目前作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，我們的塑料件設(shè)計(jì)基本停留在數(shù)模設(shè)計(jì)上，更多的產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)是在塑料件供應(yīng)商處。但要想實(shí)現(xiàn)合理甚至最佳設(shè)計(jì)我們還是需要具備塑料加工的知識(shí)。
注：對(duì)產(chǎn)品成本估算：原材料成本×系數(shù)=產(chǎn)品成本。系數(shù)通常1.5~10
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工藝名稱 |
說(shuō)明 |
主要優(yōu)點(diǎn) |
限制 |
成本系數(shù) |
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吹塑成形 |
將加熱的熱塑性塑料擠出管放到開(kāi)口模具的兩半模之間，施加氣體壓力，使其靠住封閉的模具側(cè)壁膨脹，開(kāi)模，頂出制品 |
可降低工裝模具成本，提高生產(chǎn)效率，可成型空心、形狀復(fù)雜的制品 |
壁厚和公差難以控制 |
1.5~5 2~3 |
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熱成型 （吸塑成型） |
將加熱軟化的熱塑性板材放到陽(yáng)模或陰模上，把板材和模具之間空氣排出，使板材貼附到模具外表面上。其成型方法主要包括真空法、快速回復(fù)法、閉塞輔助法和覆蓋成型法等 |
工裝模具費(fèi)用低，可生產(chǎn)大型薄壁制品，批量小的制品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好 |
生產(chǎn)具有簡(jiǎn)單外形的制品，材料選擇面小，廢品率極高 |
2~10 3~5 |
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注射成型 |
將熱塑性或熱固性模塑料在可控制溫度的料筒內(nèi)加熱塑化，在壓力作用下通過(guò)噴嘴進(jìn)入澆口、流道，再進(jìn)入模腔，快速固化后，開(kāi)模，頂出制品。在改進(jìn)型工藝——無(wú)流道模塑中，流道是模腔的一部分 |
生產(chǎn)效率極高，每件制品單價(jià)低，表面質(zhì)量好，尺寸精度高，可生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的制品 |
工裝模具成本高，不適于小批量生產(chǎn) |
1.5~5 2~3 |
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壓延成型 |
經(jīng)串聯(lián)式加熱或冷卻輥滾壓將面團(tuán)式熱塑性塑料熔體制成厚度均勻的板。還可用于將塑料覆蓋層壓到其他材料背側(cè)(如人造革) |
可降低成本,片材材料模內(nèi)無(wú)應(yīng)力存在。即:處于各向同性狀態(tài) |
不能成形很薄的薄膜 |
1.5~3 2~2.5 |
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澆注成形 |
將液體塑料(除丙烯酸塑料外,通常為熱固性塑料)澆注到模具內(nèi),固化成型(無(wú)壓力),成型后從模具中脫模。熱塑性塑料則是以溶體形式或熱熔體形式沉積到拋光度極高的支承表面上,制成熱塑性塑料薄膜。 |
可降低模具成本,能生產(chǎn)厚截面的大型制品,制品表面質(zhì)量好,適應(yīng)于大批量生產(chǎn) |
僅限于成型具有簡(jiǎn)單形狀的制品,除成型澆注膜外,大批量生產(chǎn)顯得很不經(jīng)濟(jì),絕大多數(shù)的熱塑性塑料不適合此生產(chǎn)工藝 |
1.5~3 2~2.5 |
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壓制成型 |
通常用熱塑性樹(shù)脂或部分聚合的熱固性樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)成型后,將物料放入加熱的型腔中,合模,并加熱加壓,使物料流動(dòng)并充滿型腔,加熱使其完全聚合,打開(kāi)模具,取出制品。此工藝有時(shí)可用于成型熱塑性塑料制品,如乙烯基塑料電唱機(jī)盤等 |
廢料少,成本低,可制備大型制品 |
不適于制造極其復(fù)雜的制品,其中包括帶切槽的、側(cè)抽芯的、小孔的和精細(xì)嵌件的制品。很難生產(chǎn)出公差極小的制品來(lái) |
2~10 1.5~3 |
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冷加工成型 |
與壓制成型相同，也是將物料裝入組合模內(nèi)，不同的是僅加壓，而不加熱，制品分別在烘箱中固化。某些熱塑性片狀料或坯件可采用金屬?zèng)_壓模成型。采用此工藝方法，可制備乙烯短槍殼體 |
可成型大型制品，工藝簡(jiǎn)單、成本低，生產(chǎn)效率高 |
僅限用于形狀比較簡(jiǎn)單的制品加工，僅有很少幾種塑料適用于此工藝 |
