成型加工工艺部分答案

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第一章绪论

1、塑料制品的重要成型方法?

答:挤出成型;压延成型;注射成型;吹塑成型;泡沫塑料的成型

2、成型方法的定义?

①压延成型:压延成型多用于热塑性塑料.它是将经过塑炼的塑料,送到多组平行排列、反向旋转的热辊筒中,经多次压延而成制品.多生产薄膜或薄片.

②挤塑成型:挤塑成型多用于热塑性塑料。这是将熔融塑化的塑料.经挤塑机的机头处模具的口型缝隙中挤出,而成与模口形状相仿的型材.多生产板材、管材、棒材、线材、异型材等.

③注塑成型:注塑成型多用于热塑性塑料.它与挤塑成型相类似,所不同的是熔融塑料经喷嘴进入的是闭合模具内,在模具内凝固成型而得制品。多生产小包装盒,日用品.异型零件等.它也可用于热闹性塑料加工.

④吹塑成型:吹塑成型多用于热塑性塑料。这是将熔融塑料置于模具中,在压缩空气压力下,将塑料吹胀升紧贴模具内表面。经冲却、脱模而成制品.多生产各类中空包装容器,也可生产薄膜、薄片等.

⑤加热成型:加热成型多用热塑性塑料.这是将塑料片材加热成弹性态,再施以压力使之贴附于模具上成型。多生产盆类、盘类制品.

⑥压制成型:压制成型是利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密,称为具有一定形状和尺寸的坯体的成型方法。

第二章

1、成型的分子定向、组成部分、如何产生及影响?

答:塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象,这种现象称之为分子取向。影响:定向的单元如果存在于制品中,则制品的整体就会出现各向异性。各向异性有时会在制品中特意形成,这样就能使制品沿拉伸方向的拉伸强度和抗蠕变性能得到提高。但在制造许多厚度较大的制品时,又力图消除这种现象。因为制品存在的定向现象不仅定向不一致,而且各部分的定向程度也有差别,这样会使制品在有些方向上的力学强度得到提高,而在另外一些方向上必会变劣,甚至发生翘曲或裂缝。

2、产生流动缺陷的重要原因?什么是溶体破裂?什么情况下会发生?

答:重要原因:(1)管壁上的滑移(2)端末效应:入口效应;离模膨胀(3)弹性对层流的干扰(4)“鲨鱼皮”症(5)熔体破裂

熔体破裂:是指聚合物熔体在导管中流动时,如剪切速率大于某一极限值,往住产生不稳定流动,挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变.以至支离、断裂。

产生原因:熔体在导管(流道)内流动时,各点所受应力作用的经历不尽相同,因此在离开导管后所出现的弹性恢复就不可能一致,

如果弹性恢复的力不为熔体强度所容忍,则挤出物就会出现表面

毛糙、螺旋型的大规则性、细微而密集的裂痕,一致成块地断裂。

3、聚合物降解方式?

答:热降解、力降解、氧化降解、水降解

4.几种非牛顿液体的τ -λ关系曲线。

答:

4、聚合物降解外界因素?

答:热、机械力、光、氧、水、化学药品、微生物等。

5、拉伸定向的变形有哪几个部分?

答:高弹拉伸、塑性拉伸、粘流拉伸。

6、哪些是假塑性流体?

答:非牛顿流体中最为普通的一种。流动曲线不是直线,而是一条斜率先迅速变大而后又逐渐变小的曲线,而且不存在屈服应力。流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。即:剪切变稀。

7、成型制品的厚度、结构等如何影响分子定向程度?

8、假塑性流体在圆形流道中、狭缝( h/w>20)流道中的流动方程?

(1)(2)

9、塑料塑化过程中受力类型?

答:剪切应力;拉伸应力;压缩应力。

10、加工过程中对聚合物溶体粘度的影响因素?

答:温度、压力、剪切速率。

11、结晶与成型过程中的冷却速率关系?

答:

12、制品热处理与内应力、结晶、物理性能的关系?

答:

13、成型过程中聚合物加热与剪切速率的关系?

答:

14、哪些塑料调湿处理?

答:聚酰胺类制品。

第三章

1、混合作用机理混合机理?

答:混合一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。

(1)扩散:利用物料各组分的浓度差,推动构成各组分的微粒,从浓度较大的区域中向较小的区域迁移,以达到组成均一。

(2)对流:靠各组分在外界因素下向其它组分所占空间流动,达到各组分在空间上的均匀分布(主要手段为机械搅拌)。

(3)剪切:依靠机械的作用产生的剪切力,促使物料组分均一的混合过程。

2、溶胶塑料类型?

答:塑性溶胶;有机溶胶;塑性凝胶;有机凝胶

3、聚氯乙烯四中溶胶塑料之间关系?

答:

4、润性物料的初混合工艺步骤?

答:润性物料的初混合工艺步骤:

①将聚合物加入设备内,同时开始混合加热,物料的温度应不超过l 00℃。

②用喷射器将预先混合并热至预定温度的增塑剂混合物喷到翻动的聚合物中。

③加入由稳定剂,染料和增塑剂(所用的数量应计入规定的用量中)调制的浆料。

④加入颜料、填料以及其它助剂(其中润滑剂最好也用少量的增塑剂进行调制,所用数量也应并入规定用量内计算)。

⑤混合料达到质量变求时,即行停车出料。

5、热塑性塑料的工艺性能及影响?

答:收缩率:与热塑性塑料收缩最密切的是塑料体积与温度和压力的关系,前者表现为热收缩(温度),后者则为弹性恢复(压力);流动性:热塑性塑料的流动性就是它在熔融状态下的粘度的倒数。与粘度一样,流动性不仅依赖于成型条件(温度、压力、剪切速率),而且还依赖于塑料中聚合物和助剂的性质。

第四章

1、压制成型原理、过程、设备?

答:压缩模塑又称模压成型或压制成型,这种成型方法是先将粉状、粒状、或纤维状等塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业。

过程:加料-闭模-排气-固化-脱模-模具吹洗-后处理

设备:压机和模塑

2、简述四氟乙烯的成型过程?

答:(1)升温阶段:将型坯由室温加热至烧结温度。聚四氟乙烯的传热性能差,加热应按一定的升温速率进行。

(2)保温:将达到烧结温度的型坯在该温度下保持一段时间使其完全“烧透”的过程。

(3)冷却:将已经烧结好的成型物从烧结温度降到室温的过程。

(4)成品检验和后加工。

3、进行预压和预热的作用?

