机械材料-塑胶材料与成型

塑膠材料與成型授課老師:楊申語教授機械材料1製造是什麼?零件(設計、功能)工程材料金屬(金屬鍵)塑膠(凡得瓦力)陶瓷(共價鍵)合成高分子製造2塑膠材料簡介「創世紀」與「出埃及記」提到瀝青的應用古羅馬人利用琥珀印度使用「蟲膠」已經有一千年的歷史1985年以後，塑膠使用總體積量已超越金屬塑膠引起的公害—不腐爛經由合成單體而產生Polymer

又因為具有可塑性Plastic3塑膠材料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塑膠材料分類塑膠熱塑性熱固性非結晶型結晶型5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

1.結晶型2.非結晶型3.混和型

6結晶與非結晶（P-V-T圖）結晶型，有熔點非結晶型，無熔點7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。8熱塑性－非結晶型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。10塑膠材材料的的重要要性質質--Tg(玻璃璃轉脆脆溫度度)GlassTransitionTemp.是是非非結晶晶型材材料在在升溫溫時產產生之之現象象當聚合合物在在Tg時，，會由由較高高溫所所呈現現的橡橡膠態態，轉轉至低低溫所所呈現現出似似玻璃璃又硬硬且易易脆的的性質質。T>Tg：：材料料軟化化。T<Tg：：材料料如玻玻璃般般堅硬硬及脆脆。11塑膠材材料的的機械械性質質1（（應力力-應應變））單軸拉拉伸-與鋼鋼鐵應應力/應變變曲線線的比比較12塑膠材材料的的機械械性質質2-1（（強度度-溫溫度））塑膠模模數隨隨溫度度的變變化13塑膠材材料的的機械械性質質2-2（（強度度-溫溫度））結晶與與非結結晶型型之剛剛度(E)非結晶晶型結晶型型14塑膠材材料的的機械械性質質3-1（（應變變-時時間））拉伸時時間長長拉拉伸時時間短短15塑膠材材料的的機械械性質質3-2（（拉伸伸時間間影響響）16塑膠材材料的的機械械性質質3-3（（潛變變）潛變曲曲線比比較17塑膠材材料的的機械械性質質4加工性性質——金屬屬、塑塑膠與與液態態的比比較固態液態18五大泛泛用塑塑膠及及用途途塑膠名稱分子式應用低密度聚乙烯(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19工程塑塑膠起源自1956年年杜邦邦推出出Derlin商商名新新塑膠膠,宣宣稱可可取代代金屬屬,工工程塑塑膠之之名由由此開開始。。特性1.機機械強強度高高而且且有適適當平平衡2.耐熱熱,耐耐久或或具特特殊機機能3.加工工性良良好4.價格格合理理且工工程性性良好好20泛用工工程塑塑膠尼龍(Nylon,PA)聚縮醛醛(Polyacetal,POM)；塑塑鋼聚對苯苯二甲甲酸丁丁二醇醇(PolyButyleneTertephehalate,PBT)聚對苯苯二甲甲酸乙乙酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)聚碳酸酸酯(Polycarbonate,PC)聚二氧氧苯(PolyphenylOxide,PPO)21塑膠加加工成成型方方法1.壓壓縮縮成型型2.轉轉注注成型型3.射射出出成型型4.擠擠出出成型型-4.1吹吹瓶瓶成型型-4.2吹吹膜成成型-4.3Coating5.旋旋轉轉成型型6.熱熱壓壓成型型7.滾滾壓壓成型型8.複複合合成形形22猜猜怎怎麼製製造的的?安全帽帽寶特瓶瓶吸管手機殼殼眼鏡鏡鏡片衝浪板板杯子電線塑膠袋袋乒乓球球導光板板浴缸23塑膠加加工成成型方方法-1壓壓縮縮成型型壓縮成成型是是將塑塑料置置於模模具加加熱軟軟化後後，再再施加加壓力力成型型。24塑膠加加工成成型方方法-2轉轉注注成型型製程:以熱固固性塑塑膠為為主材材配合合陶瓷瓷粉末末,以以轉注注成型型技術術提供供IC與外外界隔隔絶的的保護護層。。25塑膠加加工成成型方方法-3射射出出成型型原理:基本三三步驟驟：熔熔化、、流動動及凝凝固。。首首先將將固體體塑膠膠材料料加熱熱熔解解成液液態，，而後後將其其射入入模具具中，，再行行冷卻卻、凝凝固即即成零零件。。應用:90%生活活日常常用用品(塑膠膠)!!26射出成成型-製製品相機汽車側側板家電用用品日常用用品主機外外殼螢幕外外殼27塑膠加加工成成型方方法-4擠出成成型原理:將熔融融的塑塑膠自自模具具內以以擠壓壓的方方式往往外推推出，，而得得與模模口相相同幾幾何形形狀的的流體體，冷冷卻固固化後後，得得到所所要的的零件件。應用:1.截截面相相同的的零件件。Ex:百百葉窗窗扇葉葉截面面2.生生產合合膠。。Ex:PC/ABS合膠膠28擠出成成型-製製品塑膠水水管電線被被覆配線導導管塑膠膜膜百葉窗窗扇葉葉塑膠板板29塑膠加加工成成型方方法-4.1吹吹瓶成成型原理:將做好好的瓶瓶胚(擠製製成型型…)加熱熱至一一定溫溫度，，放於於模具具中，，吹入入壓縮縮空氣氣便瓶瓶胚受受壓而而貼於於模上上，冷冷卻後後開模模取出出。應用:瓶子，，容器器。瓶胚30吹瓶成成型模模具、程序序圖144腔模模具31吹瓶成成型-製品PET瓶32塑膠加加工成成型方方法-4.2吹吹膜成成型先將擠擠製後後的瓶瓶胚向向上，，再吹吹入空空氣使使之膨膨脹以以成圓圓筒狀狀薄膜膜33塑膠加加工成成型方方法-4.3CoatingExtrusionwhilewirepassing34塑膠加加工成成型方方法-5旋旋轉轉成型型原理:用二片片分割割之密密閉模模，將將相當當於製製品重重量之之塑膠膠量注注入，，同時時以異異向回回轉在在熔融融爐內內加熱熱，此此時塑塑膠體體即均均著於於內壁壁而熔熔融膠膠化，，成為為製品品。填料旋轉、加熱冷卻取模製程應用球體(如:浮標)大大型中空件件(如:塑塑膠溜滑梯梯)、工具具箱。35旋轉成型製製程圖36旋轉成型-製品37塑膠加工成成型方法-6熱壓成型原理:將膠膜或是是膠板加熱熱到半融狀狀態(>Tg)，以以壓力將其其成型至與與模穴相同同的形狀，，待冷卻後後經後處理理(如:裁裁邊)即得得所須之產產品。夾持加熱加壓成型冷卻裁邊應用免洗餐具、、冰箱內槽槽、戰機座座艙罩…等等。製程38熱壓成型-製品39熱壓成型兩兩大種類1.Thermoforming:巨巨觀外形成成型2.Hot-embossing:微觀表面成成型40塑膠加工成成型方法-7滾壓成型利用滾輪把把熱塑性塑塑膠壓延，，用來製作作薄板41塑膠加工成成型方法-8複合成型原理:多種材料以以塗層方式式，重覆塗塗層次數至至達到所需需厚度而得得成品的方方法。以船體結構構為例：備模。塗佈脫模劑