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擠出成型 |
將熱塑性或熱固性模塑料裝入料斗，然后進(jìn)入料筒中，在料筒中加熱、塑化，并通過(guò)螺桿放置將物料前推，并通過(guò)具有所需截面構(gòu)形的噴嘴 |
模具費(fèi)用低，可成型各種武裝的塑材，生產(chǎn)效率高，在芯材（如金屬線）上施加涂料或外殼套 |
截面均勻的部件生產(chǎn)受限制 |
2~5 3~4 |
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長(zhǎng)纖維纏繞成型 |
先將粗紗長(zhǎng)纖維（玻璃纖維）浸漬樹(shù)脂，機(jī)械纏繞到與所需部件形狀類似的芯軸上。一量完成纏繞，將芯軸與制品一起放入烘箱中固化/然后從部件一端芯軸孔中取出芯軸 |
在要求強(qiáng)度的方向上，高強(qiáng)度纖維精確取向，除強(qiáng)度/質(zhì)量比外，在最終制品中樹(shù)脂分布 十分均勻 |
正弦弧度的形狀受限，開(kāi)品和孔洞都會(huì)降低制品強(qiáng)度 |
5~10 6~8 |
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層壓成型（高壓） |
先用熱塑性或熱固性樹(shù)脂預(yù)浸漬或噴涂增強(qiáng)布、紙、箔等增強(qiáng)材料，在1000lbf/in2的壓力下模塑成板材、棒材、管材或其他簡(jiǎn)單形狀的型材等 |
最終產(chǎn)品具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，大批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性非常好 |
工裝模具成本高，限制用于簡(jiǎn)單形狀和截面型材制品的生產(chǎn) |
2~5 3~4 |
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雙模模塑成形 |
這是一向常用的壓制模塑法，該工藝采用兩個(gè)金屬模具，模具中有一緊湊安裝可壓縮區(qū)，來(lái)密封模塑料，修整增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料通常用纖維氈或預(yù)成型坯件，將其放入模具內(nèi)，合模，加熱、加壓（壓力為150~400lbf/in2）。制品成型后，開(kāi)模，取出制品 |
生產(chǎn)效率高，制品質(zhì)量好，重復(fù)性好 |
模具和設(shè)備投資大，制品往往需要后序表面處理，如噴砂 |
2~5 3~4 |
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滾塑成形 |
將預(yù)定量的熱塑性或熱固性樹(shù)脂粉末或溶液澆注到模具中，合模、加熱，在兩平面軸上旋轉(zhuǎn)，直到內(nèi)容物熔融巾附到模具內(nèi)壁上，開(kāi)模，并取出制品 |
加工成本低，可生產(chǎn)大型空芯制品，成型制品為各向同性結(jié)構(gòu) |
限制用于各個(gè)空芯制品的生產(chǎn)，一般說(shuō)來(lái)其生產(chǎn)效率低 |
1.5~5 2~3 |
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空心澆注成型 |
將熱塑性塑料粉末或溶液澆注到模具中，合模、加熱到預(yù)定時(shí)間，就可達(dá)到部分固化物料在模具壁粘附，然后開(kāi)模，將未聚合的物料倒出，并將半熔化的制品，從模具中取出，在烘箱內(nèi)進(jìn)行聚合固化 |
模具成本很低，小批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好 |
限制生產(chǎn)多空芯制品，生產(chǎn)效率很低，限制挑選加工原材料 |
1.5~4 2~3 |
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傳遞模塑成型 |
將熱固性模塑料從料斗中送入傳遞箱中，進(jìn)行加熱塑化，然后，利用柱塞通過(guò)封閉的模具澆口和流道送入型腔中，固化成型，再開(kāi)模，頂出制品 |
制品尺寸精度好，生產(chǎn)效率高，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品 |
模具費(fèi)用高，澆口、流遞處原料浪費(fèi)嚴(yán)重，制品尺寸限制性較大 |
1.5~5 2~3 |
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手糊成型 （玻璃鋼） |
將幾層增強(qiáng)材料（常用玻璃布）與熱固性樹(shù)脂放到模具上，并用輥?zhàn)訚L壓，使其貼附到模具外表面，然后放入烘箱進(jìn)行無(wú)壓固化。該工藝的改進(jìn)形式是噴射成型，將樹(shù)脂體系與磨短的纖維同時(shí)用噴槍噴涂到模具表面，并用輥?zhàn)訅簩?shí)，手糊制品通常在真空袋、壓力袋、或高壓罐中加壓固化成型 |
加工成本低，可生產(chǎn)大型制件，適用于小批量制品的生產(chǎn) |