答:(1)预压优点:

①加料快、准确而简单,从而避免了加料过多或不足时造成的废次品。

②降低塑料的压缩率,从而减小磨具的装料室,简化了磨具结构。

③避免压缩粉的飞扬,改善了劳动条件。

④预压物中的空气含量少,使传热加快,从而缩短了预热和固化时间,并能避免制品出现较多的气泡,有利

于提高制品的质量。

⑤便于运转,改进预热进程。

⑥便于模压较大或带有精细嵌件的制品。

(2)预热优点:

①缩短笔墨时间和加快固化速率,同时缩短模塑周期。

②增进制品固化的均匀性,从而提高制品的物理力学性能。

③提高塑料的流动性,从而降低模塑损耗和制品的废品率,同时还可减小制品的收缩率和内应力,提高制品

的因次稳定性和表面光洁度。

④可以用较低的压力进行模压。

4、何谓热固性塑料传递模塑?树脂传递模塑(又称:传递或压注模塑成型)与压缩模塑的区别。

压注模塑成型与压缩模塑成型区别:

模具的加料室不像压缩模具那样是型腔的延伸,而是由浇注系统与型腔分开,成为单独部分。浇注系统是塑料熔体从加料室

进入型腔的必经通道。

?塑料在加料室中,经过初步加热塑化,在压料柱塞作用下迅速流经浇注系统时有摩擦升温,能快速充入型腔并加快固化。使压注成型周期比压缩成型周期短。而且塑料表面与内部固化均化,塑件性能提高。也有利于壁厚不均匀和形状复杂塑件,以及厚壁塑件成型。

?压料柱塞的压力不是直接作用在型腔,而是通过浇注系统向型腔传递压力,有利于带细小嵌件,众多嵌件和含细长孔的塑件成型。

?型腔在塑料熔体注入前闭合,没有溢边。塑件在模具深度方向尺寸的精度有提高。

?压注成型要消耗较多的塑料。浇注系统的凝料作废料处理。

?塑料中的细长或纤维状的填料在压注过程中有取向排列,使塑件的性能各向异性。

第五章

1、什么是挤出成型?

答:也称挤压模塑或挤塑,即借助螺杆或柱塞的挤压作用,使受热熔化的塑料在压力推动下,强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。

2、单螺杆挤出机的基本结构?

答:(1)传动装置:带动螺杆转动的部分,由电动机、减速机构、轴承组成。

(2)加料装置:一般都采用加料斗,且料斗容量至少应能容纳一小时的用料。

(3)料筒:塑料的塑化和加压过程都在料筒中进行。

(4)螺杆:基础螺杆的主要参数包括直径和长径比、螺杆各段的功能、螺杆上螺旋角和螺棱的宽度、螺杆头部的形状等。

3、可以采取哪些措施提高固体输送率?

答:(1)增加螺槽深度(2)降低塑料和螺杆的摩擦因数

4.单螺杆挤出机与双螺杆挤出机的特点比较

单螺杆挤出机的局限性:主要靠摩擦输送,表面更新小,停留时间长,热固性粉料,单螺杆不适应

双螺杆挤出机的特点

1)强制输送

2)停留时间短

3)排气性好

4)混合均匀

5)比功率底

5.图示螺杆结构示意图,图中字母标示了螺杆的哪些参数,这些参数的影响如何?

6.挤出螺杆与口模的特性曲线(依据牛顿型)

7.挤出螺杆的压缩比

①压缩比ε:一般指几何压缩比,它是螺杆加料段第一个螺槽容

积和均化段最后一个螺槽容积之比。

ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≈H1/H3

式中,H1——加料段第一个螺槽的深度

H3——均化段最后一个螺槽的深度

②熔融段长度L2由经验公式确定:

对非结晶型高聚物L2=55%~65%L 对于结晶型高聚物L2=(1~4)Ds

8.基础塑料与注射用塑料的流动性差别。为什么?

第六章

1.注射工艺特点,注射机的基本作用和主要组成部分

过程:将粒状或粉状塑料从注射机(见图6—1)的料斗送进加热的料筒,经加热熔化至流动状态后,由柱塞或螺杆的推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合塑模中。

特点:周期短,能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料模制品、各种塑料适应性强、生产效率高,易于实现全自动化生产等

塑料品种:几乎所有的热塑性塑料和多种热固性塑料

注射机:基本作用

(1)加热塑料,使其达到熔化状态;

(2)对熔融塑料施加高压,使其射出面充满棋具型腔

移动螺杆式和柱塞式两种注射机都是由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成的。注射系统它是注射机最主要的部分。

2.注射工艺包括的几个过程

注射模塑工艺过程包括:成型前的准备;注射过程;制件的后处理。

3.热塑性注射模普通浇注系统由哪些部分组成,并叙述各部分的作用是什么。

浇注系统:塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

1.主流道它是模具中连接注射机喷嘴通至分流道或型腔的一段通道。

2.冷料穴它是设在主流道末端的一个空穴。

3.分流道它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。

4.浇口它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。

4.何为热固性塑料的传递模塑

解决热固性塑料的压缩模塑的缺点:

?不能模塑结构复杂、薄壁或者壁厚变化大的制件

?不宜制造带有精细嵌件的制品

?制品尺寸的准确性较差

?模塑周期长

传递模塑工艺的特点(与压缩模塑)

优点:

?制品废边少, 减少加工量

?精细嵌件,位置正确

?性能均匀,尺寸准确

?塑模的磨损小

缺点:

?制模成本高

?塑料损耗多

?带纤维填料,各向异性

?嵌件周围有可能焊接不牢

5.反应注射模塑及其特点,适合的树脂,

反应注塑的特点:高效、节能、性能好、成本低。

适用原料:聚氨酯体系原料:聚氨酯、尼龙-6、苯乙烯树脂、环氧树脂

6.退火处理

原因:由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同,因此常会产生不均的结晶、定向和收缩,致使制品存有内应力,这在生产厚壁或带有金属嵌件的制品时更为突出。

退火方法:使制品在一定温的加热液体介质(如热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等)或热空气循环烘箱中静置一段时间。

退火实质是:

(1)位强迫冻结的分子链得到松弛,凝固的大分子链段转向无规位置,

从而消除这一部分的内应力;

(2)提高结晶度,稳定结晶结构,从而提高结晶塑料制品的弹性模里和硬度,降低裂断仰长率。

7.注射螺杆的作用

螺杆螺杆是移动螺杆式注射机内的重要部件,它的作用是对塑料进行输送、压实、塑化和施压。

注射时,螺杆将液压或机械力传结熔料使它注入棋具。

注射螺杆特点(与挤出螺杆比较)

(1)注射螺杆在旋转时有轴向位移.

