工业设计材料与工艺-塑料
产品设计材料与工艺
压缩空气如何成型
压缩空气成型也成气压成型或加压成型。它是依靠空气压缩机将受热软化的塑料板(片)材加压、拉伸
，使其紧贴在模具表面，冷却定型后成为制品的成型方法。1.单阳模成型将已预热好的板(片)材快速压 紧后，由9通人压缩空气，将板(片)材预成型．并使成型深度超过阳模6的高度．再用柱塞8从预成型板( 片)材下面升起阳模。冷却后，预成型板(片)材便紧包在阳模上．成为最后形状。这种办法可减少壁厚
⑹、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°～5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度
而定。皮纹深度越深，脱模斜度应越大。 ⑺、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°～3°。 ⑻、取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为准，符合
图样，斜度由缩小方向取得。
⑼、一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内。 ⑽、外壳面脱模斜度大于等于3°。除外壳面外，壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。特 别的也可以按照下面的原则来取:低于3mm高的加强筋的脱模斜度取0.5°，3～5mm取1°，其余取 1.5°；低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5°，3～5mm取1°，其余取1.5°。
注射成型如何成型
注射成形也称注塑成形，是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中，并固化得
到各种塑料制品的方法。几乎所有的热塑性塑料（氟塑料除外）均可采用此法，也 可用于某些热固性塑料的成形。注射成形占塑料件生产的 30%左右，它具有能一次 成形形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点；但设备和模具费用较高，主要用于 大批量塑料件的生产。 注射成形机常用的有柱塞式和螺杆式两种，右图为螺杆式注射成形示意图。注射成 形原理:将粉粒状原料从料斗加入料筒，柱塞推进时，原料被推入加热区，继而经过 分流梭，通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中，冷却后开模即得塑料制品。注塑料制件 从模腔中取出后通常需进行适当的后处理，以消除塑料制件在成形时产生的应力、 稳定尺寸和性能。此外，还有切除毛边和浇口、抛光、表面涂饰等。
05 建筑装饰材料与施工工艺(塑料)
常见PVC塑料地板的种类
1.单色PVC块材地板
以PVC为主要材料，硬质或半硬质塑料地板。 其中常用的填充料为碳酸钙、硅灰石、石膏。 PVC单色块材地板的特点为：硬度较大，脚感略有弹性，行走无噪声；单
层型的不翘曲，但多层型翘曲性稍大；耐凹陷、耐沾污 。
PVC单色块材地板按其结构可分为以下三个品种: (1)单层均质型 (2)复合多层型 (3)石英加强型
（4）异型管材主要用作塑料门窗及楼梯扶手等。 （5）管材主要用作给排水管道系统。 （6）泡沫塑料主要用作绝热材料。 （7）模制品主要用作建筑五金、卫生洁具及管道配件。
塑料概述
塑料的应用
（8）复合板材主要用作墙体、屋面、吊顶材料。 （9）盒子结构主要由塑料部件及装饰面层组合而成，用作卫生间、
厨房或移动式房屋。
塑料概述
塑料的组成
塑料是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填料、增塑剂、 固化剂、着色剂及其他助剂等经加工而成的材料。 合成树脂主要是由碳、氢和少量的氧、氮、硫等原子以某种化学键
结合而成的有机化合物。合成树脂是塑料的主要组成材料，其质量占塑
料的30%～60%。它决定塑料的硬化性质和工程性质。 合成树脂按生成时化学反应的不同，可分为聚合树脂和缩聚树脂； 按受热时性能变化的不同，又可分为热塑性树脂和热固性树脂。
超强防滑 防火阻燃 防水防潮
花色品种繁多
导热保暖 保养方便 绿色环保
塑料地板
塑料地板的结构
PVC印花发泡卷材地板结构
1- pvc透明面层； 2- 印刷油墨；
3- 发泡pvc;
4- 底层； 5- pvc打底层； 6- 玻璃纤维毡
塑料地板
塑料地板的结构
超轻超薄 超强耐磨
高弹性和抗冲击
产品设计材料与工艺概述
产品设计材料与工艺概述产品设计是将创意和理念转化为实际产品的过程，其中材料选择和工艺应用是非常重要的环节。
本文将对产品设计中的材料与工艺进行概述。
一、材料选择材料选择是产品设计的基础，直接关系到产品的性能、外观、质量等方面。
在选择材料时，需要考虑以下几个因素：1.1 功能性材料的功能性是产品设计中最重要的因素之一。
不同的产品对材料的功能要求不同，如耐热、耐腐蚀、耐磨损等。
设计师需要根据产品的具体功能需求选择合适的材料。
1.2 可加工性材料的可加工性是指材料在生产加工过程中的可塑性、可变形性、可切割性等。
设计师需要选择易于加工的材料，以便在制造过程中实现设计的要求。
1.3 成本成本是产品设计中不可忽视的因素之一。
不同的材料价格差异很大，设计师需要在满足产品要求的前提下，选择成本适中的材料，以确保产品的竞争力。
1.4 环境友好性环境友好性是现代产品设计中越来越重要的考虑因素。
设计师需要选择对环境影响较小的材料，如可回收利用的材料、低污染的材料等。
二、工艺应用工艺应用是将设计理念转化为实际产品的过程，通过不同的工艺方法对材料进行加工，实现产品的制造。
