塑料制品设计要点
第1章塑料制品设计基础
知识要点
塑料制品设计基础
塑料制品设计要点
塑料制品设计基本过程
学习回顾
练习题
要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须有对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等众多方面的研究。其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。
·2·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解
1.1 塑料制品设计基础
塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛，本章将简略介绍塑料的一些基础知识。
1.1.1 塑料性质
塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。
1．塑料的分子结构
塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。
2．塑料的成分
?树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定了塑料的主要性能，如机械、物理、电、化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40%~65%。
?填充剂：又称添料。正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用范围。
?增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融黏度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常
加入能与树脂相溶的不易挥发且高沸点的有机化合物，即增塑剂。
?着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包含涂料。
?稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。
?润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的摩擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。
1.1.2 常用塑料材料介绍
不同成分的塑料具有不同的使用价值，表1-1所示是常用塑料的性质和用途。
表1-1 常用塑料的性质和用途
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Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解
1.1.3 制品工艺要求
塑料制品的质量不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决于塑料制品本
身的结构设计是否符合工艺要求。设计塑料制品的基本原则如下：
? 在保证使用和性能（如机械强度、电性能、耐化学腐蚀、形状稳定、耐温、吸水性等）
的前提下，塑料制品结构力求简单、壁厚均匀、使用方便。
? 设计制品时应尽量考虑结构合理，便于模具制造和成型工艺的实施，用最简单的工序
和设备来完成制品的成型过程。
? 日用生活制品和儿童玩具等要求外表美观者，应与美工人员共同研究，设计出两全其
美的制品。
? 高效率、低消耗，尽量减少制品成型前后的辅助工作量，并避免成型后的机械加工。
进行塑料制品设计开发，需要注意的一些设计问题如下： 1．尺寸、精度及表面粗糙度
? 尺寸：制品的尺寸要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造、设备的
性能，还要考虑塑料的流动性。
? 精度：影响因素很多。塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）、塑件形状、
模具结构（浇口和分型面的选择、飞边、斜度）、模具的磨损等都直接影响制品的精度。
? 表面粗糙度：制品的表面粗糙度由模具表面的粗糙度决定，故模具表面要进行研磨抛
光，透明制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度一致，一般选择Ra ＜0.2μm 。
产品设计时在满足塑件使用条件的前提下，尺寸不能太大，
产品精度应尽可能低，表面粗糙度也尽可能低，从而降低模具制造成本及要求。
如果塑件尺寸无公差要求，一般采用标准中的IT8级，对孔类尺寸可以标注正公差，而轴类各件尺寸可以标注负公差。中心距尺寸可以标注正负公差，配合部分尺寸的公差要求高于非配合部分尺寸。
在模具的设计与制造过程中，模具尺寸精度应比塑件尺寸精度高两级，若制品精度是IT4级，模具精度应当是IT6级。
一般模具表面粗糙度要比制品表面粗糙度高一个等级。
2．脱模斜度
由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧包模具中的型芯和型腔中的凸出部分，使
第1章 塑料制品设计基础
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塑件取出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，如图1-1所示。
图 1-1 脱模斜度
一般产品的脱模斜度取1°~1°30′。一般型芯的脱模斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，在不影响外观的情况下，脱膜斜度α应尽量大一点，以便脱膜。表1-2列有若干塑料单边脱模斜度的推荐值。
表1-2 塑件脱模斜度推荐值
3．壁厚
壁厚根据塑件使用要求（强度、刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定。壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难；壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡、缩孔等不良现象。要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。当然，在实际设计中，要求壁厚完全均匀一致是不可能的，只能要求在厚壁与薄壁交界处避免有锐角，过渡要缓和，厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。塑件壁厚一般在1mm~6mm 范围内，常用值为2mm~3mm ，通常随塑料种类及塑件大小而定。表1-3所示为常用塑件最小壁厚及推荐壁厚。
表1-3 常用塑件最小及推荐壁厚 （mm ）
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4．加强筋
为了确保塑料制品的强度和刚性，又不导致塑件的壁增厚，可在塑件的适当部位设置加强筋，它还可以避免塑件的变形。在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流道情况。
为了增加塑件的强度和刚性，宁可增加加强筋的数量，也不要增加其厚度，但应注意加强筋之间的间距应取壁厚的2倍以上，如不得已时，加强筋的厚度也不能大于壁厚的50%~80%。
对于空心塑件，中间加强筋要低于外壁0.5mm 以上，使支撑面易于平直。应尽量避免加强筋局部集中，筋的排列要顺着在型腔内的流动方向。
5．支撑面
塑件一般不以整个平面作为支撑面，取而代之的是以边框、底脚作为支撑面，如图1-2所示。
6．圆角
塑件转角处都要以圆角过渡，除非有特殊要求。尖角容易产生应力集中，造成制品转角处破裂；圆角有利于塑料的流动，填充模腔及塑件的顶出，有利于提高塑件强度及使用寿命。
满足使用和不影响外观尺寸的情况下，圆角半径R 可尽量取大一些。一般内圆R ≥0.5T ，外圆R ≥1.5T ，如图1-3所示。