(2)注射螺杆的长径比和压缩比较小。

(3)注射螺杆的螺槽深度一般偏大,借以提高生产率

8.注塑成型的时间周期

成型周期:完成一次注射模塑过程所需的时间

9.注塑成型对聚合物熔体流动性的要求

第七章

1.什么是中空吹塑成型

中空吹塑(blow molding 吹塑成型):借助气体压力使闭喝在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺。

2.中空吹塑型坯的几种制造工艺

型坯类型:挤出;注射。

挤出型坯,管状型坯-两瓣模具-闭合-切断-封闭坯料上下端-针头注司气-吹胀-冷却-开模-制品

注射型坯:注入型坯模-有底型坯-闭合吹塑模-吹胀-冷却脱模第八章

1.什么是层压塑料

层压塑料系指用成叠的、浸有或涂有树脂的片状底材,在加热和加压下,制成的坚实而又近于均匀的板状、管状、棒状或其他简单形状的制品。

2.什么是增强塑料

增强塑料是指用加有增强物的塑料所制得的塑料制品。

第九章

1.泡沫塑料的制备原理、方法、分类、应用及特点。

泡沫塑料:树脂为基础而内部具有无数微孔性气体的塑料制品,

特点:所以具有密度低、防止空气对流、不易传热、能吸音等

优点。

开孔泡沫结构:泡沫塑料内各个气孔是互相连通的

闭孔泡沫结构:泡孔是互相分隔的.

发泡方法:

1.物理发泡指利用物理原理发泡的。

2.化学发泡利用化学发泡剂加热后分解放出的气体而发泡或用原料相互反应放出的气体而发泡。

3.机械发泡是利用机械的搅拌作用,混入空气而发泡等。

工艺特点:待发泡的复合物必需处于液态或粘度在一定范围内

的塑性状态。

软硬区分:

软质泡沫塑料,弹性模量小于70公斤/厘米2

半硬质泡沫塑料,模量等于70~700公斤/厘米2

硬质泡沫塑料,大于700公斤/厘米2

高中低发泡:小于0.1;0.1~0.4;大于0.4g/cm3

2.过氧化二异丙苯用于聚乙烯交联的化学反应

化学交联的反应机理有离子型和游离基型两大类。

3.PS泡沫塑料的发泡工艺

可发性聚苯乙烯采用的液体发泡剂有:正戊烷,异戊烷。季戊

烷和石油醚等,最常用的处正戊烷和石油醚。

发泡剂在苯乙烯聚合中或聚合后加入

制成的珠状物中发泡剂的含量约为6%;表现密度约为680克

/升;珠粒直径范围为0.25~2毫米。

制造过程预发泡-熟化(吸收空气)-模塑

预发泡:预发泡是凭加热使珠状物膨胀到一定程度,以便模

塑制品的密度得到更多的降低和减少密度梯度形成的倾向。

熟化:预发泡后的珠粒需要贮存一段时间,以吸收空气进行熟

化,防止成型后的收缩。

模塑:常用的模塑方法是蒸汽加热模压法。

第十章

1.铸塑成型工艺具有的特点及方法

?工艺特点:

?模具和设备的强度要求较低,投资因之较小。

?对产品的尺寸限制较小,故宜于生产大型制品。

?产品的内应力低。

?缺点:成型周期长,制品的尺寸准确性较差.

?静态浇铸其他铸塑方法:嵌铸、离心浇铸、流延铸塑、搪塑、

滚塑等

2.用静态烧铸成型的塑料品种主要有几种。

?适用塑料品种:聚酰胺、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛、

不饱和聚酯等。

第十一章

1.什么是压延成型

●压延成型:将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相向旋转的

辊筒间隙,使其成为规定尺寸的连续片状材料的成型方法。

2.四辊压延成型滚筒的排列方式有哪几种?滚筒排列原则是什么?

●四辊压延机有I型、倒L型、正Z型、斜z型等(图11—2).

●原则:尽量避免各辊筒在受力时彼此发生干扰,并充分考虑提

供方便的操作条件、自动供料和在线检测的需要等。

3.压延成型的工艺流程是什么?影响压延产品质量的因素有哪些?

压延过程可分为前后两个阶段:

(1)前阶段是压延前的备料阶段,主要包括所用塑料的配制、塑化和向压延机供料等。

(2)后阶段,包括压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等,是压延成型的主要阶段。

影响压延产品质量的因素:

1 压延机的操作因素

●辊温、辊速、速比、存料、辊距等相互关联

(1)辊温和辊速

●压延操作:物料黏附在高温、高速的辊筒上,辊筒温度依次提

高。

●热量来源:加热,物料的摩擦和剪切

(2)辊筒的速比

●速比的作用:依次贴辊,剪切塑化,延伸定向

●速比调整:吸辊而不包辊

●引离辊与主辊有速比,

●(3)辊距以及辊隙间的存料

调节辊距的目的一是为了适应不同厚度产品的要求;二是改变存料量。

(4)剪切和拉伸

●定向效应或压延效应: 由于在压延机上压延物的纵向上受有

很大的剪切应力和一些拉伸应力,因此高聚物分子会顺着薄膜前进方向(压延方向)发生分子定向,以致薄膜在物理机械性能上出现各向异性.