以下是常见的工艺应用：2.1 注塑成型注塑成型是将熔融的塑料注入模具中，通过冷却固化得到所需形状的产品。
注塑成型工艺广泛应用于塑料制品的生产，具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
2.2 铸造铸造是将熔融金属注入到铸型中，通过冷却凝固得到所需形状的产品。
铸造工艺适用于金属制品的生产，具有生产周期短、成本相对较低等优势。
2.3 焊接焊接是将两个或多个材料通过加热或施加压力使其熔合在一起的工艺。
焊接工艺广泛应用于金属制品的加工和制造，具有连接牢固、成本较低等特点。
2.4 喷涂喷涂是将涂料喷洒在产品表面的工艺，用于提供产品的外观装饰和保护。
喷涂工艺应用广泛，可实现丰富多样的外观效果，并能提供产品的耐腐蚀和耐磨损性能。
2.5 机械加工机械加工是通过机床对材料进行切削、成型等加工过程，实现产品的制造。
塑料-材料讲解
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超声波盲人拐杖UltraCane
• 一家英国企业Sound Foresight，专门为盲人开发 出一种创新旳全用塑料制成旳 拐杖，并命名为UltraCane。
这种拐杖能发射超声波，遇到 障碍物时会反射回来“告知” 装在拐杖上旳一种按钮，以提 醒盲人障碍物旳位置。
• 拐杖全部用塑料制造：主要构 造零件使用了ABS和PC混合 制造；拐杖手把使用了TPE材 料，为使用者提供了舒适旳手 感；而拐杖底部旳探测器则采 用PA材料。
本较低、耐热性好、材质透明、重 量轻、不易破损，环境保护适应性 好等优点。BOPP耐热性旳提升是 经过PP拉伸工艺，瓶口不需要特 殊设备处理，使阻氧性能大为提升； 贮存期较长，易回收，产品成本比 PET瓶便宜20%以上，已取得越来 越广泛旳应用。
Milliken设计旳Tampico热填充 瓶，在热填充旳条件下，瓶子 不变形，还缩短了运作周期， 提升了硬度。虽然在果汁里没 有使用防腐剂，但是内容物在 温度较高旳环境依然能保鲜。
PLEXIGLAS GS1002此前主要用于多种灯光信 号或广告板展示。它能够透过整个平面均匀柔和 地把光线射出，其对光线优异旳散射特征可根据 不同旳工程要求进行调整。在这一应用中结合3M 膜片旳特殊性能，光线得以按照设计均匀地直射 在号牌板上。
与其他塑料相比，这一材料旳尤其之处于于其出 众旳光学性能，而且数年汽车尾灯与转向灯应用 旳实践证明，其具有优异旳防黄变性能。
经过把油箱外部旳部件移到油箱内，不再 像过去设计一样需要容纳油箱外部部件，这么 油箱旳容量能够得以提升。另外，这种新工艺 还消除了装配油箱外部件旳繁琐工作，替代它 旳是在热成形中使用机械手完毕部件旳装配。 同步，两板工艺与吹塑法相比还具有明显旳成 本优势，尤其是热成形允许资本要求较低旳机 具。热成形也为有效地进行小批量生产奠定了 基础。另外，因为壁厚愈加均匀，真空成形油 箱使用旳原材料要比吹塑法低5-10%。
20种常见塑料的理化特性和加工工艺
1.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物典型应用范围:汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。
注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。
建议干燥条件为80～90℃下最少干燥2小时。
材料温度应保证小于0.1%。
熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。
模具温度：25～70℃。
（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。
注射压力：500～1000bar。
注射速度：中高速度。
化学和物理特性:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。
每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
从形态上看，ABS是非结晶性材料。
三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。
这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。
这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
2.PA6 聚酰胺6或尼龙6典型应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。
由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。
注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。
如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。
如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。
如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。
熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。
产品的材料与工艺