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图 1-2 瓶底边框支撑面
图 1-3 圆角半径
7．孔、异形孔（槽）设计 塑件的孔有3种成型加工方法：
? 模具直接注塑成型。
? 先注塑成型浅孔，再用机械钻通。 ? 机械钻通。
塑件如有侧孔或侧凹槽，则需要利用活动抽芯机构“平行抽出原则”确定塑件侧孔（槽）是否适合于脱模。热塑性塑料中软而有弹性的，如聚乙烯、聚丙烯等软性制品，内外边缘有浅的侧凹或侧凸可利用强制脱模。
在制品的设计过程中，应尽量少产生侧孔或侧凹槽，避免增加模具的复杂程度和制造成本。
8．螺纹
塑件中的螺纹可用注塑成型或机械切削获得。经常拆装或受力大的螺纹，建议采用金属螺纹嵌件成型。
塑件牙型一般采用圆弧形、矩形。外螺纹的外径d ＞4mm ，避免塑件螺纹强度较差；内螺纹的内径D ≥2mm ，使螺纹型芯能够承受强大的注塑压力。
9．嵌件
为了增加塑料制品整体或某一部位的强度、刚度、耐磨性、导电性、导磁性和装饰性等，满足使用的要求，常在塑件体内设置金属嵌件。由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。
便于插入并固定在模具中，
边框支撑面
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1.2 塑料制品设计要点
利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷，如缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤和飞边等。
为得到高质量的注塑产品，必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性。下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。
1．开模方向和分型线
在开始设计注塑产品时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。
开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯，减少拼缝线，延长模具寿命。例如，保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向，如果开模方向设计成与X轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。
2．脱模斜度
适当的脱模斜度可避免产品拉毛、顶伤。光滑表面的脱模斜度应大于0.5°，细皮纹表面大于1°，粗皮纹表面大于1.5°。
深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，和得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度、强度。
3．产品壁厚
各种塑料均有一定的壁厚范围，一般为0.5mm~4mm。当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。壁厚不均会引起表面缩印、气孔和熔接痕。
4．加强筋
加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则就会引起表面缩印。加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。
5．圆角
圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。设置合理的圆角，可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
6．孔
孔的形状应尽量简单，一般取圆形；孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度，此时孔的直径应按小径尺寸（最大实体尺寸）计算；盲孔的长径比一般不超过4。孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
7．注塑模的抽芯机构及避免
当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构，抽芯机构能成型复杂产品结构，但易引起产品拼缝线、缩印等缺陷，并增加模具成本，缩短模具寿命。设计注塑产品时，如无特殊要求，应尽量避免抽芯机构，可采用的方法有将孔轴向和筋的方向改为开模方向，利用型
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腔、型芯碰穿等。
8．一体铰链
利用PP料的韧性，可将铰链设计成和产品一体。作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm，且保持均匀。注塑一体铰链时，浇口只能设计在铰链的某一侧。
9．注塑件精度
由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件精度明显低于金属件，应按标准选择适当的公差要求（OSJ1372-1978）。
10．注塑件的变形
提高注塑产品结构的刚性，减少变形；尽量避免平板结构，合理设置翻边、凹凸结构；设置合理的加强筋。
11．气辅注塑
采用气辅注塑，可提高产品刚性、减少变形、避免缩印、节省原材料和缩短冷却时间。
12．焊接（热板焊、超声波焊、振动焊）
采用焊接，可提高连接强度和简化产品设计。
13．合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾
设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。有时牺牲部分工艺性，可得到很好的外观或性能。结构设计在无法避免注塑缺陷时，应尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。
表1-4所示是几种常见的合理与不合理的设计要点。
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Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解
表1-4 几种常见的合理与不合理的设计要点
不 合 理
合 理
凹陷
分模面
分模面
＞ ＞
1.3 塑料制品设计基本过程
使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0（简称Pro/E 3.0）进行塑料制品设计是非常方便快捷的，
其功能强大，在制品设计过程中将所有的设计步骤都放置在特征模型树中，在特征模型树中可以对设计步骤进行编辑修改。
虽然Pro/E 3.0有强大的制品设计功能，但它只是起到辅助设计的作用，最重要的是设计人员对塑料制品的用途、制品特性、设计工艺等要有比较深刻的认识及了解，才能用Pro/E 3.0辅助设计软件进行高效、合理的塑料制品设计。
下面以一个例子来说明其创建的基本过程，如图1-4所示。
图 1-4 马达盖基本创建过程
拉伸特征
1
倒圆角特征
2
壳特征
拉伸特征
3
4
第1章塑料制品设计基础·11·1.4 学习回顾
想成为一名产品设计师，必须了解塑料制品的特性和要点，而且还要灵活应用。所以第1章首先让读者了解塑料制品设计的一些基础、注塑件设计要点和使用Pro/E 3.0进行塑料制品设计的基本流程，其主要目的是为了更好地学习下面章节的内容，并且能够融会贯通。
通过学习第1章的内容，读者应该掌握塑料制品的特性和制品的设计要点，以及使用Pro/E 3.0进行塑料制品设计的基本流程。
1.5 练习题
（1）在保证使用和性能的前提下，塑料制品结构应、、。
（2）深腔结构产品设计时外表面斜度要求斜度，以保证注塑时模具型芯，得到的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料。
（3）当塑件按开模方向不能时，应设计，抽芯机构能成型产品结构，但易引起产品、等缺陷，并增加模具成本，缩短模具寿命。
（4）PS的全称是什么?有什么性质及主要应用于什么产品?