●2、原材料的因素

●树脂一般说来,使用分子量较高和分子量分穆较窄的树脂,

可以得到物理机械性能、热稳定性和表面均匀性好的制品。

●其他成分配方中对压延影响较大的其它组分是增塑剂和

稳定剂

●原料的预塑混合和塑炼的目的是使塑料各组分的分散和

塑化均匀

●3、设备因素

4、冷却定型的因素

●冷却温度冷却冷却必须适当

●冷却流道的结构水流道合理

●冷却辊速度冷却辊速比,太小,会使薄膜发皱;若速比太

大,产品出现冷拉伸现象,从而导致收缩率增大,所以操作时

必须严格要求冷却相连比的适当。

4.纠正压延辊筒弹性变形扰度对制品厚度影响,以及纠正补偿方法。

第十二章

1.四辊压延聚氯乙烯人造革基材引入和上胶方法,各有何特点。

2.金属制件的塑料涂覆的方法和工艺。

塑料涂覆的方法很多,有火焰喷涂、流化喷涂、热熔敷.悬浮液涂覆等。

使粉状或糊状塑料通过喷枪发射的火焰变为熔融或半熔融状态,并防火焰的气流射到物体表面而结成塑料涂层,这就是火焰喷涂。

流化喷涂的优点是能涂覆形状复杂的工件、涂层质量高、一次涂覆就可得到较厚的涂层、树脂损火少、工作环境清洁等;缺点是加工大型工件困难.

热熔敷法的工作原理是在已经预热好的工件上用喷枪喷上塑料粉末,而后借工件的热量使塑料焰触,冷却后就能使工件蒙上塑料涂层。必要时还须经过后烘处理。

悬浮液涂覆是将三氟氯乙烯、氯化聚醚、聚乙烯等悬浮液先用适当方法涂覆在工件上,然后经加热塑化使其成为粘结较牢的塑料涂层.悬

高分子材料成型加工原理 期末复习重点

1聚合物主要有哪几种聚集态形式? 玻璃态(结晶态)、高弹态与粘流态 2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T 材料的屈服强度,可进行薄膜或纤维拉伸;聚合物加工的最低温度: 玻璃化温度 Tg T > Tf (Tm) 粘流态(熔体,液态)比Tf略高的温度,为类橡胶流动行为,可进行压延、挤出与吹塑成型。可进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑与贴合等加工 3熔融指数?说明熔融指数与聚合物粘度、分子量与加工流动性的关系, 挤出与注塑成型对材料的熔融指数要求有何不同? 熔融指数(Melt Flow Index) 一定温度(T >Tf 或Tm)与压力(通常为2、160kg )下,10分钟内从出料孔(? = 2、095mm ) 挤出的聚合物重量( g∕10 min)。 a评价热塑性聚合物的挤压性; b评价熔体的流动度(流度φ= 1/η), 间接反映聚合物的分子量大小; c购买原料的重要参数。 分子量高的聚合物,易缠结,分子间作用力大,分子体积大, 流动阻力较大,熔体粘度大,流动度小,熔融指数低;加工性能较差。分子量高的聚合物的力学强度与硬度等较高。 分子量较低的聚合物,流动度小,熔体粘度低,熔融指数大,加工流动性好。分子量较低的聚合物的力学强度与硬度等较低 4成纤聚合物的一般特性,纤维成型过程,纺丝液体的制备,工业生产主要纺丝成形方法。 1)分子量较高,分子间作用力(含强极性基团或氢键)较大;可制成强度好的纤维; 2)无较长支链、交联结构与很大的取代基团,为线型结构,结晶性较好,使拉伸取向结晶后,纤维的强度与模量较高。 3)分子量分布窄:低分子级份过多,纤维强度下降;高分子级份太多,熔体粘度急剧增大,出现凝胶型颗粒,难于拉伸取向。 4) 溶解或熔融后,液体具有适度的粘度; 5) 良好的热稳定。

高分子材料成型加工

高分子材料成型加工 考试重点内容及部分习题答案 第二章高分子材料学 1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构就是由线型分子变为体型结构。举例:PF、UF、MF 2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构就是线型高分子。举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料:就是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。透明度不好,强度较大。 6、骤冷(淬火):Tc=Tg,有利晶核生成与晶体长大,性能好。透明度一般,结晶度一般,强度一般。 8、二次结晶:就是指一次结晶后,在一些残留的非晶区与结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。 9、后结晶:就是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。 第三章添加剂 1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)与功能性添加剂(除润滑剂之外的都就是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)

认识快速成型技术

教学难点与重点: 难点: 《产品逆向工程技术》教案 共 页 第 页 授课教师: 教研室: 备课日期: 年 月 日 课 题: 教 学 准 备: 教学目的与要求: 授 课 方 式: 项目四 快速成型技术认识 任务一 认识快速成型技术 PPT 掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。 讲授(90') 重点:快速成型技术的原理、工作流程和特点。 教 学 过 程: 上节课回顾→讲授课题→课堂小结

“ “ 张家界航院教案 第 页 上节课回顾: 讲授课题: 项目四 快速成型技术认识 通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。通过逆向工程技术, 企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势,以及符合人们消费需求的产品, 快速抢占市场。市场这块蛋糕就那么大,谁先抢到谁先吃,后来的就只能 看别人吃。现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更 便宜”转变成了“如何做的更快”。所以快速的响应市场需求,已经是制 造业发展的必经之路。 但是一件产品是不是设计出来就完事了?从设计到产品,中间还有一 个制造的过程,逆向工程解决了快速设计的问题,但是如果在制造加工阶 段耗费太长的时间,最后依然是无法快速的响应市场。尤其是在加工复杂 薄壁零件的时候,往往加工一件零件的周期要好几周,甚至几个月才能完 成,比如飞机发动机上的涡轮,加工周期要 90 天。 怎么解决这个问题呢?这就要用到今天我们这节课要讲的内容:快速 成型技术。快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字 化制造技术,利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能 的原型或者是直接制造出零部件,以便可以对设计的产品进行快速评价、 修改。按照以往的技术,在生产一件样品的时候,要么开模、要么通过复 杂的机加工艺来生产,这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲,都 会带来成本的提高。而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期, 降低开发成本,最大程度避免产品研发失败的风险,提高了企业的竞争力。 任务一 认识快速成型技术 快速成型技术(Rapid Prototype ,简称 RP)有许多不同的叫法,比如 “3D 打印”( 3D printing)、分层制造”( layered manufacturing ,LM) 、增材制 造”( additive manufacturing ,AM) 等。同学们最熟悉的应该就是“3D 打 印”,其实刚开始的时候,3D 打印本是特指一种采用喷墨打印头的快速成 型技术,演变至今,3D 打印成了所有快速成型技术的通俗叫法,但是现在 在学术界被统一称为“增材制造”。 增材制造是一种能够不使用任何工具(模具、各种机床),直接从三 维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术,可以使设计者在产品 的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。使用传统机加的 方法来加工零件时,在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性,是不 是能够加工出来。对于快速成型技术来讲,任意复杂的结构都可以利用它 的三维设计数据快速而精确的制造出来,解决了许多过去难以制造的复杂 结构零件的成型问题,实现了“自由设计,快速制造”。 一、物体成型的方式 之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制 造。与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。在现代成型学的观点 中,物体的成型方式可分以下几类:

