吸水大,不耐強(qiáng)酸、氧化劑和強(qiáng)堿。PA6彈性好,沖擊強(qiáng)度高,吸水性較大;PA66強(qiáng)度高,耐磨性好;PA610與PA66相似,但吸水性和剛性都較??;PA1010半透明,吸水性較小,耐寒性較好。適于制作一般零件、減摩耐磨零件,以及化工、電器、儀表等零件。聚甲醛(POM)綜合性能良好,強(qiáng)度、剛性高,抗沖擊、疲勞、蠕變性能較好,減摩耐磨性好,吸水小,尺寸穩(wěn)定性好,但熱穩(wěn)定性差,易燃燒,長(zhǎng)期在大氣中暴曬會(huì)老化。適于制作減磨、傳動(dòng)零件如汽車升降機(jī)械裝置、安全帶扣、把手、門鎖齒輪等聚碳酸脂(PC)突出的沖擊強(qiáng)度,較高的彈性模量和尺寸穩(wěn)定性。無(wú)色透明、著色性好,耐熱性比尼龍和聚甲醛高,抗蠕

8、變和電絕緣性較好,自潤(rùn)性差,易應(yīng)力開(kāi)裂,高溫易水解。適于制作儀表零件、絕緣透明件和耐沖擊零件。表2-2常用熱塑性塑料加工性能塑料名稱成型特性PS1.無(wú)定形料,吸濕性小,不易分解,性脆易裂,熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。2.流動(dòng)性較好,溢邊值0.03mm左右。3.塑件壁厚應(yīng)均勻,不宜由嵌件,(如有嵌件應(yīng)預(yù)熱),缺口、尖角各面應(yīng)圓滑連接4.脫模斜度宜取2°以上,頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開(kāi)裂、變形,可用熱流道系統(tǒng)。PE1.流動(dòng)性極好,溢邊值0.02mm左右,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感。2.冷卻速度慢,因此必須充分冷卻,易設(shè)冷料井,模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。3.收縮率范圍大,收縮大,取向明顯,易變形翹曲

9、,結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大。4.不宜用直接進(jìn)料口,易增大內(nèi)應(yīng)力或產(chǎn)生收縮不均,取向明顯,變形增大,應(yīng)注意選擇進(jìn)料口位置和數(shù)量,防止產(chǎn)生縮孔,翹曲變形。5.軟質(zhì)易脫模,塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。PP1.結(jié)晶性料,吸濕性小,流動(dòng)性極好,溢邊值0.03mm左右。2.成型收縮范圍大,收縮率大,易發(fā)生縮孔、凹痕、變形,取向性強(qiáng)。3塑件應(yīng)壁厚均勻,避免缺口、尖角,以防止應(yīng)力集中。改性有機(jī)玻璃1.無(wú)定形,吸濕大,不易分解。2.質(zhì)脆、表面硬度低。3.流動(dòng)性中等,溢邊值0.03mm左右,易發(fā)生填充不良、縮孔、凹痕和熔接痕。4.宜取高壓、高料溫、模溫,可增加流動(dòng)性,降低內(nèi)應(yīng)力、取向,改善透明性及強(qiáng)度

10、。5.模具澆注系統(tǒng)應(yīng)對(duì)材料流阻力小,脫模斜度應(yīng)大,頂出均勻,表面光潔度應(yīng)好,排氣良好。PA1.熔點(diǎn)較高,熔融溫度范圍窄、熱穩(wěn)定性差,料溫超過(guò)300,滯留時(shí)間超過(guò)30min易分解。2.較易吸濕,成形前應(yīng)預(yù)熱干燥,含水量不得超過(guò)0.3%,吸濕后流動(dòng)性下降,易出現(xiàn)氣泡,銀絲等弊病,高精度塑件應(yīng)經(jīng)調(diào)濕處理,處理后發(fā)生尺寸脹大。3.流動(dòng)性極好,溢邊值一般為0.02mm,易溢料,要發(fā)生“流涎現(xiàn)象”,用螺桿式注塑機(jī)時(shí)噴嘴宜用自鎖式結(jié)構(gòu),并應(yīng)有加熱,螺桿應(yīng)帶止回環(huán)。5.模具溫度低易產(chǎn)生收縮、結(jié)晶度低等現(xiàn)象,對(duì)要求伸長(zhǎng)率高、透明度高、柔軟性好的薄壁塑件宜用低模溫,對(duì)要求硬度高、耐磨性好,以及在使用時(shí)變形小的厚壁

11、塑件宜取高模溫。6.塑件壁不宜取厚,并應(yīng)均勻,脫模斜度不宜取小,尤其對(duì)厚壁及深高塑件更應(yīng)取大。PC1.無(wú)定形塑料,熱穩(wěn)定性好,成型溫度范圍寬,超過(guò)330才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解。2.吸濕性小,但水敏性強(qiáng),含水不得超過(guò)0.2%,否則出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。3.流動(dòng)性差,溢邊值為0.06mm左右,流動(dòng)性對(duì)溫度變化敏感,冷卻快。4.成型收縮小,如成形條件適當(dāng),塑件尺寸可控制在一定公差范圍內(nèi),塑件精度高。5.塑件壁不宜取厚,應(yīng)均勻,避免尖角、缺口及金屬嵌件造成應(yīng)力集中,脫模斜度宜取2°6.模溫對(duì)塑件影響很大,模溫低則收縮率、伸長(zhǎng)率、抗沖擊強(qiáng)度大,抗彎、抗壓、抗張強(qiáng)度低。模溫太高則塑件冷卻慢,成型周期長(zhǎng),易變形粘模,脫模困難。POM1.熱敏強(qiáng)極易分解,溢邊值為0.04mm左右,流動(dòng)性對(duì)溫度不敏感但對(duì)注射壓力敏感。2.摩擦系數(shù)低,彈性高,淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模,塑件表面可帶有皺紋花樣,但易產(chǎn)生表面缺陷,如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。3.模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小,進(jìn)料口宜小,應(yīng)盡量避免死角積料。ABS1.吸濕性強(qiáng),含水量應(yīng)小于0.3%,必須充分干燥,要求表面光澤的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。2.流動(dòng)性比PVC、PC好,但比PS、AS差,溢邊值為0.04mm左右,模具設(shè)計(jì)和注塑時(shí)要避免應(yīng)力引起的白痕,(熱水中可以消除)脫模斜度

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