塑料材质1. 丙稀晴——丁二烯－苯乙烯（ABS工程塑料）丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)是一种热塑性塑料合成聚合物树脂，它的平衡性能很好，能被裁剪以适合特殊需求。
它的主要物理特性是：坚硬、牢固。
树脂等级的ASS能像人造橡胶(或橡胶)一样具有弯曲性能。
其中，聚丁二烯提供很好的抗压强度，非结晶苯乙烯热塑性塑料使ABS的加IT艺更为简单(在模具中更易流动)，而丙烯腈则增加了ABS的牢度、硬度与抗腐蚀性。
有效控制这3种成分使设计师能根据最终产品的需要设计其弹性程度。
可能也正因为这一点，ABS能广泛地应用于家用产品与白色产品之中。
尽管它不像其他工程聚合物那样坚韧，但它能有效控制成本。
材料特性：在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。
低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度。
典型用途：电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。
主要工艺：钢模注铸、注射铸模、TPO注射铸模2. 最为廉价的塑料——聚丙烯（PP）设计工作并不仅限于创造美丽的形状和完善的功能，而常常是在避免大规模生产的同时寻找降低单品价格和加工成本的方法。
简单地说就是要寻找一种产品，它既适合大规模生产；利用规模生产降低单件成本，同时又无需的满足大规模生产而进行高额投资和高量产出。
它广泛应用于产品设计方方面面，从包装、照明设备到室内用品无所不包。
但是，人们还无法完全通过加热成型工艺来应用这种材料。
材料特性：透明度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性典型用途: 家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒主要工艺：注塑成型3. 透明——有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）丙烯酸是于20世纪30年代开始得到发展的，当时它主要用于安全玻璃的顶部转动装置。
CMF工业设计必须知道的表面材料及表面处理工艺
材料及表面处理化学镀（自催化镀）autocalytic plating在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。
这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。
电镀electroplating利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。
电铸electroforming通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。
这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。
棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。
真空镀vacuum plating真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。
塑料电镀------塑料电镀的特点塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。
它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。
它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。
塑料产品工业设计基础1
建筑材料 汽车工业
塑料 ——工业设计的首选材料
1.3 塑料-工业设计的首选材料
对于产品设计者来说，设计材料的 实用性体现在以下几个方面。
基本物性以及可 选择范围
物理、化学、电学等
成型加工性
可设计性
可通过多种技术手段，
适用加工方法、成本、难 使性能得到加强、实
易程度、可否批量生产
现功能的拓展
经济性
来源丰富、成本低廉
1200 670
200
汽车 电气 建材 包装
1.需求大，产量高
产量地区分布集中在东南沿海 广东、浙江、江苏、山东产量位居全国前列
2.低端产品为主
高端的产品还比较缺乏，差别化的产品也比较少 更多依靠制造业产业，才带动整个材料行业产业 发展
2009年国内塑料需求量
小常识： 五大通用树脂-----聚氯乙烯（PVC）与聚乙烯（PE）、聚丙 烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS
1930年，德国法本公司解决了 上述问题，在路德维希港用本 体聚合法进行工业生产。在对
聚苯乙烯改性的研究和生产过
程中，已逐渐形成以苯乙烯为 基础，与其他单体共聚的苯乙 烯系树脂，扩展了它的应用范 围。 1931年,美国罗姆-哈斯公司以
本体法生产聚甲基丙烯酸甲酯，
制造出有机玻璃。
1926年，美国W.L.西蒙把尚未 找到用途的聚氯乙烯粉料在加 热下溶于高沸点溶剂中,在冷却 后,意外地得到柔软、易于加工、 且富于弹性的增塑聚氯乙烯。 这一偶然发现打开了聚氯乙烯 得以工业生产的大门。
药用包装
2. 铝塑泡罩包装：聚偏二 氯乙烯（PVDC，对水蒸 气及某些气体的阻隔性能 均优于PVC）或其复合材 料代替PVC
3.口服液类塑料瓶包装：避光并 有计量刻度或计量杯的塑瓶（ PET、PC）代替低质落后的玻璃 瓶或塑料瓶
塑料在工业设计中的应用
塑料在工业设计中的应用班级：姓名：学号：摘要：由于塑料在现代工业设计中占据丰常重要的地位，慢慢被设计师接受，进入人类生活中。