注塑成型工艺流程图

注塑成型工艺流程图 一、注塑成型的基本原理: 注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。 二、注塑成型的四大要素: 1.塑胶模具 2.注塑机 3.塑胶原料 4.成型条件 三、塑胶模具 大部份使用二板模、三板模,也有部份带滑块的行位模。 基本结构: 1.公模(下模)公模固定板、公模辅助板、顶针板、公模板。2.母模(上模) 母模板、母模固定板、进胶圈、定位圈。3.衡温系统冷却.稳(衡)定模具温度。 四、注塑机 主要由塑化、注射装置,合模装置和传动机构组成;电气带动电机,电机带动油泵,油泵产生油压,油压带动活塞,活塞带动机械,机械产生动作; 1、依注射方式可分为: 1.卧式注塑机 2.立式注塑机 3.角式注塑机 4.多色注塑机 2、依锁模方式可分为: 1.直压式注塑机 2.曲轴式注塑机 3.直压、曲轴复合式 3、依加料方式可分为:

1.柱塞式注塑机 2.单程螺杆注塑机 3.往复式螺杆注塑机4、注塑机四大系统: 1.射出系统 a.多段化、搅拌性及耐腐蚀性。 b.射速、射出、保压、背压、螺杆转速分段控制。 c.搅拌性、寿命长的螺杆装置。 d.料管互换性,自动清洗。 e.油泵之平衡、稳定性。 2.锁模系统 a.高速度、高钢性。 b.自动调模、换模装置。 c.自动润滑系统。 d.平衡、稳定性。 3.油压系统 a.全电子式回馈控制。 b.动作平顺、高稳定性、封闭性。 c.快速、节能性。 d.液压油冷却,自滤系统。 4.电控系统 a.多段化、具记忆、扩充性之微电脑控制。 b.闭环式电路、回路。 c.SSR(比例、积分、微分)温度控制。

快速成型技术的现状和发展趋势

快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来,随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式,在毛坯上把多余的材料去除,得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多,大致可分为7大类,包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前,交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心快速成

型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 2.1 用于新产品的设计与试制。 (1)CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。 (2)机构设计应用: 进行干涉验证,及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 (3)CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具,以进行产品功能性测试与研讨。 (4)视觉效果:设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型,可作为进一步研发的基石。 (5)设计确认:可在短时间即可完成原型的制作,使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 (6)复制于最佳化设计:可一次制作多个元件,可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作,以在最短时间完成设计的最佳化。 (7)直接生产: 直接生产小型工具,或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长,成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点,使得其在机械制造领域,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用RP技术直接进行成型,成本低,周期短。2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来,人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RP技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。

高分子材料成型加工考试试题

高分子材料成型加工考 试试题 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

A 卷 一、 填空题:(30X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子 由许多重复单元通过 键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。 2、添加剂包括工艺添加剂和功能添加剂请任意写出四种添加剂的名 称: 、 、 、 。 3、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有: 、 、 。 4、写出四种聚合物成型方法: 、 、 、 。 5、通常单螺杆挤出机由 、 、 组成。 6、据实现功能的不同,可将双螺杆元件分为 (由正向螺纹元件组成,不同的螺杆头数和导程)、 (主要是指反向螺纹元件)、 (是捏合盘及其组合)、 (主要是指齿形盘元件)等。 注塑机性能的基本参数有: 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有高的光洁度、机械 和 精度。 9、锁模力的校核公式: 中,p 是 A 分是 。 二、简答题(3X10) 1、聚合物成型过程中降解 2、什么单螺杆的几何压缩比长径比 3、什么是双螺杆传动过程中的正位移移动 分 锁pA F

三、说明题:(2X10) 1、注塑成型的一个工作周期(以生产一产品为例) 2、在单螺杆设计过程中,采用那些方法可实现对物料的压实(从螺杆的结构上说明) 四、分析题:(20) 1、简述管材成型机头的组成(1-10的名称)及工作过程 B卷 一、填空题:(40X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子由许多重复单元通过键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。 2、热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为3个阶段,其分别是: 、、。 3、添加剂包括工艺添加剂和功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称:、、、。 4、聚合物物理状态有、、。所对应的温度有:、、。 5、写出四种聚合物成型方法:、、、。 6、通常单螺杆挤出机由、、和温控系统组成。 7、注塑机的基本参数有:、、、。等。

几种常见快速成型工艺优缺点比较

几种常见快速成型工艺优缺点比较 FDM 丝状材料选择性熔覆(FusedDepositionModeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。 丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。 FDM快速原型技术的优点是: 1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。 2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、可快速构建瓶状或中空零件。 4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。 5、原材料费用低,一般零件均低于20美元。 6、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。

FDM快速原型技术的缺点是: 1、精度较低,难以构建结构复杂的零件。 2、垂直方向强度小。 3、速度较慢,不适合构建大型零件。 SLA 敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固的粘结在前一层上,如此重复不已,知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,即可取出工件,进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件,能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作,或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具,以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模,使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA快速原型技术的优点是: 1、系统工作稳定。系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行,无需专人看管,直到整个工艺过程结束。 2、尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。 3、表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。

高分子材料成型加工原理

第一章绪论 1.按所属成型加工阶段划分,塑料成型加工可分为几种类型?分别说明其特点。 (1)一次成型技术 一次成型技术,是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。 (2)二次成型技术 二次成型技术,是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸,又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。 (3)二次加工技术 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下,为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 2.成型工厂对生产设备的布置有几种类型? (1)过程集中制 生产设备集中; 宜于品种多、产量小、变化快的制品; 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。 (2)产品集中制 一种产品生产过程配套; 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强; 物料运输方便,易实现机械化和自动化,成本降低。 3.塑料制品都应用到那些方面? (1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电气工业 (5)化学工业(6)仪表工业(7)建筑工业(8)航空工业 (9)国防与尖端工业(10)家具(11)体育用品和日用百货 4.如何生产出一种新制品? (1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等方面所应具备的指标; (2)根据要求,选定合适的塑料,从而决定成型方法; (3)成本估算; (4)试制并确定生产工艺规程、不断完善。 第二章塑料成型的理论基础 1.什么是聚合物的结晶和取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义? 2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 晶态聚合物:Tm——Td;非晶态聚合物:Tf——Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说,在不结晶或结晶度低时最高使用温度是Tg,当结晶度达到40%以上时,晶区互相连接,形成贯穿整个材料的连接相,因此在Tg以上仍不会软化,其最高使用温度可提高到结晶熔点。

