工业设计材料与工艺-塑料

产品设计材料与工艺概述产品设计是将创意和理念转化为实际产品的过程，其中材料选择和工艺应用是非常重要的环节。

本文将对产品设计中的材料与工艺进行概述。

一、材料选择材料选择是产品设计的基础，直接关系到产品的性能、外观、质量等方面。

在选择材料时，需要考虑以下几个因素：1.1 功能性材料的功能性是产品设计中最重要的因素之一。

不同的产品对材料的功能要求不同，如耐热、耐腐蚀、耐磨损等。

设计师需要根据产品的具体功能需求选择合适的材料。

1.2 可加工性材料的可加工性是指材料在生产加工过程中的可塑性、可变形性、可切割性等。

设计师需要选择易于加工的材料，以便在制造过程中实现设计的要求。

1.3 成本成本是产品设计中不可忽视的因素之一。

不同的材料价格差异很大，设计师需要在满足产品要求的前提下，选择成本适中的材料，以确保产品的竞争力。

1.4 环境友好性环境友好性是现代产品设计中越来越重要的考虑因素。

设计师需要选择对环境影响较小的材料，如可回收利用的材料、低污染的材料等。

二、工艺应用工艺应用是将设计理念转化为实际产品的过程，通过不同的工艺方法对材料进行加工，实现产品的制造。

以下是常见的工艺应用：2.1 注塑成型注塑成型是将熔融的塑料注入模具中，通过冷却固化得到所需形状的产品。

注塑成型工艺广泛应用于塑料制品的生产，具有生产效率高、产品质量稳定等优点。

2.2 铸造铸造是将熔融金属注入到铸型中，通过冷却凝固得到所需形状的产品。

铸造工艺适用于金属制品的生产，具有生产周期短、成本相对较低等优势。

2.3 焊接焊接是将两个或多个材料通过加热或施加压力使其熔合在一起的工艺。

焊接工艺广泛应用于金属制品的加工和制造，具有连接牢固、成本较低等特点。

2.4 喷涂喷涂是将涂料喷洒在产品表面的工艺，用于提供产品的外观装饰和保护。

喷涂工艺应用广泛，可实现丰富多样的外观效果，并能提供产品的耐腐蚀和耐磨损性能。

2.5 机械加工机械加工是通过机床对材料进行切削、成型等加工过程，实现产品的制造。

1.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物典型应用范围:汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。

注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。

建议干燥条件为80～90℃下最少干燥2小时。

材料温度应保证小于0.1%。

熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。

模具温度：25～70℃。

（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。

注射压力：500～1000bar。

注射速度：中高速度。

化学和物理特性:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。

从形态上看，ABS是非结晶性材料。

三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。

ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。

这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。

这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。

ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。

2.PA6 聚酰胺6或尼龙6典型应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。

由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。

注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。

如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。

如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。

如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。

熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。

塑料材质1. 丙稀晴——丁二烯－苯乙烯（ABS工程塑料）丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)是一种热塑性塑料合成聚合物树脂，它的平衡性能很好，能被裁剪以适合特殊需求。

它的主要物理特性是：坚硬、牢固。

树脂等级的ASS能像人造橡胶(或橡胶)一样具有弯曲性能。

其中，聚丁二烯提供很好的抗压强度，非结晶苯乙烯热塑性塑料使ABS的加IT艺更为简单(在模具中更易流动)，而丙烯腈则增加了ABS的牢度、硬度与抗腐蚀性。

有效控制这3种成分使设计师能根据最终产品的需要设计其弹性程度。

可能也正因为这一点，ABS能广泛地应用于家用产品与白色产品之中。

尽管它不像其他工程聚合物那样坚韧，但它能有效控制成本。

材料特性：在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。

低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度。

典型用途：电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。

主要工艺：钢模注铸、注射铸模、TPO注射铸模2. 最为廉价的塑料——聚丙烯（PP）设计工作并不仅限于创造美丽的形状和完善的功能，而常常是在避免大规模生产的同时寻找降低单品价格和加工成本的方法。

