ABS材料在工業(yè)設計領域的應用

姚中賀 朱曉艷

(1.內蒙古工業(yè)大學，內蒙古 呼和浩特 010050；2.內蒙古工業(yè)大學土木工程學院，內蒙古 呼和浩特 010050)

1 ABS材料特性

1.1 物料性能

ABS材料具有很強的抗沖擊性，同時具備優(yōu)越的化學穩(wěn)定性，成型之后尺寸穩(wěn)定不易變形，材料表面抗劃性良好，具有防潮、耐磨及耐腐蝕的特性能夠兼容多種環(huán)境，在建材行業(yè)充當十分理想的材料；材料具有一定透光性，相對于同樣透明度的亞克力材料而言具有更優(yōu)越的韌性；ABS材料三種原料均為環(huán)保化學物質，無毒無味同時與電氣絕緣，使用安全且相對環(huán)保。

1.2 成型性能

ABS材料成型前無定形，表現為中等流動性，且容易吸濕，需要在成形前進行充分干燥；物料成型過程中適宜取高料溫，但應控制溫度低于270℃以免材料溫度過高分解。對于精度較高的塑件取50～60℃的模溫較為適宜，對于高光澤、耐熱塑件取60～80℃的模溫；采用高模溫、高料溫及改變水位等方法提高原材料流動性，用以解決夾水紋；材料冷卻速度較快，應選擇粗、短的模具澆注系統(tǒng)設置較大澆口，同時設置冷料穴；料溫對于ABS塑件的品質影響較大，料溫多低會使ABS塑件表面失去光澤造成缺料同時視覺上呈現銀絲亂紋的現象，料溫過高會使塑件溢邊變色起泡，內部出現銀絲暗條；模溫過低將會提高材料抗沖擊強度、收縮率以及伸長率，但同時會降低其抗張強度、抗彎強度以及抗壓強度；材料成型后收縮率降低表現為塑件特征，溫度持續(xù)過高會導致熔融開裂產生應力集中破壞塑件結構。故成型過程中應嚴格把控每一步條件，成型后及時對材料進行退火處理。

1.3 環(huán)境性能

2 ABS材料在工業(yè)設計領域的應用

2.1 ABS材料的應用分類

ABS材料的種類隨著技術的發(fā)展不斷增多，同時涉及了較為廣泛的應用范圍。一般情況下，ABS材料的主要應用可以劃分為2個部分，分別為工程塑料方面和3D打印方面。

ABS材料是一種重要的工程塑料合金，基于其優(yōu)良的物料性能廣泛應用于汽車、電子電氣、辦公、建材和通訊設備等領域。ABS工程材料是作為3D打印的主要材料之一，ABS材料之所以能實現3D打印，是其特性決定，ABS塑料有耐熱性、抗沖擊性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良、制品尺寸穩(wěn)定等特點，完美兼容了3D打印材料對于強度、耐熱性、耐沖擊性、抗老化性及硬度均優(yōu)的要求。

2.2 ABS材料在工業(yè)設計領域的應用

從工業(yè)設計中分析ABS材料的應用會有更具體的表現。工業(yè)設計在狹義層面講上就是指產品設計，就是通過自然界與人之間的交互，生產某些設備工具等的需求所做出的響應[2]。而廣義層面上講工業(yè)設計就不單單意味著產品設計，還包含其他層面的設計，比如環(huán)境藝術設計、視覺傳達設計、生活用品設計、設備儀器設計、交通工具設計、家具設計等。同時，這些設計理念也包含著產品設計[3]。

通過對ABS材料在工業(yè)設計中的具體應用研究，在工業(yè)設計中進行材料分類可以化分為以下三個方面：

2.2.1 汽車產業(yè)

汽車產業(yè)較多零部件均是采用ABS合金或ABS材料制造的，如上汽大眾桑塔納轎車，每輛車都要使用11公斤的ABS材料，ABS材料用量位居汽車排行榜第三。據統(tǒng)計我國2000年汽車產業(yè)所用ABS材料重達3.5萬噸。轎車的儀表盤使用PC/ABS作骨架，儀表盤表面再覆以PVC/BOVC/ABS薄膜，日用轎車為提高檔次感在汽車室內裝飾方面具有多種設計，這就對材料性能具有較高要求，既要滿足強度需要同時易于開模成型以達到設計效果，車內手套箱、飾柱、儀表前蓋等均采用ABS材料。

2.2.2 商務設備及其內置部件

基于ABS材料具有易成型和高光澤的特性，常用于設計商務用品使其具備高端的外觀和良好的手感，如SIM卡、電子產品外殼、電器產品、電話機外殼、傳真機、存儲器外殼以及計算機等等都大量使用ABS材料制作其零部件。