高分子材料成型加工(含答案)

1.高分子材料成型加工:通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。 2.热塑性塑料:是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。具有可塑性可逆 热固性塑料:是指受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。 3. 通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料 工程塑料:指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料. 4.可挤压性:材料受挤压作用形变时,获取和保持形状的能力。 可模塑性:材料在温度和压力作用下,产生形变和在模具中模制成型的能力。 可延展性:材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。 可纺性:材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。 5.塑化效率:高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差. 6.稳定流动:凡在输送通道中流动时,流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化,此种流动称为稳定流动。 不稳定流动:凡流体在输送通道中流动时,其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化,此种流动称之不稳定流动。 7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。(在等温流动情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传入和输出的热量应保持相等) 不等温流动:在塑料成型的实际条件下,由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应,这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差,因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。 8. 熔体破裂: 聚合物在挤出或注射成型时,在流体剪切速率较低时经口模或浇口挤出物具有光滑的表面和均匀的形状。当剪切速率或剪切应力增加到一定值时,在挤出物表面失去光泽且表面粗糙,类似于“橘皮纹”。剪切速率再增加时表面更粗糙不平。在挤出物的周向出现波纹,此种现象成为“鲨鱼皮”。当挤出速率再增加时,挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹,甚至支离和断裂成碎片或柱段,这种现象统称为熔体破裂. 9. 离模膨胀:聚合物熔体挤出后的截面积远比口模截面积大。此种现象称之为巴拉斯效应,也成为离模效应。离模膨胀依赖于熔体在流动期间可恢复的弹性变形。有如下三种定性的解释:取向效应、弹性变形效应(或称记忆效应)、正应力效应。 10. 均匀程度指混人物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。 分散程度指混合体系中各个混人组分的粒子在混合后的破碎程度。破碎度大。粒径小,起分散程度就高;反之。粒径大,破碎程度小,则分散的不好 11. 塑炼:为了满足各种加工工艺的要求,必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态,这种使弹性生胶变成可塑状态的工艺过程称作塑炼。 混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成混炼胶的过程。 12. 固化速率:是以热固性塑料在一定的温度和压力下,压制标准试样时,使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与标准试件的厚度的比值(s/mm厚度)来表示,此值愈小,固化速率愈大。 13.成型收缩率:在常温常压下,模具型腔的单向尺寸L 。和制品相应的单向尺寸L之差与

塑料颗粒加工工艺流程

塑料颗粒加工工艺流程 造粒工序是将高聚物树脂与各种添加剂、助剂,经过计量、棍合、塑化、切粒制成颗粒状塑料的生产过程,塑料颗粒是塑料成型加工业的半成品,也是挤出、注塑、中空吹塑、发泡等成型加工生产的原材料。 树脂有粉末状和粒状两种。 用挤出法造粒是最基本和最简单的造粒方法,应用广泛。 对于各种塑料成型加工方法,用颗粒料加工与粉料直接加工相比,用造粒的颗粒料的优点如下: (1)加料方便,不需要在加料斗安装强制加料器。 (2)颗粒料相对密度比粉末料大,塑料制品强度较好。 (3)树脂与各种固体粉末料或液体助剂的混合较均匀,塑料制品的物理性能较均匀。 (4)塑料制品色泽均匀。

(5)颗粒料种含空气剂挥发物较少,使塑料制品不易产生气泡。 (6)颗粒料对挤出机和生产环境无污染。 生产工艺: 1、配料前的准备工作 对回收的母料进行准备处理前首先进行清洗,清洗不同母料所用清洗剂有所不同,一般母料(饮料瓶、普通塑料包装等)可使用清水清洗,带有油污的母料(油桶等)可使用清洗剂清洗,对于染色严重的母料需要使用火碱(NaOH)进行清洗去色。 配料前的准备工作包括树脂过筛、增塑剂过滤、粉末状添加剂磨浆、色母料粉的配制原材料干燥、块状添加剂的加热熔化等工序。 高聚物树脂在生产、包装、运输过程中,可能混入机械杂质或其他杂质,为防止损坏造粒设备和降低产品质量,树脂必须过筛后使用,粉末聚氯乙烯一般采用40目的筛网,颗粒状聚乙烯或聚丙烯过筛,可用比树脂粒径稍大的细丝网过筛。 为防止增塑剂内机械杂质或黑色垃圾混入制品,影响产品性能,生产电缆料时,增塑剂一般用60~120目的过滤网过滤〔粘度大的用60目的,粘度小的用120目。