简单地说就是要寻找一种产品，它既适合大规模生产；利用规模生产降低单件成本，同时又无需的满足大规模生产而进行高额投资和高量产出。

它广泛应用于产品设计方方面面，从包装、照明设备到室内用品无所不包。

但是，人们还无法完全通过加热成型工艺来应用这种材料。

材料特性：透明度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性典型用途: 家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒主要工艺：注塑成型3. 透明——有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）丙烯酸是于20世纪30年代开始得到发展的，当时它主要用于安全玻璃的顶部转动装置。

材料及表面处理化学镀（自催化镀）autocalytic plating在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。

这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。

电镀electroplating利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。

电铸electroforming通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。

这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。

棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。

真空镀vacuum plating真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。

塑料电镀------塑料电镀的特点塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。

它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。

它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。

塑料在工业设计中的应用班级：姓名：学号：摘要：由于塑料在现代工业设计中占据丰常重要的地位，慢慢被设计师接受，进入人类生活中。

塑料是重要的高分子材料，始创于1907年。

经过百年的发展，从人们的日常生活到国家的国防建设，到处都能看到塑料的身影。

这种人工合成材料在人类发展历史上扮演了重要的角色，不仅极大地丰富了人们的物质需求，也潜移默化地影响着人们的消费观念。

毫不夸张地说，当今世界就是一个塑料的世界。

关键词：塑料；工业设计；材料应用；引言材料是工业设计中特殊重要的一个环节，对材料的相识和驾驭是实现产品设计的前提和保证。

早在1919年成立的包豪斯学校就特殊重视材料极其质感的探讨和实际练习。

其灵魂老师伊顿曾经这样说过：“当学生们接连发觉可以利用各种材料时，他们就会创建出更具有独特质感的东西。

”塑料在工业设计中的应用是必不行少的。

1塑料工业发展史从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史。

其发展历史可分为三个阶段：1.1自然高分子加工阶段这个时期以自然高分子，主要是纤维素的改性和加工为特征。

1869年美国人J.W.海厄特发觉在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。

1872年在美国纽瓦克建厂生产。

当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从今开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。

1903年德国人A.艾兴格林独创了不易燃烧的醋酸纤维素和注射成型方法。

1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。

在此期间，一些化学家在试验室里合成了多种聚合物，如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等，为后来塑料工业的发展奠定了基础。

1904年世界塑料产量仅有10kt，还没有形成独立的工业部门。

1.2合成树脂阶段这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。

1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。

塑料模具的设计与成型工艺摘要:塑料成形是一种以人工合成金属树脂材料为基本合成原材料,加入其他一定量化学添加剂,在一定的工作压力、温度下,制成一定形状,并在室温下长久保持形状不变的材料。

塑料是20世纪末期发展壮大起来的一类工业新型材料,包装材料工业、日常用品制造工业,机械工业,医疗器械等工业领域。

医疗器械等领域。

塑料模具产品设计的基本技术要求之一是企业能不断生产研制出能在尺寸,精度,外观及热物理及流体力学性能等各方面条件均能充分满足实际使用性能要求的优质材料塑件。

在进行模具生产使用时,应该要力求模具生产过程效率高,自动化管理程度高,操作方便,寿命长;在应用模具结构制造工艺方面,要求模具结构设计合理,制造容易,成本低。

引言:20世纪70年代以来,石油危机持续爆发虽然使得目前我国大型塑料制品加工制造产业的主要产品原料价格上涨,其宏观经济发展趋势仍然受到很多较大一定程度的宏观经济因素抑制和被经济抑制。