大批量生產(chǎn)成本不會(huì)降低，樹(shù)脂分布的均勻程度控制困難，只限于生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的制品 |
1.5~4 2~3
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注：對(duì)產(chǎn)品成本估算：原材料成本×系數(shù)=產(chǎn)品成本。系數(shù)通常1.5~10
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工藝名稱 |
說(shuō)明 |
主要優(yōu)點(diǎn) |
限制 |
成本系數(shù) |
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吹塑成形 |
將加熱的熱塑性塑料擠出管放到開(kāi)口模具的兩半模之間，施加氣體壓力，使其靠住封閉的模具側(cè)壁膨脹，開(kāi)模，頂出制品 |
可降低工裝模具成本，提高生產(chǎn)效率，可成型空心、形狀復(fù)雜的制品 |
壁厚和公差難以控制 |
1.5~5 2~3 |
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熱成型 （吸塑成型） |
將加熱軟化的熱塑性板材放到陽(yáng)模或陰模上，把板材和模具之間空氣排出，使板材貼附到模具外表面上。其成型方法主要包括真空法、快速回復(fù)法、閉塞輔助法和覆蓋成型法等 |
工裝模具費(fèi)用低，可生產(chǎn)大型薄壁制品，批量小的制品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好 |
生產(chǎn)具有簡(jiǎn)單外形的制品，材料選擇面小，廢品率極高 |
2~10 3~5 |
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注射成型 |
將熱塑性或熱固性模塑料在可控制溫度的料筒內(nèi)加熱塑化，在壓力作用下通過(guò)噴嘴進(jìn)入澆口、流道，再進(jìn)入模腔，快速固化后，開(kāi)模，頂出制品。在改進(jìn)型工藝——無(wú)流道模塑中，流道是模腔的一部分 |
生產(chǎn)效率極高，每件制品單價(jià)低，表面質(zhì)量好，尺寸精度高，可生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的制品 |
工裝模具成本高，不適于小批量生產(chǎn) |
1.5~5 2~3 |
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壓延成型 |
經(jīng)串聯(lián)式加熱或冷卻輥滾壓將面團(tuán)式熱塑性塑料熔體制成厚度均勻的板。還可用于將塑料覆蓋層壓到其他材料背側(cè)(如人造革) |
可降低成本,片材材料模內(nèi)無(wú)應(yīng)力存在。即:處于各向同性狀態(tài) |
不能成形很薄的薄膜 |
1.5~3 2~2.5 |
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澆注成形 |
將液體塑料(除丙烯酸塑料外,通常為熱固性塑料)澆注到模具內(nèi),固化成型(無(wú)壓力),成型后從模具中脫模。熱塑性塑料則是以溶體形式或熱熔體形式沉積到拋光度極高的支承表面上,制成熱塑性塑料薄膜。 |
可降低模具成本,能生產(chǎn)厚截面的大型制品,制品表面質(zhì)量好,適應(yīng)于大批量生產(chǎn) |
僅限于成型具有簡(jiǎn)單形狀的制品,除成型澆注膜外,大批量生產(chǎn)顯得很不經(jīng)濟(jì),絕大多數(shù)的熱塑性塑料不適合此生產(chǎn)工藝 |
1.5~3 2~2.5 |
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壓制成型 |
通常用熱塑性樹(shù)脂或部分聚合的熱固性樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)成型后,將物料放入加熱的型腔中,合模,并加熱加壓,使物料流動(dòng)并充滿型腔,加熱使其完全聚合,打開(kāi)模具,取出制品。此工藝有時(shí)可用于成型熱塑性塑料制品,如乙烯基塑料電唱機(jī)盤等 |
廢料少,成本低,可制備大型制品 |
不適于制造極其復(fù)雜的制品,其中包括帶切槽的、側(cè)抽芯的、小孔的和精細(xì)嵌件的制品。很難生產(chǎn)出公差極小的制品來(lái) |
2~10 1.5~3 |
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冷加工成型 |
與壓制成型相同，也是將物料裝入組合模內(nèi)，不同的是僅加壓，而不加熱，制品分別在烘箱中固化。某些熱塑性片狀料或坯件可采用金屬?zèng)_壓模成型。采用此工藝方法，可制備乙烯短槍殼體 |
可成型大型制品，工藝簡(jiǎn)單、成本低，生產(chǎn)效率高 |
僅限用于形狀比較簡(jiǎn)單的制品加工，僅有很少幾種塑料適用于此工藝 |
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擠出成型 |
將熱塑性或熱固性模塑料裝入料斗，然后進(jìn)入料筒中，在料筒中加熱、塑化，并通過(guò)螺桿放置將物料前推，并通過(guò)具有所需截面構(gòu)形的噴嘴 |