快速成型技术及应用论文

基于激光快速成型技术的金属快速成型技术 摘要:文章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状 ,分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点,对这些工艺的影响因素进行了讨论。 关键词:选区激光烧结;金属零件;影响因素。 引言 快速制造 (Rapid Manufacturing) 金属零件一直受到国内外的广泛重视 , 是当今快速成型领域的一个重要研究方向。到目前为止 ,用于直接成型金属材料、制备三维金属零件的技术主要有激光近形制造与金属粉末的选择性激光烧结技术。激光近形制造(LENS) ,又称激光熔覆制造或熔滴制造 ,它将激光熔覆工艺与激光快速成型技术相结合 , 利用激光熔覆工艺逐层堆积累加材料,形成具有三维形状的三维结构。在该方面 ,美国的Aeromet、德国的汉诺威激光中心以及清华大学激光加工研究中心等均进行了大量的研究 , 并得到了具有一定形状的三维实体零件。有异于激光近形制造 ,选择性激光烧结则有选择地逐层烧结固化粉末金属得到三维零件。在这一领域,美国的DTM丶德国的汉诺威激光中心等进行了多元金属的烧结研究。就选区激光烧结(SelectiveLaser Sintering , SLS)而言 ,根据成型用金属粉末的不同 , 人们又开发出多种工艺途径来实现金属零件的烧结成型 ,主要有三种途径:一是利用金属粉末与有机粘结剂粉末共混粉体的间接烧结,金属粉末与有机粘结剂粉末均匀共混,烧结中,低熔点的粘结剂粉末熔化并将高熔点的金属粉末粘结,形成原型(“绿件”),经后处理,烧失粘结剂,形成“褐件”,最后通过金属熔渗工艺得到致密的金属件;二是利用金属混合粉末的直接烧结 , 其中一种粉末具有较低的熔点(如铜粉) ,另一种粉末熔点较高 (如铁粉) ,烧结中低熔点的金属粉末铜熔化并将难熔的铁粉粘结在一起 , 这种方法同样需要较大功率激光器;三是利用单一成分金属粉末的直接烧结,这种方法目前主要用于低熔点金属粉末的烧结,对熔点高的金属粉末,需采用大功率激光器。本文分别对上述的间接和直接烧结成型工艺进行了初步的研究。 1 SLS的烧结原理 激光选择性烧结快速成型技术是使用激光束熔化或烧结粉末材料 ,利用分层的思想 ,把计算机中的 CAD 模型直接成型为三维实体零件。它的创新之处在于将激光、光学、温度控制和材料相联系。SLS烧结原理如图1所示,烧结过程可分为三部分: (1)首先在粉体床上铺一薄层粉体 , 并压实 , 可以根据需要 ,在激光烧结前进行预热; (2)激光照射粉体层 ,烧结粉体,形成所设计零件一层的形状;(3) 粉体床下降一个薄层厚度的距离;重复上面的过程 ,直到原型零件完成。 SLS对粉末烧结的明显优势在于: (1) 和其它的加工方法比较,能获得优良的材料性能,同时,它的加工材料范围比较宽 (聚合物、金属、陶瓷、铸造砂等);(2) 易于实现液相烧结 , 烧结周期比较短; (3) 比传统的烧结方法更易得到密实的以粉末金属为原料的产品;(4)工艺比较简单 , 烧结路线、烧结温度便于控制。

高分子成型加工原理

1、什么叫混合、混炼?并指出各自的特点。 混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。 混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。 混合:温度低(一般低于聚合物熔点),剪切速率小;混炼:温度高(一般高于聚合物熔点),剪切速率大。 2、试述捏合机、高速混合机、开炼机、密炼机的基本结构、工作原理和机器的规格型号。 (1) Z形捏合机 基本结构:带有加热(冷却)夹套的鞍形混合室、一对Z形搅拌器、电气传动装置等。捏合机除了通过夹套加热和冷却外,还可在搅拌器中心开设通道,通加热或冷却载体,以便准确及时地控制捏合时物料的温度。 工作原理:混合时,物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻,而后在混合室的中间下落,再次为搅拌器所作用。这样重复循环,物料得到多次折叠和撕捏作用,从而得到均匀混合。 (2)高速混合机 基本结构:附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室、一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮、排料装置、折流板(挡板)以及电气传动装置等。 工作原理:高速混合机工作时,高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时,由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁,并且沿内壁面爬升,当升到一定高度后,由于重力的作用,物料又落回到叶轮中心,接着又被抛起。物料的表面不断得到更新,由于叶轮的转速很高,物料运动速度很快,快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦,使得团块破碎,物料因摩擦升温,同时迅速地进行着交叉混合,这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。规格型号:GH200,GH表示高速混合机,200表示工作容量200升。实际加料量为工作容量的50~75%。 (3)开炼机 基本结构:两只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。辊筒为中空结构,内部可通加热或冷却载体,也可直接放置电加热棒加热。 工作原理:开炼机工作时,两个辊筒相向旋转,且速度不等。放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间,在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切,这种剪切使物料产生大的形变,从而增加了各组分之间的界面,产生了分布混合。该剪切也使物料受到大的应力,当应力大于物料的许用应力时,物料会分散开,即分散混合。所以提高剪切作用就能提高混合塑炼效果。 规格型号:SK-160;SK表示塑料开炼机,160表示辊筒直径160mm。 XK橡胶双辊开炼机。 3、决定开炼机正常工作的条件是什么? 开炼机正常工作时的两个条件: ①物料与辊筒的摩擦角应大于接触角; ②两个辊筒之间存在速比。减小辊筒间距和加大辊筒速比,可以加大剪切作用。 4、高速混合机中折流板的作用是什么? 改变混合时物料的流型;内部安装测温传感器,测试物料的温度。 5、常见的连续混合设备有哪几种,各有什么特点? 连续混合设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、行星螺杆挤出机和连续混炼机。 6、生胶在成型加工前为什么要进行塑炼? 塑炼主要是为了降低生胶的弹性,增加可塑性,获得适当流动性,使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀,也利于胶料进行各种成型操作。此外,还要使生胶的可塑性均匀一致,从而使制得的胶料质量也均匀一致。 模压成型部分 1、试简述热固性塑料的模压成型(压缩模塑)工艺过程。 模压成型通常称压缩模塑,是将模塑塑料在已加热到指定温度的模具中加压,使物料熔融流动并均匀地充满模腔,在加热和加压的条件下,经过一定的时间,使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。 2、为什么热塑性塑料较少采用模压成型的方法加工? 热塑性塑料模压成型时,必须将模具冷却到塑料固化温度以下才能定型为制品,为此需交替加热与冷却模具,生产周期长,故生产中很少采用。 3、什么是BMC、SMC?它们常采用何种方法成型? BMC:块状模塑料,用预混法制成的聚酯树脂模塑料,模塑料成团块状,故也称料团。 SMC:片状模塑料,用预浸法制成的片状聚酯树脂模压料。 4、热固性塑料、热塑性塑料、橡胶的模压成型有什么不同? 成型过程中热塑性塑料不发生化学变化,而后两者有物理和化学变化。