塑料是重要的高分子材料，始创于1907年。
经过百年的发展，从人们的日常生活到国家的国防建设，到处都能看到塑料的身影。
这种人工合成材料在人类发展历史上扮演了重要的角色，不仅极大地丰富了人们的物质需求，也潜移默化地影响着人们的消费观念。
毫不夸张地说，当今世界就是一个塑料的世界。
关键词：塑料；工业设计；材料应用；引言材料是工业设计中特殊重要的一个环节，对材料的相识和驾驭是实现产品设计的前提和保证。
早在1919年成立的包豪斯学校就特殊重视材料极其质感的探讨和实际练习。
其灵魂老师伊顿曾经这样说过：“当学生们接连发觉可以利用各种材料时，他们就会创建出更具有独特质感的东西。
”塑料在工业设计中的应用是必不行少的。
1塑料工业发展史从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史。
其发展历史可分为三个阶段：1.1自然高分子加工阶段这个时期以自然高分子，主要是纤维素的改性和加工为特征。
1869年美国人J.W.海厄特发觉在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。
1872年在美国纽瓦克建厂生产。
当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从今开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。
1903年德国人A.艾兴格林独创了不易燃烧的醋酸纤维素和注射成型方法。
1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。
在此期间，一些化学家在试验室里合成了多种聚合物，如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等，为后来塑料工业的发展奠定了基础。
1904年世界塑料产量仅有10kt，还没有形成独立的工业部门。
1.2合成树脂阶段这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。
1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。
塑料模具的设计与成型工艺
塑料模具的设计与成型工艺摘要:塑料成形是一种以人工合成金属树脂材料为基本合成原材料,加入其他一定量化学添加剂,在一定的工作压力、温度下,制成一定形状,并在室温下长久保持形状不变的材料。
塑料是20世纪末期发展壮大起来的一类工业新型材料,包装材料工业、日常用品制造工业,机械工业,医疗器械等工业领域。
医疗器械等领域。
塑料模具产品设计的基本技术要求之一是企业能不断生产研制出能在尺寸,精度,外观及热物理及流体力学性能等各方面条件均能充分满足实际使用性能要求的优质材料塑件。
在进行模具生产使用时,应该要力求模具生产过程效率高,自动化管理程度高,操作方便,寿命长;在应用模具结构制造工艺方面,要求模具结构设计合理,制造容易,成本低。
引言:20世纪70年代以来,石油危机持续爆发虽然使得目前我国大型塑料制品加工制造产业的主要产品原料价格上涨,其宏观经济发展趋势仍然受到很多较大一定程度的宏观经济因素抑制和被经济抑制。
所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。
塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。
其发展受到很大程度的抑制抑制。
所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。
塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。
用特殊模具工艺生产制造出来的的新型塑件产品具有高工艺复杂程度,高质量一致性,高操作精度、高生产率以及低材料消耗率等几大特点。
一、塑料模具简介塑料产品是用各种零件作为材料后再进行加工再成型而得以获得的一种产品。
而腔体模具就是一种利用其本身特定的腔体密闭性和腔体部件去加工成型,从而可以做成一种具有一定整体形状和大小尺寸的大型塑料金属制件的一种工具。
1、用新型机械塑料模具自动加工塑料生产工艺制造加工出来的的新型柔性塑件塑料制品。
它具有高度易操作和低精度、高性能和低一致性、高生产率和低使用材料资源消耗率等几个新的显著特点。
塑料及加工工艺造型材料与工艺
1、混合造粒
添 填 PP 加充粒 剂料料
搅拌上料
挤出机 塑化
1.4 吹塑成型
③拉伸吹塑：将挤出或注射制成的型坯 加热到适当的温度，进行纵向拉伸，同 时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。
拉伸后制品的透明度、强度、抗渗透性明 显提高
根据制坯方式，分为注射拉伸吹塑工艺和 挤出拉伸吹塑工艺。
前者主要用于生产盛饮料用PET瓶，后者 多用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。
一、塑料的工艺特性
高分子聚合物的力学状态
随着温度的变化，聚合物可以呈现不同的力 学状态。
在线型聚合物中，由于链段热运动程度不同， 一般可出现三种不同的力学状态：玻璃态、 高弹态和粘流态。
一、塑料的工艺特性
一、塑料的工艺特性
塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为 塑料制品的工艺特性，即塑料的成型加 工性。
滚塑成型所用模具及设备成本低，可同 时生产多个制件，但生产效率较低。多 用于生产各种形状的中空塑料制件，如 大型容器、汽车零部件、玩具等。
1.6 滚塑成型
