岳建軍
(滄州明珠塑料股份有限公司,河北 滄州 061001)
經(jīng)過科技的逐步發(fā)展,現(xiàn)在塑料已經(jīng)成為我們需要的重要材料之一。據(jù)不完全統(tǒng)計,塑料的應(yīng)用現(xiàn)已被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國防尖端工業(yè)以及人們?nèi)粘I畹雀鱾€領(lǐng)域。但隨著目前我國的新型聚合物材料的不斷出現(xiàn)和市場上對聚合物擠出產(chǎn)品性能要求的不斷提高,這些單一材料的塑料制品已不能日益滿足我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)需要。如何解決這一實際問題,是擺在我們面前的首要任務(wù)。作為一直從事塑料方面工作的人來說,根據(jù)實際工作情況逐步總結(jié)了這方面的發(fā)展方向和目標,就是要實現(xiàn)塑料加工向著高效、高速、高精度等方向發(fā)展,同時還有把計算機技術(shù)引入這一領(lǐng)域,把整個塑料加工技術(shù)提高到一個新水平。
一般來說,塑料的特點具備質(zhì)量輕,化學(xué)性穩(wěn)定,不銹蝕,電氣絕緣性能好,同時根據(jù)實踐來看,塑料的剛度與木材相近,拉伸強度一般在10~500MPa左右。塑料的優(yōu)點是耐用、防水,良好的絕緣體,塑料還可以用于制備工業(yè)用料的燃料油和燃料氣,這樣可以降低原油消耗。
塑料的分類方面我們一般可以把它分為熱固性與熱可塑性這兩大類。而熱固性在實際中是無法重新塑造使用的,熱可塑性一般是可再重復(fù)生產(chǎn)利用的,這些在實際應(yīng)用中一般都接觸過。
另外,塑料高分子的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型,第一種是線型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物;第二種是體型結(jié)構(gòu),筆者認為具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈,稱為支鏈高分子,屬于線型結(jié)構(gòu)。有些高分子雖然分子間有交聯(lián),但交聯(lián)較少,稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬于體型結(jié)構(gòu)。實際操作中兩種不同的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出兩種相反的性能。線型結(jié)構(gòu)高聚物由于有獨立的分子存在,所以有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨立的大分子存在,因此它沒有彈性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有,由線型高分子制成的是熱塑性塑料,由體型高分子制成的是熱固性塑料。
據(jù)不完全統(tǒng)計,塑料加工工藝成型的方法大概有30多種。但是無論怎樣,它的選擇主要決定于塑料的類型、制品的外形和尺寸及起始形態(tài)。加工熱塑性塑料常用的方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等,加工熱固性塑料一般采用模壓、傳遞模塑,也用注射成型。層壓、模壓和熱成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法均可用于橡膠加工。此外,還有以液態(tài)單體或聚合物為原料的澆鑄等。但是在這些諸多的方法中,筆者認為還是以擠出和注射成型用得最多,也是我們?nèi)粘S玫降淖罨镜某尚头椒?。下面筆者就簡單對其中幾種成型方法做一簡單介紹,別的不多累述了。
2.1 塑料擠出成型的方法。這種方法是按照螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式,連續(xù)地將塑化好的塑料擠進模具,然后再通過一定形狀的口模時,這樣就會得到與口模形狀相適應(yīng)的塑料型材的工藝方法。具體生產(chǎn)線如圖1所示。
像這樣就會擠出成形占塑料制品的30%左右。產(chǎn)品主要用于截面一定、長度大的各種塑料型材,它的特點是能連續(xù)成形、生產(chǎn)率高、模具結(jié)構(gòu)簡單等。另外筆者還分析得出,除氟塑料外,幾乎所有的熱塑性塑料都能擠出成形,部分熱固性塑料也可擠出成形。