模具費(fèi)用低，可成型各種武裝的塑材，生產(chǎn)效率高，在芯材（如金屬線）上施加涂料或外殼套 |
截面均勻的部件生產(chǎn)受限制 |
2~5 3~4 |
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長(zhǎng)纖維纏繞成型 |
先將粗紗長(zhǎng)纖維（玻璃纖維）浸漬樹(shù)脂，機(jī)械纏繞到與所需部件形狀類似的芯軸上。一量完成纏繞，將芯軸與制品一起放入烘箱中固化/然后從部件一端芯軸孔中取出芯軸 |
在要求強(qiáng)度的方向上，高強(qiáng)度纖維精確取向，除強(qiáng)度/質(zhì)量比外，在最終制品中樹(shù)脂分布 十分均勻 |
正弦弧度的形狀受限，開(kāi)品和孔洞都會(huì)降低制品強(qiáng)度 |
5~10 6~8 |
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層壓成型（高壓） |
先用熱塑性或熱固性樹(shù)脂預(yù)浸漬或噴涂增強(qiáng)布、紙、箔等增強(qiáng)材料，在1000lbf/in2的壓力下模塑成板材、棒材、管材或其他簡(jiǎn)單形狀的型材等 |
最終產(chǎn)品具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，大批量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性非常好 |
工裝模具成本高，限制用于簡(jiǎn)單形狀和截面型材制品的生產(chǎn) |
2~5 3~4 |
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雙模模塑成形 |
這是一向常用的壓制模塑法，該工藝采用兩個(gè)金屬模具，模具中有一緊湊安裝可壓縮區(qū)，來(lái)密封模塑料，修整增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料通常用纖維氈或預(yù)成型坯件，將其放入模具內(nèi)，合模，加熱、加壓（壓力為150~400lbf/in2）。制品成型后，開(kāi)模，取出制品 |
生產(chǎn)效率高，制品質(zhì)量好，重復(fù)性好 |
模具和設(shè)備投資大，制品往往需要后序表面處理，如噴砂 |
2~5 3~4 |
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滾塑成形 |
將預(yù)定量的熱塑性或熱固性樹(shù)脂粉末或溶液澆注到模具中，合模、加熱，在兩平面軸上旋轉(zhuǎn)，直到內(nèi)容物熔融巾附到模具內(nèi)壁上，開(kāi)模，并取出制品 |
加工成本低，可生產(chǎn)大型空芯制品，成型制品為各向同性結(jié)構(gòu) |
限制用于各個(gè)空芯制品的生產(chǎn)，一般說(shuō)來(lái)其生產(chǎn)效率低 |
1.5~5 2~3 |
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空心澆注成型 |
將熱塑性塑料粉末或溶液澆注到模具中，合模、加熱到預(yù)定時(shí)間，就可達(dá)到部分固化物料在模具壁粘附，然后開(kāi)模，將未聚合的物料倒出，并將半熔化的制品，從模具中取出，在烘箱內(nèi)進(jìn)行聚合固化 |
模具成本很低，小批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好 |
限制生產(chǎn)多空芯制品，生產(chǎn)效率很低，限制挑選加工原材料 |
1.5~4 2~3 |
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傳遞模塑成型 |
將熱固性模塑料從料斗中送入傳遞箱中，進(jìn)行加熱塑化，然后，利用柱塞通過(guò)封閉的模具澆口和流道送入型腔中，固化成型，再開(kāi)模，頂出制品 |
制品尺寸精度好，生產(chǎn)效率高，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品 |
模具費(fèi)用高，澆口、流遞處原料浪費(fèi)嚴(yán)重，制品尺寸限制性較大 |
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手糊成型 （玻璃鋼） |
將幾層增強(qiáng)材料（常用玻璃布）與熱固性樹(shù)脂放到模具上，并用輥?zhàn)訚L壓，使其貼附到模具外表面，然后放入烘箱進(jìn)行無(wú)壓固化。該工藝的改進(jìn)形式是噴射成型，將樹(shù)脂體系與磨短的纖維同時(shí)用噴槍噴涂到模具表面，并用輥?zhàn)訅簩?shí)，手糊制品通常在真空袋、壓力袋、或高壓罐中加壓固化成型 |
加工成本低，可生產(chǎn)大型制件，適用于小批量制品的生產(chǎn) |
大批量生產(chǎn)成本不會(huì)降低，樹(shù)脂分布的均勻程度控制困難，只限于生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的制品 |
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