1.7 铸塑成型
铸塑成型又称浇铸成型。将加有固化剂 和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成 型模具中，在常温或加热条件下使其逐 渐固化而成为有一定形状的制品。
1.9 手糊成型
1.9 手糊成型
手糊成型工艺简单、操作方便，不需专 用设备，适用性强，不受形状和尺寸限 制，但制品精度低，劳动条件差、效率 低。多用来制作大型物品，也是制作玻 璃钢模型的主要方法。
1.10 缠绕成型
缠绕成型是纤维增强塑料的成型方法之 一。将浸渍过树脂的连续纤维按一定方 式缠绕在芯模上制成坯件，经固化而制 成一定形状的制品。
塑编装置生产工艺流程：主要分为塑制造粒、 扁丝拉伸、圆织布基、涂膜、印刷、切割、缝 纫、打包。
塑料成型工艺与模具设计
塑料成型工艺与模具设计塑料是一种广泛应用于各种工业领域的材料，如塑料制品、汽车零部件、家用电器等。
要生产高质量的塑料制品需要掌握塑料成型工艺与模具设计。
1. 塑料成型工艺塑料成型工艺是将熔化的塑料通过模具加工成制品的过程。
常用的塑料成型工艺有注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型等。
1.1 注塑成型注塑成型是指将熔化的塑料加入注塑机的料斗，并经过高压注入到模具中形成成品。
注塑机主要由三个部分组成：进料口、注射器和模具。
注塑成型工艺适用于制造大批量，外形复杂的制品，例如手机外壳、键盘等。
1.2 挤出成型挤出成型是将熔化的塑料通过特殊的挤出机械，经过模头挤出，形成长条状塑料制品。
该成型工艺适用于制造管道、线缆、塑料块等制品。
1.3 吹塑成型吹塑成型是指将熔化的塑料通过吹塑机械，吹入气压模具中进行成型。
该成型工艺适用于制造各种形状的塑料瓶、塑料桶等中空制品。
1.4 压缩成型压缩成型是将熔化的塑料放入模具中，然后加热模具，使塑料成型。
该成型工艺适用于制造薄壁制品、电缆附件、电器配件等制品。
2. 模具设计模具设计是指根据塑料制品的形状、尺寸和用途，设计适合的模具。
模具由注塑模具、挤出模具、吹塑模具、压缩模具等不同类型组成。
2.1 注塑模具设计注塑模具是一种用于注塑成型的专用模具。
注塑模具设计时需要根据制品的尺寸、形状、壁厚和材质选择合适的模具材料和型号。
设计时需要考虑到模具的结构合理性、模具的冷却方式以及模具动力系统和操作系统的设计等方面。
2.2 挤出模具设计挤出模具是挤出成型必须的一种模具。
挤出模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸和挤出机的性能等因素。
挤出模具还需要考虑到挤出头和模头的结构以及设计选材等。
2.3 吹塑模具设计吹塑模具是吹塑成型必须的一种模具。
吹塑模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸、厚度、重量等因素。
同时还需要考虑到吹出模具的形状、结构和材质等。
2.4 压缩模具设计压缩模具是压缩成型必须的一种模具。
材料工艺塑料篇01
1
M a t e r i a l a n d Te c h n o l o g y, L v J i e f e n g , W U T C o p y r i g h t R e s e r v e d
第 六 章
塑料 材 料与工 艺
6.1 塑料概述
材料 工艺
Material and Te c h n o l o g y
材料 工艺
Material and Te c h n o l o g y
二、塑料的基本特性 （一）塑料的一般特性 塑料的品种规格繁多，不同品种规格的塑料具有 不同的物理、化学、机械性能。总的来说具有以 下一些基本特性： 1．质量轻、强度高 塑料的密度约为钢的1/6，铝的1/2。由于质量轻， 塑料的比强度（按材料单位重量计算的强度）较 高。若按比强度来衡量材料性能，塑料并不逊于 金属，算是现代工业中强度较高的造型材料。质 轻对于减轻机械设备的重量非常有利，特别是对 于那些要求全面减轻自重的车辆、船舶、飞机、 火箭、导弹、人造卫星和其它尖端设备来说，更 具有重要意义。日常生活中塑料特别适合制造轻 巧的日用品和家用电器零件。
塑料随身听和电熨斗 （生产商：日本松下电器公司）
1
M a t e r i a l a n d Te c h n o l o g y, L v J i e f e n g , W U T C o p y r i g h t R e s e r v e d
第 六 章
塑料 材 料与工 艺
6.1 塑料概述
潘顿椅（设计师：Verner Panton潘顿） 著名的潘顿椅，采用了塑料一次成型工艺，其优美的曲线造型和工 艺是其他材料所不拥有的
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M a t e r i a l a n d Te c h n o l o g y, L v J i e f e n g , W U T C o p y r i g h t R e s e r v e d
塑料材料及加工工艺(习题+答案)
塑料成型工艺及模具设计?1学习与复习考虑题绪论1．塑料的概念塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为要紧成分，参加或不参加填料和添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或固化交联形成刚性的材料。
2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。
钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？橡胶、塑料、化学纤维塑料成型根底聚合物的分子结构与热力学性能1．树脂与塑料有什么区不塑料的要紧成分是树脂〔高分子聚合物〕。
2．高分子的化学结构组成。
高分子聚合物：由成千上万的原子，要紧以共价键相连接起来的大分子组成的化合物。
3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。
线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性，在适当的溶剂中能够溶解，当温度升高时那么软化至熔化状态而流淌，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而能够反复成型。
2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高和塑性特别低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化(化学交联反响)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也可不能软化。
4．聚合物的聚拢态结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。
1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。
但在电子显微镜下瞧瞧，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序〞。
2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，因此尽大局部是无定形聚合物。
5．无定性聚合物的三种物理状态，以及四个对应的温度，对我们在使用和成型塑料制品时有何指导意义。
三种物理状态1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲曲折折曲曲折折折折线全然上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。
物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正比。
工业设计师应具备的塑料加工成型工艺知识
在产品开发上举足轻重 的军师 。 在 国外 ，工业设计师 普遍存在 的弱点便是 缺乏科学 与工程 的教 育 ，在我国 也不例 外。工业 设计师大部 分缺乏对于材 料Ｊ 工与制造 Ｊ Ｉ ｌ
２２ 塑 胶 材 料 特 性
界工厂 ”的代 名词 ，所 以材料 Ｊ工与制 造技 术方面 的专业知 也逐 Ｊ ｕ 渐成为工业 设计 师水平提 高的一个瓶 颔。 此 ．本 文以主 要的家 电 制造业 、消费性 电子产品业 、交通工 具制造业 、 具制造 业为例对 家
工业 没计师在塑胶材 料加 工与制造技 术方面 的专业 知识需 求进行探 讨。 １ 工业设计师应具 备多方面 的能力
技术相关的 专业知 识。制造业 的不断发展 使得中国越 来越成 为 “ 世
产 品设计最重要 的塑胶 材料种类 为Ａ Ｓ 脂。在研 究结果 中 ， 重 Ｂ树 其 要性 与使 Ｊ 频 率远远超 过其他种 类的塑胶 。而Ａ Ｓ ｝ ｆ ｛ Ｂ 树脂之所 以会 成
为产 乩 歧汁中应 崩上最 重要的塑 胶材料 ，是凶 为Ａ Ｓ Ｂ 树脂 本身坚硬 又 时具有平滑光泽的种 种特性优于其他 种类塑胶 。
随着 时代的 发展 ，我 国产业结构 逐渐阳资本 集中 、 术密集 的 技 高科技产业转 型 ，工业 、 计师在产业 中扮演 的角色凶而跟 着改变 ， 歧
从过去不被大 家重视 的 、只是美化 、修饰产 品的兵卒 ．转 变成现 今
工业 ｉ 殳汁师 在产 出 发 汁上较 常 用 的五 种塑 胶 依序 为 ：Ａ Ｓ Ｂ 树 脂 、聚 丙 烯 Ｐ 、聚 乙 烯 Ｐ 、聚 氯 乙 烯 Ｐ Ｃ Ｐ Ｅ Ｖ 、聚 碳 酸 脂 Ｐ Ｃ
工业设计模型制作2-泡沫、塑料模型制作
认识泡沫塑料
泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、
减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，发泡成型已 成为塑料加工中一个重要领域。
常用泡沫塑料-EPS、PU
EPS(聚苯乙烯泡沫塑料），聚苯乙烯树脂（PS）与丁烷气体置于 挤出机中，在高温高压条件下使PS融化，丁烷气体液化混合后从 挤出机挤出，由于压力消失，PS被气化的丁烷气体均匀撑开，产 生微孔。 具有高抗压、吸水率低、防潮、不透气、质轻、耐腐蚀、超抗老 化（长期使用几乎无老化）、导热系数低等优异性能的环保型保 温材料。 由于EPS颗粒不易砂磨出细腻的表面， 不适宜表面复杂，要求精度高的模 型。选密度稍大的，适合做一些简 单的草模。
把手、旋钮、装饰条等零件加工。
用胶水补粘加工错误的地方，再进行打磨细修。 用泡沫胶，双面胶粘接各个部件。
表面饰，用腻子修补，打磨喷涂。
机器加工
pu模型欣赏
pu模型欣赏
四、塑料模型的制作 三、塑料模型的制作
模型制作的必要性
塑料模型是产品设计中最常见的模型 第一，检验外观设计：手板不仅是可视的，而且是可触摸的，它可以很直观地以实物的形 式把设计师的创意反映出来，避免了“画出来好看而做出来不好看”的弊端。因此手板制作 在新品开发，产品外形推敲的过程中是必不可少的。 第二，检验结构设计：因为手板是可装配的，所以它可直观地反映出结构的合理与否，安 装的难易程度 便于及早发现问题，解决问题。 第三，避免直接开模具的风险性：由于模具制造的费用一般很高，比较大的模具价值数 十万元乃至几百万元，如果在开模具的过程中发现结构不合理或其他问题，其损失可想而知。 而手板制作则能避免这种损失，减少开模风险。 第四，使产品面世时间大大提前：由于手板制作的超前性，可以在模具开发出来之前利 用手板做产品的宣传，甚至前期的销售、生产准备工作，及早占领市场。
