CH1-introduction-塑胶模具设计PPT课件.ppt

1 主題 塑膠加工簡介 授課老師 鄭芳松講師 塑膠模具設計 2 製造及材料之分類 零件 工程材料 設計 功能 金屬 金屬鍵 塑膠 凡得瓦力 陶瓷 共價鍵 合成高分子 3 塑膠材料之6大特性 質輕加工易性質可隨需要而變化學穩定性好絶緣性佳透明性及著色易 4 塑膠材料分類 5 彈性體 彈性體所必須具備特性是分子構造的輕微交聯反應 在彈體中交聯過程反應稱為硫化 Vulcauization 主要是靠不可逆化學反應於高溫時實施而產生的 天然橡膠具有一個優良的性質集合 是常見的彈性材料 然而 另一種重要的合成彈材料體是SBR 其主要用在汽車輪胎 以碳黑強化之 此外 NBR材料 對退化及膨潤具有高抵抗性 是另一種常見的合成橡膠 6 高分子聚合 例如在PE的主鏈中加入 O 或 S 則鏈變得更具彈性 其結構如下 7 熱塑性塑膠 Thermoplasticplastic 隨溫度的升高而熔化 隨溫度的降低而凝固 可藉由不斷升溫降溫改變其型態 隨分子結構排列不同可分為 結晶型 非結晶型如 PC PE PVC PET PS 等 8 熱塑性 非結晶型 特性透明無結晶區分子排列呈隨機狀 Random 有玻璃轉脆溫度 Tg 無熔融溫度 Tm 如 PC PMMA PS 9 熱塑性 結晶型 非透明局部結晶區分子排列規則 Ordered 具有Tg及Tm值如 PE PP Nylon 10 3 聚丙烯 PP PP可用ZieglerCatalyst控制支鏈位置而合成 其重複單位為有三種型態存在 1 CH3任意排列 屬於非晶性PE 2 CH3在同一邊 結晶度小於50 70 3 CH3出現在兩邊 結晶度超過95 11 熱固性塑膠 Thermosettingplastic 分子呈長鏈狀排列 而長鏈間存在共價鍵 交織而形成類似網狀結構 加溫加壓使其固化 Curing 後 分子之間會產生 架橋反應 使得塑膠結合緊密且堅硬 即使加溫也無法熔融或是回復到原來的樣子 如 POM PF UF UP 等 12 五大泛用塑膠及用途 低密度聚乙烯 LDPE 容器 塑膠袋 膠膜 管子 等 高密度聚乙烯 HDPE 膠管 膠布 膠膜 等 聚苯乙烯 PS 外殼 玩具 壁磚 等 聚氯乙烯 PVC 瓶子 塑膠管 薄膜 保鮮膜 等 聚丙烯 PP 汽車保險桿 儀表板 纖維 等 13 工程塑膠 起源自1956年杜邦推出Derlin商名新塑膠 宣稱可取代金屬 工程塑膠之名由此開始 特性1 機械強度高而且有適當平衡2 耐熱 耐久或具特殊機能3 加工性良好4 價格合理且工程性良好 14 泛用工程塑膠 尼龍 Nylon PA 聚縮醛 Polyacetal POM 塑鋼聚對苯二甲酸丁二醇 PolyButyleneTertephehalate PBT 聚對苯二甲酸乙酯 PolyethyleneTerephthalate PET 聚碳酸酯 Polycarbonate PC 聚二氧苯 PolyphenylOxide PPO 15 塑膠材料的重要性質 玻璃轉折溫度 GlassTransitionTemp Tg 非結晶型材料在升溫時產生之現象T Tg 材料軟化 T Tg 材料如玻璃般堅硬及脆 流動性 黏性係數 16 塑膠材料的重要性質 比重抗拉強度伸長率 壓縮強度衝擊強度硬度抗折模數 磨擦係數熱傳導率熱膨脹率耐熱溫度體積抵抗絕緣破壞強度誘電率 誘電損失吸水率燃燒速度弱酸影響強酸影響弱鹼影響強鹼影響 17 塑膠材料的機械性質 1 單軸拉伸 與鋼鐵應力 應變曲線的比較 18 塑膠材料的機械性質 2 塑膠模數隨溫度的變化 19 塑膠材料的機械性質 3 潛變曲線比較 20 塑膠材料的機械性質 