塑料加工工藝與制件結(jié)構(gòu)設計

岳建軍

（滄州明珠塑料股份有限公司，河北 滄州 061001）

經(jīng)過科技的逐步發(fā)展，現(xiàn)在塑料已經(jīng)成為我們需要的重要材料之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，塑料的應用現(xiàn)已被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國防尖端工業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ畹雀鱾€領(lǐng)域。但隨著目前我國的新型聚合物材料的不斷出現(xiàn)和市場上對聚合物擠出產(chǎn)品性能要求的不斷提高，這些單一材料的塑料制品已不能日益滿足我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)需要。如何解決這一實際問題，是擺在我們面前的首要任務。作為一直從事塑料方面工作的人來說，根據(jù)實際工作情況逐步總結(jié)了這方面的發(fā)展方向和目標，就是要實現(xiàn)塑料加工向著高效、高速、高精度等方向發(fā)展，同時還有把計算機技術(shù)引入這一領(lǐng)域，把整個塑料加工技術(shù)提高到一個新水平。

1 目前塑料的優(yōu)特點、分類闡述

一般來說，塑料的特點具備質(zhì)量輕，化學性穩(wěn)定,不銹蝕，電氣絕緣性能好，同時根據(jù)實踐來看，塑料的剛度與木材相近，拉伸強度一般在10～500MPa左右。塑料的優(yōu)點是耐用、防水，良好的絕緣體，塑料還可以用于制備工業(yè)用料的燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。

塑料的分類方面我們一般可以把它分為熱固性與熱可塑性這兩大類。而熱固性在實際中是無法重新塑造使用的，熱可塑性一般是可再重復生產(chǎn)利用的，這些在實際應用中一般都接觸過。

另外，塑料高分子的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型，第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，筆者認為具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結(jié)構(gòu)。有些高分子雖然分子間有交聯(lián)，但交聯(lián)較少，稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于體型結(jié)構(gòu)。實際操作中兩種不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出兩種相反的性能。線型結(jié)構(gòu)高聚物由于有獨立的分子存在，所以有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨立的大分子存在，因此它沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

2 塑料加工工藝的方法

據(jù)不完全統(tǒng)計，塑料加工工藝成型的方法大概有30多種。但是無論怎樣，它的選擇主要決定于塑料的類型、制品的外形和尺寸及起始形態(tài)。加工熱塑性塑料常用的方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等，加工熱固性塑料一般采用模壓、傳遞模塑，也用注射成型。層壓、模壓和熱成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法均可用于橡膠加工。此外，還有以液態(tài)單體或聚合物為原料的澆鑄等。但是在這些諸多的方法中，筆者認為還是以擠出和注射成型用得最多，也是我們?nèi)粘Ｓ玫降淖罨镜某尚头椒āＯ旅婀P者就簡單對其中幾種成型方法做一簡單介紹，別的不多累述了。

2.1 塑料擠出成型的方法。這種方法是按照螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，連續(xù)地將塑化好的塑料擠進模具，然后再通過一定形狀的口模時，這樣就會得到與口模形狀相適應的塑料型材的工藝方法。具體生產(chǎn)線如圖1所示。

像這樣就會擠出成形占塑料制品的30%左右。產(chǎn)品主要用于截面一定、長度大的各種塑料型材，它的特點是能連續(xù)成形、生產(chǎn)率高、模具結(jié)構(gòu)簡單等。另外筆者還分析得出，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都能擠出成形，部分熱固性塑料也可擠出成形。

2.2 塑料注射成型的方法。這種方法我們是利用注射機將熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各種塑料制品的方法。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前幾乎所有的熱塑性塑料均可采用此法，也可用于某些熱固性塑料的成形。筆者也做了個粗略地統(tǒng)計，像注射成形占塑料件生產(chǎn)中