（5）以简短的文字说明Pro/E 3.0塑料制品设计基本过程。
塑料制品设计十大技巧
塑料制品设计十大技巧一、指导方针——设计核对表 新产品开发或产品改善的目标是使产品有优良的表现，而同时获得低的生产成本。这里，设计任务主要是指原料的选择，适合加工过程的选择，强度计算和模具设计。只有全盘考虑这些步骤，并有系统化的跟进，才能生产出高质量的、具商业效益的模具。设计部门经常只是探用性的解决方案。然而，必须强调的是，塑料的实用性和成本效率不是必然的，设计者必须非常注重开发原料和加工过程的正确解决方案。 塑料性质并非永恒不变的 塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计和操作条件的影响（如图1所示）。塑料性质由实验室环境下的测试得到。测试图由具有优化参数的高光度模具，在规定压力的标准条件下检测产生的。然而，实际上，塑料不可能恰好在这样的条件下生产，在使用中也不可能正好在同样的压力下。因此，在推出任何塑料设计方案的时候，其精确的要求和界定条件必须仔细地分析和罗列出来，设计核对表在这方面可以提供有用的帮助。
样品的生产 开发一种产品，从设计阶段到市场准备阶段，有必要准备样品来进行试验和修正。要确保样品的生产方法广泛适用于量产方案。部分注塑成型的样品也要由注塑模具来制造。如果没有模具可以适用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成为测试样品。但是，总是存在这样那样的问题，原因如下： ?无法考察注塑成型部件的焊接线的影响。 ?与注塑成型部分相比，有时候，机械加工中产生的凹槽会降低构件的强度性质。 ?由于结晶度高，挤塑棒材和片材的强度和硬度高于注塑部件。 ?无法考察纤维取向作用的影响。 由挤出材料制成的用于电灯开关的样品，可以承受180000次周期性应力。而同样情况下，注塑部件在80000次之后就出现了疲劳破坏。这种差异是由于在注塑过程中晶体结构的不同所造成的。 见图3 样品模具 目前生产样品的模具，都是通过简单的机械加工或运用低成本材料（如铝或铜为原料）制作而成。然而，需要注意的是，对生产来说非常重要的参数如温度、压力等，不能以这样的模具作代表。另外，它们不同的冷却性质又导致了不同的收缩和热变表现。现在推荐的是使用高硬度钢材制造模具，而模具以单模穴排列设计便可。 检测设计 随着现代计算机模拟技术的发展，有时候，在早期工艺阶段，就会将设计和加工过程中的潜在弊端鉴别出来，如强度分析和流程分析所进行的那样。然而，这些模拟分析并不可能完全确保最终产品在实际操作下的性能和质量。只有对实际操作条件下的样品检测，才可能提供最可靠的信息。这种检测是获得更高质量和功能的产品不可忽视的必要条件。
塑料制品的结构设计规范
双林汽车部件股份有限公司 企业技术规范 塑料制品的结构设计规范 2008-10-20发布2008-10-XX实施双林汽车部件股份有限公司发布
塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等） 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。 3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。 §2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率； L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有： (1) 成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2) 注射温度。温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。 (3) 模具温度。通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。
塑料制成品行业SWOT分析[1]
塑料制成品行业SWOT分析 一、优势 全国塑料行业发生着翻天覆地的变化，以塑料制品业为核心的“朝阳工业”产业规模进一步扩大，中国塑料行业的神圣使命由大变强，塑料加工机械位居世界第一，由设计制造大国发展成为先进的自主开发强国；塑料合成树脂生产位居世界第一，由大量依靠进口逐步转为立足国内生产满足市场需求；塑料制品加工也位居世界第一，由低附加值产品加工提升到拥有自主知识产权的中国品牌。中国塑料加工行业技术创新能力得到进一步增强，企业技术研发中心数量不断增多，已构建成若干个区域性高新技术产业群；产业结构、企业结构和产品结构不断调整，产业集约度逐步升级；塑料工业的整体优势得到进一步提升和加强，与国际上发达国家的差距正在逐渐缩小，某些方面已达到世界先进水平，进入从大国向先进强国迈进的可持续发展的关键时期。 中国塑料工业是以塑料加工为核心，包括塑料合成树脂、助剂及添加剂、塑料加工机械与模具在内的一个整体。“十二五”期间，面向全球的中国塑料工业贯彻落实科学发展观，推进产业结构调整和优化升级，坚持走新兴工业化道路，全行业得到了蓬勃发展，在经济建设中发挥着越来越重要的作用，正在向逐步实现塑料工业由大国到强国的跨越式发展之路挺进。 二、劣势 （一）产品结构不合理供求不平衡 塑料制品行业低端产品产能过剩导致的供求不平衡，表现为简单、初级产品多，深加工和精加工产品少。通用技术产品多，高技术、高附加值产品少等问题。以农业薄膜行业为例，“十一五”期间，我国农膜产业得到了长足发展，规模不断扩大，行业集中度不断提高，产业布局趋于合理。2012年我国高、中、低档农膜产品所占比例分别为2%、38%和60%，但高档农膜所占比例依然只有2%，高中档农膜比例偏低的现状依然存在，距离发达国家高档农膜20%、中档农膜50%的结构还有较大差距。 （二）总体装备水平低技术水平相对落后 多年来我国塑料加制品行业加快了技术改造的步伐，不断更新先进设备，用国产先进设备武装企业的同时，还从国外引进大量先进设备，大大提升了行业的整体水平，产业规模已经上升到世界先进水平。但较之发达国家我国塑料制品行业仍然存在装备水平偏低、工艺技术相对落后的问题，不能满足高层次消费与高技术领域的特种需求，也导致了在这些领域内
塑料制品的结构设计规范
塑料制品的结构设 计规范 1
双林汽车部件股份有限公司 企业技术规范 塑料制品的结构设计规范 -10-20发布 -10-XX实施双林汽车部件股份有限公司发布
塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。§1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案, 绘制制品草图( 形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等) 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件, 包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑: (1) 塑料的物理机械性能, 如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等; (2) 塑料的成型工艺性, 如流动性、结晶速率, 对成型温度、压力的敏感性等; (3) 塑料制品在成型后的收缩情况, 及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面: 能满足使用要求, 有利于充模、排气、补缩, 同时能适应高效冷却硬化( 热塑性塑料制品) 或快速受热固化( 热固性塑料制品) 等。 3、在模具方面: 应考虑它的总体结构, 特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺, 以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面: 要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿
命和更换期限, 尽可能降低成本。 §2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象, 收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率; L 0——室温时的模具尺寸; L ——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有: (1) 成型压力。型腔内的压力越大, 成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2) 注射温度。温度升高, 塑料的膨胀系数增大, 塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大, 收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是, 收缩率随温度的升高而减小。 (3) 模具温度。一般情况是, 模具温度越高, 收缩率增大的趋势越明显。 (4) 成型时间。成型时保压时间一长, 补料充分, 收缩率便小。与此同时, 塑料的冻结取向要加大, 制品的内应力亦大, 收缩率也就增大。成型的冷却时间一长, 塑料的固化便充分, 收缩率亦小。 (5) 制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加, 而非结晶型塑料中, 收缩率的变化又分下面几种情况: ABS 和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响; 聚乙烯、 丙烯腈—苯乙烯、 丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加; 硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。
塑料产品设计规范
塑料产品设计规范 塑料制品设计特点﹕ 塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难. 塑料制品设计原则﹕ 1.依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料 2.设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能 塑料制品设计程序: 为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明: 一.确定产品的功能需求,外观. 在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子. 产品设计的核对表 一般数据: 1.产品的功能? 2.产品的组合操作方式? 3.产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化? 4.在制造和组合上是否可能更为经济有效? 5.所需要的公差? 6.空间限制的考虑? 7.界定产品使用寿命? 8.产品重量的考虑? 9.有否承认的规格? 10.是否已经有相类似的应用存在? 结构考虑: 1.使用负载的状态? 2.使用负载的大小? 3.使用负载的期限? 4.变形的容许量? 环境: 1.使用在什么温度环境? 2.化学物品或溶剂的使用或接触? 3.温度环境? 4.在该种环境的使用期限? 外观: 1.外形 2.颜色 3.表面加工如咬花,喷漆等. 经济因素: 1.产品预估价格? 2.目前所设计产品的价格? 3.降低成本的可能性? 二.绘制预备性的设计图: 当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.
塑料制品行业分析报告
塑料制品行业分析报告
目录 一、塑料制品行业概况..................................................................................................................... - 1 - 二、塑料制品行业出口市场分析 ..................................................................................................... - 1 - （1）我国塑料制品行业历年出口额及主要出口对象 (1) （2）塑料制品行业主要产品介绍 (3) （3）塑料制品行业海外市场需求分析 (4) 三、阿里巴巴塑料制品行业买家特征分析 ..................................................................................... - 4 - （1）近一年买家洲区来源分布 (5) （2）近一年买家询盘来源分布 (5) （3）买家数量和询盘数量变化对比 (5) （4）询盘TOP20国家09年1-11月相比08年1-11月变化情况 (5) （5）近半年买家活跃度 (6) （6）"塑料制品"行业买家反馈数量TOP5国家/地区 (6) （7）"塑料制品"行业"行业TOP关键词 (8) （8）关搜推广排名与自然排名效果对比 (9) （9）阿里巴巴"塑料制品"行业买家代表（部分） (9) （10）阿里巴巴买家数、海外访问量持续增长 (10)
