塑料产品设计基础

PAGEPAGE4注塑产品设计基础工程塑料概要塑料的主要成分：树脂为塑料的最主要及本质的成分，有天然树脂和合成树脂两种。它们是高分子化合物，含有上千，甚至上百万原子，简称高聚物。填充剂，或填料，是塑料中另一很重要，但并非必不可少的成份。填充剂既有增量作用，又可以改善塑料的性能，使其成本降低，同时扩大其使用范围。一般填充剂为:玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维，木粉，滑石粉，云母粉，石棉粉，石墨，金属粉等。如用玻璃纤维作塑料的填充剂，能使塑料的机械强度大幅度提高.增塑剂。有些树脂，如PVC，CA（醋酸纤维）等的可塑性很小，柔软性也很差。为此加入些可与树脂相溶且不易挥发的高沸点有机化合物，改善其成型加工性能,改进塑件的柔韧性,弹性等.此外,还有着色剂及稳定剂等.塑料的结晶性:根据塑料冷凝时有无结晶现象,可将塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料(无定型)两大类.前者如PE(聚乙烯),PP(聚丙烯),POM(聚甲醛)及PA(尼龙)等;后者如PS(聚苯乙烯),PC(聚碳酸脂),ABS及有机玻璃等.结晶型塑料有以下特性,在模具设计时应考虑:各向异性显著(内应力大).溶态与固态的比重差大,成型收缩率较非结晶型塑料大得多.升温至成型温度时所需热量较多.冷凝时放出热量较大,应对模具充分冷却.冷却快,则结晶度低,收缩小,透明度高.塑料的特性:重量轻:一般塑料的比重在此期间0.82～2.2之间.最轻的比水还轻;最重的是聚四氟乙烯(PTFE).塑料的平均比重只是铝的1/2.比强度高:比强度是强度与密度之比.许多塑料的比强度相当高,玻璃纤维增强塑料的比强度甚至超过钢的水平.耐磨性,自润滑及吸震性好:这些特点加上较好的机械强度,因而在电子设备的传动及摩擦机构中(如齿轮,齿条,滑轮,滑块等)得到了广泛运用.优越的化学稳定性:一般塑料对酸碱盐等化学物品均有一定的抗腐蚀性.电绝缘性能:此特点使塑料广泛用为电子工业中的绝缘材料.粘接能力强.耐热性差.易老化.热塑性塑料:热塑性塑料是由可多次反复加热而仍具有可塑性的塑料.这类塑料的合成树脂都是线性或支链型高聚物,因而受热后变软,甚至成流动粘稠液体,具有可塑性,冷却后能保持既得形状.可反复加热多次而不改变化学结构.主要(工程)塑料消耗量及应用简介:(1997)塑料简称世界(万吨)西欧(万吨)亚洲(万吨)三年增长率(亚洲*)应用领域PVC(聚氯乙烯)28306101050*～30%管、型材(51%),薄膜及空心体(24%),地板(5%)其它PE-LD(低密度聚乙烯)1750570370薄膜(75%),管、型材,电缆等表面材料(13%)PE-HD(高密度聚乙烯)2165450610*～40%注塑件,薄膜,管材,吹塑件,绝缘材料等PET1700??化纤纺织品原料(72%),包装,薄膜等(26%)PS(聚苯乙烯)950200370*～32%副食品包装,制冷设备,家电产品,绝缘材料等ABS,SAN,ASA(苯烯晴等共聚物)57582390～20%家电产品(～30%),汽车部件(30%),其它PA(尼龙)(2.工程塑料)1606044电子(22%),汽车(32%),机械,建筑,包装材料等PC(聚碳酸脂)1103038～27%电子(38%),建筑(20%),CD、DVD(12%),汽车等POM(聚甲醛)5315.325～16%汽车(39%),电子(16%),其它工业领域PBT及PET复合物3711.4?～150%汽车(25%),电子(24%),家电产品(14%),其它LCP(流性晶体塑料)1.020.090.6电子(52%),音视、通讯产品(33%),汽车(6%),PP(聚丙烯0.9)优良的性价比2.73(环保)0.691.03～20%包装材料(40%),汽车及电子(20%),纺织(20%)薄壁塑料件：沿流动方向收缩率随压力的变化关系（较陡）改变注射点，缩短流程： 玻璃纤维增强塑料制品的收缩特点:基本设计要点熔接口问题如图所示，在受载荷处有熔接口，可作加宽设计，或改变注塑点：塑料件的壁厚温差效应变形：A．当模具一面壁温T2高于另一面T1时，塑料温度较高的一面收缩较多，形成注塑件向温度高的一面弯曲变形。解决方案：使模具壁面温度均匀B．直角转角处的不均匀冷却变形C.解决方案1D．解决方案2壁厚不均、加强肋等引起的变形A．壁厚改变B．加强肋问题塑料扣钩的设计扣钩是塑料制品中利用塑料可做弹性变形的特性,经常采用的一个对应件之间的连接设计.以下介绍一些常见的设计及原理:扣钩是受单向张力的弯曲弹性体，一般扣入其对应体的孔穴。对应体的孔穴可是方型孔或圆孔。扣入对应体孔穴后，扣钩的弹性变形高度，也即障碍高度，为L1-L2（见下图）。对下图圆筒形的扣钩，对应体孔穴是与扣钩外形相配的凹形圆