圖1 塑料擠出成型的方法

圖2 塑料注射成型的方法

圖3 塑料壓制成型的方法

的比重大概也是30%左右，它具有能一次成形的特點，形狀復雜件、尺寸精確、生產(chǎn)率高等優(yōu)點；但設備和模具費用較高，現(xiàn)在一般地主要用于大批量塑料件的生產(chǎn)過程中。具體生產(chǎn)線如圖2所示。

在實際操作中，我們可以將粉粒狀原料從右側(cè)的料斗中加入料筒，當柱塞推進時原料就會被推入加熱區(qū)，再次經(jīng)過分流梭，通過噴嘴將熔融塑料注入模腔中，冷卻后開模即得塑料制品。這一種方式比較簡單，容易操作。

2.3 塑料壓制成型的方法。我們所說的這種方法是將固態(tài)的粒料或預制的片料加入模具中，我們對它通過加熱和加壓的方法，使其軟化熔融，并在壓力的作用下充滿模腔，固化后得到塑料制件的方法。

在實際生產(chǎn)中，這種方法它具備模具簡單，能生產(chǎn)大型制品，但經(jīng)過筆者分析認為，這種方法在生產(chǎn)時生產(chǎn)周期長、效率低，較難實現(xiàn)自動化，難以生產(chǎn)厚壁制品及形狀復雜的制品，一般很少被企業(yè)采用。

3 塑料的制件結(jié)構(gòu)設計

上面我們對塑料的工藝成型方法做了探討，下面筆者結(jié)合實際對塑料的制件結(jié)構(gòu)設計再做進一步的分析敘述，供大家參考。首先我們先來明確塑料制件結(jié)構(gòu)設計的原則。我們知道任何事情都要講究個原則性。塑料的設計制作也要講究這一點。我們應該從它的各種性能特點，包括缺點在內(nèi)的各種特性都要考慮到，首先就是考慮它的總體結(jié)構(gòu)，主要目的就是要使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出機構(gòu)要特簡單。其次是在保障物理及化學性能基礎(chǔ)上，做到設計的結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，使用要方便。在這之前，筆者建議要對外觀進行造型初步的設計，再繪制圖樣，以便操作。

3.1 塑料制作結(jié)構(gòu)的尺寸、精度的把握。所謂尺寸就是它的大小程度。這個時候要考慮注射機的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制等問題，要綜合考慮這些后，我們再去制作尺寸，相信會達到完美統(tǒng)一的效果。另外，所謂的精度，就是我們所說的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，筆者在這建議，在我們滿足需要的前提下，應盡可能設計得低一些。我們在精確度的確定上一般采用公差代號為MT，公差等級分7級來做衡量的標準。一般地，MT1級、2級精度最高；MT7級精度最低。另外對于它上孔的公差我們可采用基準孔，可取表中數(shù)值冠以（＋）號；而對于塑件上軸的公差可采用基準軸，可取表中數(shù)值冠以（－）號。

3.2 塑料制作結(jié)構(gòu)表面質(zhì)量的設定。在這個規(guī)定里面，我們采用的是GB/T14234《塑料件表面粗糙度標準——不同加工方法和不同材料所能達到的表面粗糙度》標準；而在表面粗糙度選擇上我們采用塑件的表面粗糙度一般為Ra0.2～1.25。在實際的設計制作中，表面粗糙度數(shù)值要比塑件低1～2級。這是要注意的。

結(jié)語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的塑料加工工業(yè)也隨著逐步發(fā)展，這個時候它的適應能力也會出現(xiàn)較強的態(tài)勢，為我國的輕工業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。這個時候，只要我們的企業(yè)抓住時機，充分利用市場競爭機制，就能夠?qū)崿F(xiàn)塑料加工業(yè)的大發(fā)展。但是我們也不能忘記在以下幾個方面要大力發(fā)展我國的塑料加工工藝及制件結(jié)構(gòu)設計，主要是有機原料、化工設備、化工印染、膠粘劑等方面加大力度。只有這樣，我們的塑料加工工藝才會迎來發(fā)展的新機會。

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