塑料制品的设计原则
第一部份 塑料制品的设计原则 塑料制件主要是根据使用要求进行设计，在满足使用要求的前提下，塑件形状应尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点。 设计塑件时必须考虑以下几方面的因素。 （1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性弹性、吸水性以及对应的敏感性。 （2）塑料的成型工艺性，如流动性。 （3）塑件形状应有利于充模流动、排气、补缩。 （4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩差异。 （5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。 （6）模具零件的形状及其制造工艺。 塑件设计的主要内容包括塑料的形状尺寸、精度表面光洁度、壁厚、斜度、以及塑件的加强筋、支承面、孔、圆角、螺纹、嵌件等的设置。 一、塑件的尺寸和精度 受塑料流动性和壁厚的影响 影响精度的因素： 1、模具制造精度 2、塑料收缩率的波动 3、模具尺寸的磨损 4、工艺条件的变化
5、脱模斜度 制品公差留有修模余地 孔类取（+）号、轴取（-）号中心距取（+、-）号 二、表面光洁度 制品光洁度比模具光洁度低一级，透明产品的阴阳模光洁度一致。 三、形状 须有利于脱模，使模具结构简单。 四、脱模斜度，〆：0.5 1.5° 硬脆性塑料脱模斜度大,收缩力大的塑件斜度大、壁厚的斜度大、有皮纹，4°6° 亚光，不同的皮纹、1°6°（有纹样对照） 若斜度不妨碍制品的使用，则可将斜度值取得大一些。 五、塑件壁厚及其均匀性 塑料制件的壁厚对塑件的质量影响很大，壁厚过小时成型时流动阻力大，大型复杂制品就难以充满型腔。（壁厚应尽可能一致）否则因冷却固化速度不同。 塑料壁厚的最大尺寸应满足以下有几方面的要求： 1、足够的强度和刚度。 2、脱模时能经受脱模机构的冲击与震动。 3、装配时能承受紧固力。
塑料制品的结构设计要点
第一章 塑料制品的结构设计 塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1.1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等） 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。 3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。 §1.2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率； L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。
影响收缩率的主要因素有： (1) 成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2) 注射温度。温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。 (3) 模具温度。通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。 (4) 成型时间。成型时保压时间一长，补料充分，收缩率便小。与此同时，塑料的冻结取向要加大，制品的内应力亦大，收缩率也就增大。成型的冷却时间一长，塑料的固化便充分，收缩率亦小。 (5) 制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加，而非结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：ABS和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响；聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加；硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。 (6) 进料口尺寸。进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩便小。 (7) 玻璃纤维等的填充量。收缩率随填充量的增加而减小。 表2-1、表2-2、表2-3为常用塑料的成型收缩率。
塑料制品在各行业中的应用现状及前景分析
塑料制品在各行业中地应用现状及前景分析 近年来,塑料加工工业随着我国经济持续稳定高速发展保持了高速增长,发展潜力较大.2008年以来,受原料持续上涨、人民币升值、出口退税率下降、“限塑令”、劳动法实施以及国际环境不断恶化等影响,沿海塑料加工业发达地区地增长放缓.但与上年同期相比,塑料制品行业总体仍保持了两位数增长,从各项经济指标看,总体发展态势令人乐观. 塑料在家电行业中地应用和发展趋势 塑料大体上可分为通用塑料工程塑料盒热固性塑料三种.通用塑料包括聚丙烯 塑胶产品结构设计基本规则 设计基本规则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的 压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠曲。 此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法，不但减低应力集中的因素，且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。 塑胶件设计规范 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 塑胶件设计规范：（限于目前常用的热塑性塑料件设计）1.壁厚设计 根据零件功能及形状大小而定。注塑成型壁厚一般不大于4mm。常用材料壁厚如下，特殊要求的壁厚另行考虑。 