所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。

塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。

其发展受到很大程度的抑制抑制。

所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。

塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。

用特殊模具工艺生产制造出来的的新型塑件产品具有高工艺复杂程度,高质量一致性,高操作精度、高生产率以及低材料消耗率等几大特点。

一、塑料模具简介塑料产品是用各种零件作为材料后再进行加工再成型而得以获得的一种产品。

而腔体模具就是一种利用其本身特定的腔体密闭性和腔体部件去加工成型,从而可以做成一种具有一定整体形状和大小尺寸的大型塑料金属制件的一种工具。

1、用新型机械塑料模具自动加工塑料生产工艺制造加工出来的的新型柔性塑件塑料制品。

它具有高度易操作和低精度、高性能和低一致性、高生产率和低使用材料资源消耗率等几个新的显著特点。

塑料成型工艺与模具设计塑料是一种广泛应用于各种工业领域的材料，如塑料制品、汽车零部件、家用电器等。

要生产高质量的塑料制品需要掌握塑料成型工艺与模具设计。

1. 塑料成型工艺塑料成型工艺是将熔化的塑料通过模具加工成制品的过程。

常用的塑料成型工艺有注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型等。

1.1 注塑成型注塑成型是指将熔化的塑料加入注塑机的料斗，并经过高压注入到模具中形成成品。

注塑机主要由三个部分组成：进料口、注射器和模具。

注塑成型工艺适用于制造大批量，外形复杂的制品，例如手机外壳、键盘等。

1.2 挤出成型挤出成型是将熔化的塑料通过特殊的挤出机械，经过模头挤出，形成长条状塑料制品。

该成型工艺适用于制造管道、线缆、塑料块等制品。

1.3 吹塑成型吹塑成型是指将熔化的塑料通过吹塑机械，吹入气压模具中进行成型。

该成型工艺适用于制造各种形状的塑料瓶、塑料桶等中空制品。

1.4 压缩成型压缩成型是将熔化的塑料放入模具中，然后加热模具，使塑料成型。

该成型工艺适用于制造薄壁制品、电缆附件、电器配件等制品。

2. 模具设计模具设计是指根据塑料制品的形状、尺寸和用途，设计适合的模具。

模具由注塑模具、挤出模具、吹塑模具、压缩模具等不同类型组成。

2.1 注塑模具设计注塑模具是一种用于注塑成型的专用模具。

注塑模具设计时需要根据制品的尺寸、形状、壁厚和材质选择合适的模具材料和型号。

设计时需要考虑到模具的结构合理性、模具的冷却方式以及模具动力系统和操作系统的设计等方面。

2.2 挤出模具设计挤出模具是挤出成型必须的一种模具。

挤出模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸和挤出机的性能等因素。

挤出模具还需要考虑到挤出头和模头的结构以及设计选材等。

2.3 吹塑模具设计吹塑模具是吹塑成型必须的一种模具。

吹塑模具设计时需要考虑到制品的形状、尺寸、厚度、重量等因素。

同时还需要考虑到吹出模具的形状、结构和材质等。

2.4 压缩模具设计压缩模具是压缩成型必须的一种模具。

塑料成型工艺及模具设计?1学习与复习考虑题绪论1．塑料的概念塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为要紧成分，参加或不参加填料和添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或固化交联形成刚性的材料。

2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。

钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？橡胶、塑料、化学纤维塑料成型根底聚合物的分子结构与热力学性能1．树脂与塑料有什么区不塑料的要紧成分是树脂〔高分子聚合物〕。

2．高分子的化学结构组成。

高分子聚合物：由成千上万的原子，要紧以共价键相连接起来的大分子组成的化合物。

3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。

线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性，在适当的溶剂中能够溶解，当温度升高时那么软化至熔化状态而流淌，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而能够反复成型。

2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高和塑性特别低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化(化学交联反响)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也可不能软化。

4．聚合物的聚拢态结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。

1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。

但在电子显微镜下瞧瞧，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序〞。

2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，因此尽大局部是无定形聚合物。

5．无定性聚合物的三种物理状态，以及四个对应的温度，对我们在使用和成型塑料制品时有何指导意义。

三种物理状态1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲曲折折曲曲折折折折线全然上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。

物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正比。

常用结构设计材料：工程塑料篇塑胶材料：热塑性塑料：热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。

在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态是可逆的可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化，称这种塑料为热塑性塑料。

常见的有：ABS、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲醛（POM），聚碳酸酯（PC），聚酰胺（尼龙）、丙烯酸类塑料、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚。

1、ABS塑料：通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。

使用最广泛的工程塑料之一。

其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。

具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。

尺寸稳定性。

电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。

ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中,不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。

ABS树脂热变形温度低可燃，耐候性较差。

熔融温度在217-237℃，热分解温度在250℃以上。

大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。

ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。

用途：机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

软化点：101℃2、聚乙烯（PE）：乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。

在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。

聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。

常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。