快速成型技术与试题---答案

试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低,制造速度快,环保节能,适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型(SLA)的成型效率主要与扫描速度,扫描间隙,激光功率等因素有关 5. 也被称为:3D打印,增材制造; 6.选择性激光烧结成型工艺(SLS)可成型的材料包括塑料,陶瓷,金属等; 7.选择性激光烧结成型工艺(SLS)工艺参数主要包括分层厚度,扫描速度,体积成型率,聚焦光斑直径等; 8.快速成型过程总体上分为三个步骤,包括:数据前处理,分层叠加成型(自由成型),后处理; 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高,加工周期短,成本低,高度技术集成等; 10.快速成型技术的未来发展趋势包括:开发性能好的快速成型材料,改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,开发新的成形能源,快速成形方法和工艺的改进和创新,提高网络化服务的研究力度,实现远程控制等; 11.光固化快速成型工艺中,其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构,支撑结构的主要作用是防止翘曲变形,作为支撑保证形状; 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成,每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单,应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体,stl文件有两种:一种是ASCII明码格式,另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度,尺寸精度和表面精度,即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有:翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等;尺寸误差是指成型件与CAD模型相比,在x、y、z三个方向上尺寸相差值;表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应,使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似(除水平和垂直表

快速成型技术的发展和应用

快速成型技术的发展和应用 摘要:科技飞速发展的今天,人类对制造业也提出了更高的要求,行业竞争也日趋激烈。 快速成型技术也应运而生,并且展现了它强大的生命力和广阔的应用前景。目前,快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。 The rapid development of science and technology today, the human is put forward higher requirements on manufacturing, industry competition is increasingly fierce. Rapid prototyping technology also arises at the historic moment, and shows its strong vitality and broad application prospects. At present, the modelling of rapid prototyping technology has been in the industry, machinery manufacturing, aerospace, military, architecture, film and television, home appliances, light industry, medicine, archaeology, cultural art, sculpture, jewelry, and other fields has been widely used. And with the development of the technology itself, and will continue to expand its application field. 关键词:快速成型,堆积法,高集成性、高柔性、高速性,自动、直接、快速、精确。 前言: 21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代,随着科学技术的发展和社会需求的多样化,全球统一市场和经济全球化的逐步形成,产品的竞争更加激烈。在工业化的国家中,60%—80%的财富是由制造业提供的。制造业是衡量一个国家实力水平的重要标志之一,也是创造社会财富和国民经济赖以生存发展的重要支柱产业。 现代制造已不仅仅是机械制造,而且具有大制造,全过程,多科学的新特点。大制造应包括机电产品的制造,工业流程制造,材料科学制造等等,所以它是一个广义的制造概念。 我国在先进制造技术方面和国外有比较大的差距,特别是我国制造业的自动化,信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术,勇气改造传统产业和形成高技术,提升我国制造业得产业结构,产品结构和组织结构,增强其技术创新能力,产品开发,和市场竞争能力。是制造业,特别是机械制造业走出困局的关键性措施。这样才能保证我们世界工厂地位的确立,实现由制造业大国向制造业强国的转变。 快速成型技术的诞生 快速成型技术作为一个专用名词在20世纪80年代末期,美国为了加强其制造业的竞争力与促进国民经济的增长,根据其制造业面临的挑战与机遇,并对其制造业存在的问题进行深刻反省提出来的。快速成型技术是集成制造技术,电子技术,信息技术,自动化技术,能源晕技术,材料科学以及现在管理技术等众多技术的交叉,融合和渗透而发展起来的,涉及到制造业中的产品设计,加工装配,检验测试,经营管理等产品生命周期全过程,已实现优质,高效,低耗,清洁,灵活生产,提高对动态多变,细分的市场的适应能力和竞争能力的一项综合技术。 快速成型技术是顺应这一潮流而出现的先进制造技术,它能自动,直接,快速,精确的将设计思想物转化具有一定功能的原型或直接制造零件,快速成型技术是先进制造技术的重要组成部分,也是制造技术在制造理论的一次革命性飞跃,快速成型技术目前在美国,欧洲,日本等地已被广泛应用,受到制造业界及各类用户的普遍重视。 世界上第一台快速成形机于自1988年诞生于美国。快速成型制造技术是国外20世纪80年

高分子材料成型加工原理试题

高分子材料成型加工原理试题 Material Science & Technology Department, Major: Polymer Science & Engineering, Class: 2008-2. 一、填空 1、聚合物具有一些特有的加工性质,如有良好的__可模塑性__,__可挤压性__,__可纺性__和__可延性__。 2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标。 4、按照经典的粘弹性理论,线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成。 5、晶核形成的方法:均相成核、异相成核。 6、单螺杆挤出机的基本结构:传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。 1. 按照塑料塑化方式的不同,挤出工艺可分为(干法)和(湿法)二种;按照加压方式的不同,挤出工艺 又可分为(连续式)和(间歇式)两种。 2 、聚合物流动过程最常见的弹性行为是:端末效应和不稳定流动。 3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。 7、螺杆结构的主要参数:t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。 1、非牛顿流体受到外力作用时,其流动行为有以下特征:(剪应力)和(剪切速率)间通常不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性;非牛顿性是(粘性)和(弹性)行为的综合,流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系,当T>Tf时,主要发生(粘性形变),也有弹性效应,当Tg

快速成型技术及其发展综述

计算机集成制造技术与系统——读书报告 题目名称: 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导老师

快速成型技术及其发展 摘要:快速成型技术兴起于20世纪80年代,是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面,同时简述快速成型技术在国内的发展历程。 关键词:快速成型烧结固化叠加发展服务 1 快速成形技术的产生 快速原型(Rapid Prototyping,RP)技术,又称快速成形技术,是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初,美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年,在不同的地点各自独立地提出了RP的概念,即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下,完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1,1986年该系统获得专利,这是RP发展的一个里程碑。同年,查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时,其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层(Laminated Object Manufacturing,以下简称LOM)的方法,并于1985年组建Helisys 公司,1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年,美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,简称SLS)的思想,稍后组建了DTM 公司,于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling,简称FDM)的思想,1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。 自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期,出现了几十种不同的RP技术,但是SLA、SLS和FDM几种技术,目前仍然是RP技术的主流,最近几年LJP(立体喷墨打印)技术发展迅速,以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2基本原理 快速成形技术是在计算机控制下,基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术。 1、从成形角度看,零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息,再与成形工艺参数信息结合,控制材料有规律、精确地由点到面,由面到体地堆积零件。 2、从制造角度看,它根据CAD造型生成零件三维几何信息,控制多维系统,通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。 3快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法(即机械加工)有着本质的区别,它采用逐渐增加材料的方法(如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等)来形成所需的部件外型,由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染,(传统机械加工的冷却液等是污染环境的),因此在当代讲究生态环境的今天,这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术,解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积,在使用该技术时,首先设计者借助三维CAD或者

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