单位：mm 热塑性塑料名称厚度范 围 典型厚 度 备注 ABS~拐角内圆角最小半径25%壁 厚 PC~一般设计壁厚不超过3.1mm PP~一般设计壁厚不超过2.5mm PS~50%壁厚 PA~0.5mm POM~ PMMA~ PPO~ SAN~ PU~38 LDPE~ HDPE~ LCP~ 平面准则：尽量壁厚均匀一致。 因故不能做到，需做渐变过度， 过度的部分长高比例大于等于3：1 转角准则：壁厚均匀原则在 拐角处同样适用。 2.BOSS柱设计：(常用塑料) 设计原则,首先考虑连接强度。下表是对于一般结构件连接情况；对于重要外观件,BOSS柱外径，在连接强度不高情况下，可以适当做小。 当连接有强度要求，又有外观要求时，需按下面参数设计，同时设计出火山口。 BOSS柱要求使用司筒顶出，斜度不大于度。 单位：mm 说明：外径根据强度要求可以适当变化，以上值为要求 说明：PC柱比ABS更容易打爆，若出现此现象，外径可适当加大 度 PA6，PA66,SAN /POM ±4 ST ±5 ±6 ST ± ST 3±7 ST ±8 ST ± ST 4±9 ST ±1011 ST ± ST 8±16 说明：PA6,PA66螺钉有效深度可以比上表值缩短15%。 火山口设计： 壁厚<2mm， A尺寸做0.75mm 2mm≤壁厚, A尺寸做60～70%壁厚 3.加强筋设计 加强筋厚度 一般设计，加强筋厚度不超过壁厚倍。 有外观要求时，加强筋厚度的不超过倍壁厚。 3．1 制品几何形状的设计 在满足使用要求的前提下，对塑料制品的设计要求是，既要美观大方，又要符合塑料成型工艺的特点。下面仅讨论翅料制品的几何形状与成型工艺、模具结构以及制品质坦的 关系。 制品几何形状设计应遵循的原则如下： (1)在保证塑件的使用性能、物理、化学、介电性能与力学性能等的前提下 价格低廉和成型性能较好的塑料，AVX钽电容并力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。 (2)在设计塑件时，应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于设计制造，模具拍芯和推出机构简单。 (3)在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩性等，塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。 (4)在设计塑件时，应考虑其成型方法，44同的成型方法对塑件的结构有不同的要求。 3．L1 形状 塑件的几何形状应尽可能保证有利于成型的原则，即在开模取出塑件时，尽可能不采蝴复 杂的瓣合分型与侧抽心。为此，塑件的内外表面形状要尽量避免旁侧凹陷部分，如图3—1、 图3—2所示。 311．2脱模斜度 由于边料冷却后产生收缩，会使塑件紧紧包仕模具型芯成型腔中的凸起部分，为了便于 从塑件中抽出型芯或从型腔中取出塑件，防止脱模时拉伤或擦伤塑件，设计塑件时必须考虑 塑件内外表面沿脱模方向均应又有足够的脱模斜度。 选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则： (1)满足制品尺寸公差要求的前提下，脱模斜度可取得大 (2)在塑料收缩率大的情况下应选用大的脱模斜度。 (3)当制品饿厚较厚时，因成型时制品的收缩量大，故也应选用较大的脱模斜度。 (4)对于较高、较大的制品，应选用较小的脱模斜度。 (5)对于高精度的制品，应选用较小的脱模斜皮。 (6)只是在制品高度很小时才允许不设计服模斜度。 (7)如果要求脱模后制品保持在型；憾一边，可有意将制品内表面的脱模斜度设计得比外 表面小。 (8)如图3—3所示，取斜度的方向一般内7L以小端为基 准，斜度由扩大方向取得，外形以大端为幕准，斜度内缩小 方向取得。 3．L 3 壁厚 塑件的壁厚与使用要求和工艺要求钉义。府尽量使制品 的各部分壁厚均匀．避免有的地方太厚或有的地方太薄，否 则成型后因收缩不均匀会使制品变形或产生缩7L、凹陷、烧 伤以及填充木足等缺陷。 制品壁厚一般在1—6mm，最常用的数值为2—3mm o 表3—1列出了热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚的推 荐值。 国内塑料制品行业情况调查与分析 一、2013年中国塑料制品行业数据 据国家统计局统计数据显示，2013年塑料制品规模以上企业13699个，塑料制品产量6188.66万吨，同比增长8.02%，比2012年8.99%的增长回落了0.97个百分点。其中，塑料薄膜产量为1089.3万吨；日用塑料制品产量为471.6万吨；塑料人造革、合成革产量为347万吨；纤维增强塑料制品产量259.86万吨；泡沫塑料产量为146.5万吨。据海关数据统计：2013年中国塑料制品出口共计896.4万吨，同比增长5.3%，出口金额352.9亿美元，同比增长11.8%，出口平均单价为3937美元/吨，同比增长6.2%。 2013年塑料制品规模以上企业主营业务收入累计完成18686.44亿元，同比增长14.26%，增长幅度提高了2.47个百分点。实现利税1676.75亿元，同比增长17.10%，增幅回落了0.02个百分点。其中：利润总额为1123.18亿元，同比增长16.45%，增幅比2012年提高了0.51个百分点。行业资产总计11701.68亿元，同比增长11.46%，增幅下降1.57%。 图表1 2013年中国塑料制品产量分省市统计 数据来源：依据公开资料整理 广东和浙江历来都是中国的塑料制造大省，2013年这两个省全年的塑料制品产量约占全国塑料制品产量的30%。山东年产量接近500万吨，占全国总量比重的8.1%，进入塑料制造大省行列。 2013年我国塑料薄膜产量1089.3万吨占塑料制品总产量的17.6%，是塑料制品中产量增长较快的类别之一。2013年前5大塑料薄膜生产省份浙江、广东、江苏、山东和河南总产量占全国塑料薄膜产量的68.8%，其中排名首位的浙江省占占全国总产量的31.3%。这几年塑膜行业发展迅猛，2011年国内塑料薄膜总产量在843万吨，2012年总产量达到970万吨，增幅超过15%，2013年塑料薄膜总产量达1089万吨。快速扩产，令供求失衡的弊端日益显现。目前农膜行业年产量超过500万吨，而实际需求量仅为产量的一半；再如包装行业产能最大的双向拉伸膜，BOPP及BOPET近几年产能均已翻番，扩张步伐仍在继续，导致膜厂普遍亏损，中小企业生存环境日益恶化。在此背景下，塑膜行业将逐渐进行优胜劣汰，高端化、规模化及差异化将是未来膜厂发展方向。 