常用结构设计材料：工程塑料篇
常用结构设计材料：工程塑料篇塑胶材料：热塑性塑料：热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。
在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态是可逆的可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化，称这种塑料为热塑性塑料。
常见的有：ABS、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲醛（POM），聚碳酸酯（PC），聚酰胺（尼龙）、丙烯酸类塑料、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚。
1、ABS塑料：通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。
使用最广泛的工程塑料之一。
其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。
具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。
尺寸稳定性。
电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。
ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中,不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。
ABS树脂热变形温度低可燃，耐候性较差。
熔融温度在217-237℃，热分解温度在250℃以上。
大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。
ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。
用途：机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
软化点：101℃2、聚乙烯（PE）：乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。
在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。
常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。
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高分子材料
一般性能：
高分子化合物一般有较好的弹性、塑性和强度， 低分子化合物这些性能较低。所以，高分子化合 物是相对分子量大到使其机械性能具有工程意义 的化合物。
高分子材料
几个概念： 单体
高分子化合物由低分子化合物体通过聚核反 应获得，组成高分子化合物的低分子化合物 称作单体。
链节
大分子链由许多结构相同的基本单元重复连 接构成，组成大分子链的这种结构单元称作 链节。
高分子材料
高分子材料
聚合反应：加（成）聚合反应
一种或几种单体相互加成而链结成聚合 物的反应。（应用80%以上）
例：聚乙烯的反应方程式
缩（合）聚（合）反应
一种或几种单体相互混合而连结成聚合物， 同时析出（缩去）某种低分子物质（如：水、 氨、醇、卤化氢等）的反应。反应生成物成 份与单体不同，反应较复杂。少用。
• 塑料的特点
– 比重小，比强度大；
易老化 耐热性差
– 耐腐蚀，耐磨，绝缘，减磨，消声，减震； 刚性差
– 易成型，易复合等优良的综合性能。
尺寸稳定性差
塑料生产
塑料工业 （树脂或半制品生产）
塑料制品的生产
（塑料成型工业 or 加工工业）
塑料制品的简单生产流程
原料
树脂
塑料生产
塑料
塑料制品
塑料制品生产
大分子链的化学组成、形态和聚合态
化学组成
组成大分子链的化学元素主要是碳、氢、氧， 另外还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素， 其中碳是形成大分子链的主要元素。
大分子链的原子以共价键结合，其组成元素 不同，原子间共价键力就不同，高分子材料 的性能亦不同。
大分子链的化学组成、形态和聚集态
形பைடு நூலகம்：
分子链的形态对聚合物性能有显著影响。 大分子链可呈现不同的几何形状，主要有线
例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯, 可变为橡胶一样的软塑料。
塑料的组成
2．添加剂
(4)稳定剂 为了防止受热、光等的作用使塑料过早老化,加
入少量能起稳定化作用的物质。 例如：
能抗氧的物质有酚类和胺类等有机物; 炭黑则可作紫外线吸收剂。 其他一些添加剂,如润滑剂、着色剂、阻燃剂、抗静
塑料的组成
2．添加剂
(2)固化剂 它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状
结构,成为较坚硬和稳定的塑料制品。 例如：
在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺； 在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。