2.2 塑料注射成型的方法。這種方法我們是利用注射機將熔化的塑料快速注入模具中,并固化得到各種塑料制品的方法。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前幾乎所有的熱塑性塑料均可采用此法,也可用于某些熱固性塑料的成形。筆者也做了個粗略地統(tǒng)計,像注射成形占塑料件生產(chǎn)中
圖1 塑料擠出成型的方法
圖2 塑料注射成型的方法
圖3 塑料壓制成型的方法
的比重大概也是30%左右,它具有能一次成形的特點,形狀復(fù)雜件、尺寸精確、生產(chǎn)率高等優(yōu)點;但設(shè)備和模具費用較高,現(xiàn)在一般地主要用于大批量塑料件的生產(chǎn)過程中。具體生產(chǎn)線如圖2所示。
在實際操作中,我們可以將粉粒狀原料從右側(cè)的料斗中加入料筒,當柱塞推進時原料就會被推入加熱區(qū),再次經(jīng)過分流梭,通過噴嘴將熔融塑料注入模腔中,冷卻后開模即得塑料制品。這一種方式比較簡單,容易操作。
2.3 塑料壓制成型的方法。我們所說的這種方法是將固態(tài)的粒料或預(yù)制的片料加入模具中,我們對它通過加熱和加壓的方法,使其軟化熔融,并在壓力的作用下充滿模腔,固化后得到塑料制件的方法。
在實際生產(chǎn)中,這種方法它具備模具簡單,能生產(chǎn)大型制品,但經(jīng)過筆者分析認為,這種方法在生產(chǎn)時生產(chǎn)周期長、效率低,較難實現(xiàn)自動化,難以生產(chǎn)厚壁制品及形狀復(fù)雜的制品,一般很少被企業(yè)采用。
上面我們對塑料的工藝成型方法做了探討,下面筆者結(jié)合實際對塑料的制件結(jié)構(gòu)設(shè)計再做進一步的分析敘述,供大家參考。首先我們先來明確塑料制件結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。我們知道任何事情都要講究個原則性。塑料的設(shè)計制作也要講究這一點。我們應(yīng)該從它的各種性能特點,包括缺點在內(nèi)的各種特性都要考慮到,首先就是考慮它的總體結(jié)構(gòu),主要目的就是要使模具型腔易于制造,模具抽芯和推出機構(gòu)要特簡單。其次是在保障物理及化學(xué)性能基礎(chǔ)上,做到設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單,壁厚均勻,使用要方便。在這之前,筆者建議要對外觀進行造型初步的設(shè)計,再繪制圖樣,以便操作。
3.1 塑料制作結(jié)構(gòu)的尺寸、精度的把握。所謂尺寸就是它的大小程度。這個時候要考慮注射機的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制等問題,要綜合考慮這些后,我們再去制作尺寸,相信會達到完美統(tǒng)一的效果。另外,所謂的精度,就是我們所說的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度,筆者在這建議,在我們滿足需要的前提下,應(yīng)盡可能設(shè)計得低一些。我們在精確度的確定上一般采用公差代號為MT,公差等級分7級來做衡量的標準。一般地,MT1級、2級精度最高;MT7級精度最低。另外對于它上孔的公差我們可采用基準孔,可取表中數(shù)值冠以(+)號;而對于塑件上軸的公差可采用基準軸,可取表中數(shù)值冠以(-)號。
3.2 塑料制作結(jié)構(gòu)表面質(zhì)量的設(shè)定。在這個規(guī)定里面,我們采用的是GB/T14234《塑料件表面粗糙度標準——不同加工方法和不同材料所能達到的表面粗糙度》標準;而在表面粗糙度選擇上我們采用塑件的表面粗糙度一般為Ra0.2~1.25。在實際的設(shè)計制作中,表面粗糙度數(shù)值要比塑件低1~2級。這是要注意的。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國的塑料加工工業(yè)也隨著逐步發(fā)展,這個時候它的適應(yīng)能力也會出現(xiàn)較強的態(tài)勢,為我國的輕工業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。這個時候,只要我們的企業(yè)抓住時機,充分利用市場競爭機制,就能夠?qū)崿F(xiàn)塑料加工業(yè)的大發(fā)展。但是我們也不能忘記在以下幾個方面要大力發(fā)展我國的塑料加工工藝及制件結(jié)構(gòu)設(shè)計,主要是有機原料、化工設(shè)備、化工印染、膠粘劑等方面加大力度。只有這樣,我們的塑料加工工藝才會迎來發(fā)展的新機會。
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