图2 塑料薄膜产量排名前十的省份 数据来源：依据公开资料整理 2013年，我国纤维增强塑料制品行业处于前几年高速增长后的相对需求平缓的阶段。160家玻璃纤维增强热固性塑料制品生产企业总产量为259.9万吨，累计增长率-9.8%。从各省市的产量来看，产量排名第一的河南省增幅仅为1.91%，而排名第二、第三的河北省和内蒙古均有较大幅度的降低。山东省、贵州、四川省虽然呈现了大幅度的同比上升，原因在于其基数偏低。 据国家统计局对392家规模以上玻璃纤维增强塑料制品生产企业2013年的经济效益统计数据显示：主营业务收入721.6亿元，与去年同期716.5亿元相比增长0.7%；利润60.4亿元，同期增长4.6%；企业亏损面为12.0%，与去年12.7%减小了0.7%。 图3 纤维增强塑料制品产量排名前十的省份 第1章塑料制品设计基础 知识要点 塑料制品设计基础 塑料制品设计要点 塑料制品设计基本过程 学习回顾 练习题 要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须有对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等众多方面的研究。其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。 ·2·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解 1.1 塑料制品设计基础 塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛，本章将简略介绍塑料的一些基础知识。 1.1.1 塑料性质 塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。 1．塑料的分子结构 塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。 2．塑料的成分 ?树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定了塑料的主要性能，如机械、物理、电、化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40%~65%。 ?填充剂：又称添料。正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用范围。 ?增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融黏度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常 加入能与树脂相溶的不易挥发且高沸点的有机化合物，即增塑剂。 ?着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包含涂料。 ?稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。 ?润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的摩擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。 1.1.2 常用塑料材料介绍 不同成分的塑料具有不同的使用价值，表1-1所示是常用塑料的性质和用途。 表1-1 常用塑料的性质和用途 淀粉基生物降解塑料 淀粉基生物降解塑料，是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，在工业上可以代替一般通用塑料等，可以用作包装材料，防震材料，地膜，食品容器，玩具等。 淀粉基生物降解塑料已有30年的研发历史，是研发历史最久、技术最成熟、产业化规模最大、市场占有率最高的一种生物降解塑料。淀粉与PE、PP、PVA、PCL、PLA等聚合物共混粒料已批量生产。 国外淀粉基塑料产品生产商主要有意大利的Novamont公司、美国的Warner-Lambert 公司和德国的Biotec公司。我国积极研发并产业化的单位主要有中国科学院理化技术研究所、中国科学院长春应用化学研究所、江西科学院、北京理工大学、华南理工大学、天津大学比澳格(南京)环保材料有限公司、广东上九生物降解塑料有限公司、广州优宝生物科技有限公司、浙江天示生态科技有限公司、中京科林新材料(深圳)有限公司、武汉华丽科技有限公司、哈尔滨绿环降解塑料有限公司、黑龙江绥化绿环降解塑料有限公司、烟台万利达环保材料有限公司等。 国内最大的生产厂家是武汉华丽和比澳格(南京)。武汉华丽预计产销规模10万吨，比澳格(南京)现已形成数万吨淀粉基塑料规模。其他几个大型企业均达到年产万吨级生产规模，总产量占到我国生物降解塑料产量的60%以上，并出口日本、韩国、马来西亚、澳大利亚、美国欧盟等国家。 聚乳酸生物塑料（PLA） PLA是以乳酸为原料聚合生成的高分子材料，具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和优良的生物相容性等特点，制品在使用后可完全降解，因此，PLA是一种能真正达到生态和经济双重效应的生物环保材料，是近年来开发研究最活跃、发展最快的生物降解塑料。 PLA可用于一次性饭盒以及其他各种食品、饮料外包装材料；适合加工成高附加值薄膜，取代目前易破碎的农用地膜；在生物医用材料中可用于医用缝合线、药物控释载体、骨科内固定材料、组织工程支架等。 目前世界PLA生产商有近20家，主要集中在美国、德国、日本和中国。美国NatureWorks 公司是目前世界上最大的PLA生产厂家，年产能达到14万吨，其以玉米等谷物为原料，通过发酵得到乳酸，再聚合生产生物降解塑料聚乳酸。该公司计划在亚洲建设其第二个PLA生产基地，规模同样为14万吨/年，目前正在对泰国、马来西亚、中国3个国家的PLA原料来源及市场增长前景进行评估。 在聚乳酸产能和消耗量都不断扩张的同时，聚乳酸的应用日益走向成熟。2010年，全球PLA总生产能力约为18万吨/年，与2009年的15.7万吨/年相比，净增加2.3万吨，提高了14.6%。2010年全球PLA消费量约12万吨（纯树脂），需求以西欧、北美为主，亚洲的消费量正在不断增长。目前，PLA的主要消费领域是包装材料，占总消费量的65%左右；其次为生物医学领域，约占总消费量的26%。 产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 第1讲 1、塑料制品的新成型方法与新材料改善普通成型的缺陷。 