塑料的组成
2．添加剂
(3) 增塑剂
用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。常用的为 液态或低熔点的固体有机化合物。
以天然树脂或合成树脂（也称合成高分子化合物，因外 观似天然树脂如琥珀、松香、虫胶等而得名）为原料， 在一定温度和压力条件下，可以用模具使其成型为具有 一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下 其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般含 有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。
(1)填料或增强材料
填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑 料的某些特殊性能,以扩大其应用范围。填料的用量可 达20%~50%, 是塑料改性最重要的组成。
例如：
加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等,可以改善塑料的机械性能； 加人石棉粉可提高塑料的耐热性； 加入云母粉可提高塑料的电绝缘性； 加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性； 加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。
高分子材料分两类：
天然高分子材料
蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋 白质等
人工合成高分子材料
塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等
工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
高分子材料
高分子化合物——是指相对分子质量很 大的化合物（5000以上乃至几百万）
低分子化合物——相对分子质量在500 以下。
电剂和发泡剂等。
塑料的特性
塑料能自由成型并易加工。虽然塑料制品的性 能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化 较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综 合特性。
1 多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜 艳色彩。
塑料的特性
2 质轻,耐振动与冲击,比强度高（按单位质量计算的强度）
塑料比金属轻,一般塑料比重在0.9~2.3之间(各种泡沫塑 料的比重在0.01~0.5之间)；
第三章 工程塑料及其加工技术塑料
本章主要内容
第一节 常用工程塑料及其性质 第二节 工程塑料的成型技术与工艺 第三节 表面处理与装饰技术
第一节 常用工程塑料及其性质
高分子材料
塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子 化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高 分子化合物为主要成份的有机材料。
减震消音，具有柔韧性和弹性
塑料的特性
3 塑料电绝缘性、热物理性能好。
几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小 的介电损耗和优良的耐电弧特性，可与陶瓷媲美
导热率极小,只有金属的1/600~1/200,泡沫塑料的 导热率与静态空气相当,因此被广泛用作绝热保温 材料或建筑节能、冷藏等绝热装置材料。
塑料制品生产系统组成 成型、机械加工、修饰三个过程组成。
塑料的组成
1 合成树脂（高聚物）
是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的 高分子化合物,如酚醛树脂、聚乙烯等,是塑料 的主要组成,也起粘接剂作用。合成树脂在塑料 中的含量约占40%~100%，对塑料的性能起决 定性作用。
塑料的组成
2．添加剂 为改善性能而加入的其他组分,主要有以下几种：
强度较高，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例 如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻 璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。
大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。如工程 塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体润滑 剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。
型、支化型、和体型（或网型）三类。
大分子链的化学组成、形态和聚合态
高分子材料的聚合态：
晶态 部分结晶态 非晶态（玻璃态）
高分子材料的性能
机械性能：高聚物的物理、力学状态
线性非晶态高聚物的三种力学状态： 线性非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物
理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。
塑料概念