不同地區(qū)的農業(yè)旱災情況，包括受旱率、成災率和受災頻率等因素，在很大程度上反映了地區(qū)受旱災影響的程度大小和不同區(qū)域間干旱情況的相似性，可以作為分區(qū)的依據之一。

2.2.3 家用電器

ABS材質產品普遍具有的良好光澤以及對產品多種形態(tài)的完美兼容，使其在家電行業(yè)也占據著廣泛市場，小家電如家用音響、傳真機、VCD中大量采用ABS為制作原料，大型家用設備如洗衣機、吸塵器、微波爐及吹風機內外部件中都采用了較多ABS材質的零件。

3 ABS材料應用于工業(yè)設計中的特點

ABS材料廣泛應用于工業(yè)設計領域，定會有其作為主要材料的優(yōu)勢，以此區(qū)別ABS材料同普通傳統(tǒng)材料的性能差異，不同的ABS材料的性能是不一樣的，但是將其運用到工業(yè)設計中有著相似的功能[4]。

3.1 流動性良好

ABS材料具有良好的流動特性，這對于形態(tài)百變的工業(yè)產品設計來講非常可貴，這一性能可以充分滿足工業(yè)設計中對視覺傳達設計的各種要求，比如對汽車前格柵、中控臺裝潢及外觀修飾等外觀要求苛刻的產品制造非常容易滿足。“尖叫設計XNormann Copenhagen”聯名款Geo保溫壺憑借其獨特的矩形、圓形、三角形廓型設計斬獲2013年德國紅點設計獎，其主體部分全部采用ABS材料制成，從外觀即可感受到這款水壺的精致程度，每個廓形都在詮釋極致，正式因為ABS材料有較好的流動性，易加工成型、易著色噴涂的特性，使得其能夠在外觀造型和色彩傳達上實現高級感的體現。

3.2 強度抗沖擊性優(yōu)異

作為汽車防護用具的材料，ABS材料在同類型材料中較為出色的抗沖擊性滿足了防護用具對抗沖擊性能的要求。“FORTUNER”外置ABS后備箱后護板，汽車護板的規(guī)格要求以及結構設計對于其防護作用的發(fā)揮起到至關重要的影響，這款后護板即是全部采用ABS材料制成并通過固體膠粘結方式與汽車相匹配，為車輛后備箱抵抗使用過程中受到的沖擊。一款適用于19款斯巴魯森林人的擋泥板同上述護板一樣，全部采用ABS材質，擋泥板相比于護板在汽車使用過程中會遭受到更大程度的沖擊，而且為保持擋泥板安裝貼合更加穩(wěn)固，其參數設計要極大貼近于原車參數，ABS材料同時兼容了這兩項要求。

3.3 易著色、上色

色彩構成是色彩體系內部的相互作用，即設計人員通過對用戶群體的定位，基于用戶對于色彩的感知和體驗，運用多種科學方式對色彩進行化學分析處理，促使設計產品中復雜的色彩體系可以直接轉化為產品設計理念的基本要素，并同時在品質和整體效果層次的變化情況充分融合[5]。ABS著色可用液態(tài)著色法、干粉著色法、母料著色法及混煉著色法，大多采用母料著色法[6]，與傳統(tǒng)著色法相比母料著色法具有以下幾點優(yōu)勢：

(1)一站式加工工藝，有效避免在造粒著色過程中對塑料加熱過程的影響，一定程度上保護材料；

(2)最大程度簡化了塑料制品生產工藝；

(3)節(jié)省了大量電能，色母的使用非常簡單，只需按規(guī)定的配比與樹脂顆粒混合，手工拌和即可實現材料著色[7］。

ABS材料簡易環(huán)保的著色工藝以及出眾的色彩可靠性使得工業(yè)設計產品的色彩設計元素能夠完美呈現。宜家IKEA PS 2014創(chuàng)意吊燈憑借拉索式開關和極具科幻色彩的可變形恒星式燈體榮獲國際設計競賽紅點設計大獎，燈體扁平外殼部分采用金屬漆處理后的ABS材料，針對于這款產品的表面光滑度以及開啟時燈光反射形成的色彩效果，外表的ABS材質都給予它充分的表現。

4 結語

綜上所述，ABS材料在工業(yè)設計領域憑借其良好的抗沖擊性、高強度、高流動性、耐久性以及易著色的特性擁有著諸多廣泛的用途[8]，隨著社會主義市場經濟的飛速發(fā)展，市場競爭越來越大，各行各業(yè)針對于產品行為層次和反思層次的設計會越加嚴苛，這也促使產品的綜合品質需要在市場具有顯著優(yōu)勢，工業(yè)領域對于材料的要求和需求也呈現出增長趨勢，市場競爭壓力下會催生材料工業(yè)飛速發(fā)展，會有更優(yōu)質的ABS材料不斷問世，緊隨工業(yè)設計的發(fā)展步伐，呈現出更多完美的工業(yè)設計作品[9]。