答：气体辅助注射成型、水辅成型技术、注射压制成型技术、热流道技术、低压注射成型、可熔芯技术的注射成型。 常规塑料制品成型方法容易出现精度低、内应力大、翘曲变形、表面凹陷、内部缩孔、外观档次低、光泽差等各种缺陷。 2、设计塑料产品要求既要考虑使用者（在功能上、在使用操作上、在外型上、材料应用与加工方法上），又要考虑企业（将来性、技术性、领先性、销售可能性、经济性）；新制品产生的方式有（再设计、组合、创新）。 3、塑料制品设计的特点是：必须材料考虑物性，尤其是环境变化对物性影响及在长时间负载下对产品影响。 第2讲 1、塑料制品开发包括： 答：市场需求分析，产品造型设计，模具方案设计和模具结构设计，模具工程分析，模具制造装配，制品生产，产品检验 2、串行工程与并行工程优缺点 答：优点：（1）、制品开发的各个环节可及时接受其他环节的分析和反馈，并立即进行修改，提高了设计质量和可靠性。 （2）、充分利用了各个环节的时域交叉性，几个环节同时进行，大大缩短了模具产品的开发周期性。 （3）、不构成修改的大循环，降低了总的开发成本。 缺点：（1）整个开发过程信息单向流动，下游结果不能及时反馈给上游进行评价和修改； （2）制品设计和模具设计脱节，制品设计的质量靠最终生产来检验，往往要多次修模，不易控制各环节质量；（3）、各阶段按顺序进行导致产品开发周期长。 3、逆向工程 答：现在采用三坐标测量机，将模拟信息转化为数字化的模型，这种通过样件开发产品的过程称为逆向工程 4、快速原型（不考） 5、设计塑料制品应考虑塑料材料的如下性能：材料的使用性能、材料的成型性能、材料的经济性 6、塑料材料的加工性 1）评定塑料可模性的目的：确定加工条件；评定物料成型各种制品可能性；试制新的塑料品种和改性。 2）评定方法：一般用能生产合格制品的速率和难易度来评价。 测定成型速率最好的办法是测定最短注射周期； 测定成型难易程度是确立完成充模的温度和压力的综合工艺窗口，最直观的办法是绘制成型图。 第3讲 掌握分析塑料制品力学状态，简支梁与柱体的力学计算 第4讲 1、塑料制品的尺寸为满足装配和使用，必须确定恰当的尺寸精度和形位精度，使制品具有互换性，既满足要求又能尽量降低成本。 2、塑件精度取决于原料、模具、设备、工艺和环境条件。 3、国内外塑料件尺寸标准的特点 俄罗斯：公差表包含了尺寸分段、精度等级、配合座别和上下偏差；也有基孔制、基轴制。 德国：只有公差值，没有配合，也没有上下偏差。 美国：每种塑料分为精密、标准和粗糙三个精度等级，三个尺寸段0～6英寸、6～12及大于12。 我国标准的尺寸范围从0～1000，分28个尺寸段，其中0～500分25段。该标准参照了德国标准DIN16901-1982，但有差异 4、塑件表面粗糙度跟哪些有关。 答：由模具型腔表面粗糙度和所成型塑料的品种和成型加工方法决定 第5讲 1、设计塑料制品必须考虑模具的限制，以保证制品的成型、防止产生缺陷，并简化模具结构，降低成本，提高生产效率。 塑料制品在各行业中的应用现状及前景分析 近年来，塑料加工工业随着我国经济持续稳定高速发展保持了高速增长，发展潜力较大。2008年以来，受原料持续上涨、人民币升值、出口退税率下降、“限塑令”、劳动法实施以及国际环境不断恶化等影响，沿海塑料加工业发达地区的增长放缓。但与上年同期相比，塑料制品行业总体仍保持了两位数增长，从各项经济指标看，总体发展态势令人乐观。 塑料在家电行业中的应用和发展趋势 塑料大体上可分为通用塑料工程塑料盒热固性塑料三种。通用塑料包括聚丙烯（PP）丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物（ABS）聚苯乙烯（PS）聚乙烯（PE）等；工程塑料包括聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）聚对苯二甲丁二醇酯（PBT）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚甲醛（POM）聚苯醚（PPO）等；热固性塑料包含聚氨酯树脂酚醛树脂环氧树脂等。其中增长最快的无疑就是工程塑料。 塑料在家电制造业中的应用越来越多 1、塑料在家电中的应用情况 塑料在家电中的能够得到广泛的应用，跟他自身所具有的特点是分不开来的： 塑料的密度小，可减少家电产品的重量，从而实现产品的轻量化。 塑料的抗冲击性好手感好耐磨避震吸音对电热声都有良好的隔绝性能，可被广泛地用来制造电绝缘材料绝缘保温材料以及隔热吸音材料等。 塑料加工性能好，成型容易可使形状复杂的不减加工简单化。复杂的制品可一次成型，能采用各种成型法大批量生产，生产效率高成本较低经济效益显著如果以单位体积计算生产塑料制件的费用仅为有色金属的十分之一。 塑料设计自由度大，塑料材料可给予家电产品的外观设计灵活性。 塑料耐化学腐蚀性强，由于塑料对酸碱盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力，因此局部受损不会像金属材料那样易产生腐蚀。 塑料可回收利用性环保性好可满足循环和可持续发展要求。 2、家用电器用塑料主要品种 在家电塑料材料中，大约90%为热塑性塑料，其余为热固性塑料；在热塑性塑料中，大部分是通用塑料，如：PP PS PVC PE等；所使用的工程塑料主要有ABS AS PA PC POM PPO PPS PET PBT PMMA LCP PEEKPSF PUR等。热固性塑料通常包括酚醛塑料氨基塑料环氧树脂等。 ABS 聚苯乙烯以及合成聚丙烯等是最常用的塑料原料。PP现在不仅可以在滚筒型重得到应用，而且可以制造成为洗碗机的内桶。博世-西门子电器公司推出一种PP合成物料内桶洗碗机，它能够长期耐受80摄氏度的洗碗机清洁溶液，性能和色彩仍然稳定。据预测，未来的洗碗机上PP将有更多应用，除了内桶，还有其他内部装置，比如现在钢制的铰链PVC 涂层钢制的支架等。冰箱门衬里材料正在有HIPS转向ABS，使用ABS可以在不影响部件强度的情况下，减少壁厚，常常也可以降低成本。热塑性ABS在加工过程中通常需要压力辅助，疑惑得更加精确度。现在对于衬里的设计更加细化，因此对加工精确度的要求也越来越高。冰箱制造商甚至在考虑用塑料来制造冰箱外门。 PS过去主要被用于制作家电透明件，现在责备更多的用作泡沫包装材料；HIPS通常被用于制作电冰箱的门胆，内胆蔬菜箱肉盘冰盒电视机计算机录音机空调器吸尘器塑胶产品结构设计基本规则
塑胶件设计规范
塑料制品的设计原则
国内塑料制品业情况调查与分析
塑料制品设计基础
中国降解塑料行业分析
塑料产品结构设计准则
塑料制品的设计
塑料制品在各行业中的应用现状及前景分析