材料選擇及注塑成型缺陷對(duì)策解讀

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1、一、塑料選材的一般程序塑料也像金屬一樣，種類(lèi)繁多，雖然已工業(yè)化的主要類(lèi)別只有五十多種，但每類(lèi)又有許多品級(jí)。如尼龍塑料則包括尼龍3、尼龍4、尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍7、尼龍8、尼龍9、尼龍610、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍13、尼龍612，尼龍9T，尼龍13，MC尼龍，尼龍MXD6尼龍等品種。每一品種還可以通過(guò)改性，例如加入填料或增強(qiáng)材料和其它輔助材料，或通過(guò)共混制成”合金”；或通過(guò)加工工藝如定向拉伸、結(jié)晶、發(fā)泡等來(lái)獲得新的性能，以滿(mǎn)足使用要求。塑料的品種既然是如此繁多，它們的性能又具可變性，因此，塑料應(yīng)用的選材常常要從塑料中許多性能

2、的綜合平衡來(lái)考慮(包括工藝與成本)，而且某些性能數(shù)據(jù)如磨損性、沖擊性尚不能完全預(yù)測(cè)其使用性，有時(shí)又缺乏準(zhǔn)確可靠的設(shè)計(jì)公式，因此，大多數(shù)塑料的選材過(guò)程是比較復(fù)雜的。為了能選擇出性能和加工工藝均符合使用要求的、又盡量能恰如其分地量材使用的品種就要求采用系統(tǒng)、綜合的分析方法來(lái)選材。一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，應(yīng)從構(gòu)思、草圖開(kāi)始。選材衽設(shè)計(jì)過(guò)程中是個(gè)矢鍵步驟，對(duì)于指定部件的選材，最主要的是考慮部件的功能和決定部件功能的有尖材料性能，同時(shí)還要考慮諸如部件的特點(diǎn)和禁忌、使用時(shí)的外界條件、臨界條件、使用壽命和使用方式、維修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工藝、生產(chǎn)數(shù)量、生

3、產(chǎn)速度、成本、原料來(lái)源和經(jīng)濟(jì)效益等等。這些因素包括兩方面，一方面是使用環(huán)境介質(zhì)和環(huán)境條件，如構(gòu)件承受的負(fù)荷和自重，沖擊和振動(dòng)等機(jī)械作用的影響；接觸的氣體、液體、固體及化學(xué)藥品；曝露的大氣環(huán)境(氣溫、濕度、降雨、陽(yáng)光、冰雪以及有害氣體等)的影響；貯存環(huán)境條件和長(zhǎng)期貯存的的影響；此外，除靜態(tài)破壞影響外，還要考慮摩擦升溫、蠕變、成型收縮等引起的變形、應(yīng)力松弛以及反復(fù)應(yīng)變而引起的疲勞，高應(yīng)變率引起的力學(xué)性能變化等等。另一方面是搬運(yùn)、勤務(wù)處理或操作時(shí)，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影響。充分考慮這些因素才能明確所要求的綜合性能。了解生產(chǎn)數(shù)量是為了從

4、經(jīng)濟(jì)上考慮恰當(dāng)?shù)某尚图庸し椒?。比如所需?shù)量是幾個(gè)至幾十個(gè)，就不必要制造模具，可直接用板材或棒材加工；需要數(shù)量是幾百個(gè)左右時(shí)，可酌情采用簡(jiǎn)易模具或樹(shù)脂■金屬模、低熔點(diǎn)合金模等；當(dāng)需要量更多時(shí)則應(yīng)采用正規(guī)的模具成型。比如，設(shè)計(jì)的部件要急于使用，則考慮材料貨源是主要的；如要設(shè)計(jì)宇航零件，則性能因素是最重要的；如設(shè)計(jì)通用產(chǎn)品，則應(yīng)綜合考慮性能和成本。下面列舉一個(gè)典型的選材程序：(1)零部件的構(gòu)思：進(jìn)行初步的功能設(shè)計(jì)，即部件的形狀及其功能元件的形狀，并考慮選擇基本加工方法。(2)選材：根據(jù)衽應(yīng)力下與使用性能相矢的塑料的工程性能和加工性來(lái)篩選候選材料，這些應(yīng)力是部

5、件工作時(shí)施加在制品上的。(3)初步分析設(shè)計(jì)：利用工程設(shè)計(jì)性能計(jì)算壁厚和零件的其它尺寸。并根據(jù)塑料的特點(diǎn)進(jìn)行制品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)。(4)試制樣品：在部件實(shí)際使用條件下或模擬零部件的使用條件下進(jìn)行考驗(yàn)、考核。(5)重新設(shè)計(jì)和重新試驗(yàn)：當(dāng)發(fā)現(xiàn)性能不能滿(mǎn)足使用要求時(shí)，要重新篩選材料或重新設(shè)計(jì)并試驗(yàn)。(6)根據(jù)試制樣品的試驗(yàn)情況和加工零部件的成本，確定最終設(shè)計(jì)和選材。(7)確定材料的技術(shù)規(guī)格和檢驗(yàn)方法。有時(shí)上列步驟可以縮短，尤其是在零部件要求簡(jiǎn)單，或新零件與舊零件的差別很小的時(shí)候。然而，有時(shí)選材步驟更為復(fù)雜，特別是衽開(kāi)發(fā)新應(yīng)用時(shí)，或在塑料所承受的應(yīng)力很復(fù)雜的情況下

6、，系統(tǒng)、綜合的分析法不僅是可靠的成功辦法，而且是節(jié)省開(kāi)發(fā)費(fèi)用的途徑?！吨袊?guó)工程塑料網(wǎng)》2002年05月21日二、塑料一般選材設(shè)計(jì)者繪出零件圖后，要對(duì)零部件列出使用條件和重要選材因素、然后合理地選材。括以下三個(gè)步驟：(1)跟據(jù)應(yīng)用目的，列出部件的全部功能要求(并不是材料的性能)，并盡可能定量化。例如：①在額定的連續(xù)載荷下允許的最大變形量：②使用和運(yùn)輸過(guò)程中所受的應(yīng)力種類(lèi)和大??；是否長(zhǎng)期受力，是動(dòng)態(tài)或是靜態(tài)應(yīng)力；③最高工作溫度；④在工作溫度下允許的尺寸變化；⑤零部件允許的尺寸公差；⑥零部件的使用性能要求；⑦部件是否要求著色、粘接、電鍍等；⑧要求貯存期多長(zhǎng)，

7、是否在戶(hù)外使用；⑨有無(wú)耐燃性要求，等等。（2）根據(jù)部件的功能要求，考慮使用性能數(shù)值（工程性能）和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，提出目標(biāo)材料（部件材料）的性能數(shù)值，并通過(guò)這些性能要求來(lái)選定材料，即使這些性能估計(jì)是粗略的，也會(huì)大大方便候選材料的篩選，為最終材料的選定提供有益的依據(jù)。選擇恰當(dāng)材料性能是很矢鍵而又復(fù)雜的，因?yàn)榱悴考哪骋还δ艹３０瑤追N性能，例如在尺寸穩(wěn)定性的要求中除尺寸精度外，還要考慮線脹系數(shù)、模塑收縮率、吸水性、蠕變性等等。零件的強(qiáng)度和剛度，除了從材料性能上考慮以外，還要從制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上（如厚度和加強(qiáng)筋等）加以考慮。材料的成型工藝性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等也都是選材

8、時(shí)應(yīng)考慮的因素。有時(shí)候，某些使用要求不一定能明確對(duì)材料性能的定量要求，如電鍍性往往要通過(guò)實(shí)際試