21 各種高分子材料應用 一 塗裝材料應用在材料表面上性能之改良 包括 1 免於環境污染或腐蝕 2 改善物件之能見度 3 提供電的絕緣性等 例如 塗料 油漆 天然漆 蟲膠 二 黏結劑材料黏結劑主要用來黏接兩固體材料的表面 以使結合點具有較高的黏結強度及剪力強度 黏結劑和黏結物表面間的鍵結力為靜電狀態 類似於在熱塑性高分子中分子鏈間的二級鍵力 因此若行程良好黏結時 黏結劑的強度甚至可比黏結物的強度還要大 三 薄膜材料薄膜具有0 001和0 005in間之厚度者 用來當成包裝食物的袋子 有數種成形的方式 擠製法 滾壓法及吹製等 某些新的薄膜製程係使用共擠方式產生 即超過一種高分子形式的多層物是同時被擠製而成 四 發泡塑膠材料可產生具許多孔隙的發泡塑膠 熱塑性和熱固性材料二者可添加一批吹製劑使製程在加熱時產生氣體游離的分解方式來發泡 並在冷卻過程保留孔隙 產生海棉結構 常見的發泡高分子材料有聚氨酯 橡膠 聚苯乙烯和聚氯乙烯等 22 高分子材料特性 一 具有方向性 1 強度不一致 2 收縮率不一致 二 具分子定向 1 光學性質 2 偏折率 3 透光性 三 結晶性 非結晶性及半結晶 1 Tg 2 Tm 3 PVT圖 四 老化性質 1 UV 2 T 23 塑膠加工成型方法 熱壓成型射出成型擠出成型吹瓶成型旋轉成型IC封裝複合成型 24 塑膠加工成型方法 1擠出成型 原理 將熔融的塑膠自模具內以擠壓的方式往外推出 而得與模口相同幾何形狀的流體 冷卻固化後 得到所要的零件 應用 1 截面相同的零件 Ex 百葉窗扇葉截面2 生產合膠 Ex PC ABS合膠 25 擠出成型 製品 塑膠水管 電線被覆 配線導管 塑膠膜 百葉窗扇葉 塑膠板 26 擠出成型機 27 電線電纜押出製程 28 塑膠加工成型方法 2射出成型 原理 基本三步驟 熔化 流動及凝固 首先將固體塑膠材料加熱熔解成液態 而後將其射入模具中 再行冷卻 凝固即成零件 應用 90 生活日常用品 塑膠 圖片來源 29 射出成型 製品 相機 汽車側板 家電用品 日常用品 主機外殼 螢幕外殼 30 塑膠加工成型方法 3 吹瓶成型原理 將做好的瓶胚 擠製成型 加熱至一定溫度 放於模具中 吹入壓縮空氣便瓶胚受壓而貼於模上 冷卻後開模取出 應用 瓶子 容器 瓶胚 31 吹瓶成型模具 程序圖 144腔模具 吹瓶程序 32 吹瓶成型 製品 PET瓶 33 塑膠加工成型方法 4熱壓成型 thermoforming 原理 將膠膜或是膠板加熱到半融狀態 Tg 以壓力將其成型至與模穴相同的形狀 待冷卻後經後處理 如 裁邊 即得所須之產品 34 擠製吹製製程 35 熱壓成型 製品 36 塑膠加工成型方法 5旋轉成型 原理 用二片分割之密閉模 將相當於製品重量之塑膠量注入 同時以異向回轉在熔融爐內加熱 此時塑膠體即均著於內壁而熔融膠化 成為製品 製程 應用 球體 如 浮標 大型中空件 如 塑膠溜滑梯 工具箱 37 旋轉成型製程圖 38 旋轉成型 製品 39 塑膠加工成型方法 6 IC封裝原理 以熱固性塑膠為主材配合陶瓷粉末 以轉注成型技術提供IC與外界隔絶的保護層 製程 目的 提供IC外殼保護 避免與空氣接觸 提供機械強度 以便後續處理 提供散熱通路 以免晶片過熱 提供訊號通路 連結晶片 電路板 40 塑膠加工成型方法 7 複合成型製程原理 多種材料以塗層方式 重覆塗層次數至達到所需厚度而得成品的方法 以船體結構為例 備模 塗佈脫模劑層 塗佈純樹脂層 0 3 0 4mm 塗佈玻璃纖維層 thermosetresinbrushedon 熱固性塑膠 纖維 輥輪均施壓 使層間結合緊密 重覆3 6步驟至達到所需厚度 41 複合成型 製品