塑料制品行業的案例
3D打印推動塑料制品業轉型升級 智能化生產或是行業發展新動力
當前，受3D打印技術的進步和消費升級理念等多重因素的影響，我國的塑料制品市場已經被逐漸打開。僅2017年，中國的塑料制品制造市場營收規模已經達到2.44萬億元。隨著我國塑料行業的逐漸成熟，塑料制品的精度將逐漸提高。預計到2023年，我國的塑料制品制造市場營收規模將超過3萬億元。
未來，隨著3D打印技術的發展成熟，我國的塑料制品行業將順應整個制造業向著智能化、自動化方向轉型升級的大趨勢，加速完成新型產業結構調整和產業體系構建。在業界人士的共同推動下，塑料制品行業將緊抓機遇，實現新的突破和飛躍！
展開 塑料制品翹曲與收縮之間的關系
不均勻收縮對塑件的影響
塑件翹曲的原因在于不均勻的收縮，如果在模具設計階段不考慮填充過程中收縮的影響，則制品的集合形狀會與設計的要求相差很大，嚴重的變形會導致制品的報廢。
在注塑成型過程中，熔融料在注塑充模階段，由于聚合物分子沿流動方向的排列使塑料在流動方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產生翹曲變形。
除填充階段會引起制品的變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起制品上下表面收縮的差異，從而產生翹曲變形。對翹曲分析，收縮本身并不重要，重要的是收縮的差異。
貼近冷模腔面的熔體很快冷卻下來，而貼近熱模腔面的料層則會繼續收縮，收縮的不均勻將使塑件翹曲。
一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有不均勻收縮才會引起翹曲變形。結晶型塑料在流動方向與垂直方向上的收縮率之差較非結晶型塑料大，而且其收縮率也較非結晶型塑料大，結晶型塑料大的收縮率與其收縮的異向性疊加后導致結晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結晶型塑料大得多。
展開 塑料制品電鍍前的表面處理工藝
還原處理
經活化處理和用清水洗凈后的制品在進行化學鍍之前，用一定濃度的化學鍍時用的還原劑溶液將制品浸漬，以便將未洗凈的活化劑還原除凈，這稱為還原處理。化學鍍銅時，用甲醛溶液還原處理，化學鍍鎳時用次磷酸鈉溶液還原處理。
6. 化學鍍
化學鍍的目的是在塑料制品表面生成一層導電的金屬膜，給塑料制品電鍍金屬層創造條件，因此化學鍍 是塑料電鍍的關鍵性步驟。
塑料配色制品為什么會褪色？
針對塑料著色制品的褪色，應根據塑料制品的加工條件和使用要求，對所需顏料、染料、表面活性劑、分散劑、載體樹脂和防老化助劑的上述性能進行綜合評定后才可選用。
塑料制品設計時的一些注意點
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如何從塑料制品的設計上預防應力開裂？
塑料制品的形狀和尺寸
在具體設計塑料制品時，為了有效地分散內應力，應遵循這樣的原則：制品外形應盡可能保持連續性，避免銳角、直角、缺口及突然擴大或縮小。
對于塑料制品的邊緣處應設計成圓角，其中內圓角半徑應大于相鄰兩壁中薄者厚度的70%以上；外圓角半徑則根據制品形狀而確定。
對于壁厚相差較大的部位，因冷卻速度不同，易產生冷卻內應力及取向內應力。因此，應設計成壁厚盡可能均勻的制件，如必須壁厚不均勻，則要進行壁厚差異的漸變過渡。
合理設計金屬嵌件
塑料與金屬的熱膨脹系數相差5~10倍，因而帶金屬嵌件的塑料制品在冷卻時，兩者形成的收縮程度不同，因塑料的收縮比較大而緊緊抱住金屬嵌件，在嵌件周圍的塑料內層受壓應力，而外層受拉應力作用，產生應力集中現象。
在具體設汁嵌件時，應注意如下幾點，以幫助減小或消除內應力：
a.盡可能選擇塑料件作為嵌件。
b.盡可能選擇與塑料熱膨脹系數相差小的金屬材料做嵌件材料，如鋁、鋁合金及銅等。
c.在金屬嵌件上涂覆一層橡膠或聚氨酯彈性緩沖層，并保證成型時涂覆層不熔化，可降低兩者收縮差。
d.對金屬嵌件進行表面脫脂化處理，可以防止油脂加速制品的應力開裂。
e.金屬嵌件進行適當的預熱處理。
f.金屬嵌件周圍塑料的厚度要充足。例如，嵌件外徑為D，嵌件周圍塑料厚度為h，則對鋁嵌件塑料厚度h≥0.8D；對于銅嵌件，塑料厚度h≥0.9 D。
g.金屬嵌件應設計成圓滑形狀，最好帶精致的滾花紋。
展開 塑料制品表面粗糙度速查表
氨基塑料
0.200
0.40
0.8
1.6
3.20
酚醛塑料
0.200
0.40
0.8
1.6
3.20
硅酮塑料
0.200
0.40
0.8
1.6
3.20
壓
制
和
擠
膠
成
型
氨基塑料
0.200
0.40
0.8
1.6
3.20
酚醛塑料
0.200
0.40
0.8
1.6
3.20
嘧胺塑料
0.100
0.200
0.40
0.8
塑料結構形態對制品質量有怎樣的影響？
通過上面的介紹，使我們知道注射成型中，對塑料熔體溫度、模具溫度及其冷卻速度的控制是多么重要，因為這對結晶度及其制品的內部質量將起重要影響。
2.取向效應
（1）取向機理
聚合物在加工過程中，在力的作用下，流動的大分子鏈段一定會取向，但取向的性質和取向的程度根據取向條件卻有很大的區別。按熔體中大分子受力的形式和作用的性質可分為剪切應力作用下的“流動取向”和受拉伸作用下的“拉伸取向”。
（2）取向對制品性能的影響
由于非結晶型聚合物的取向是大分子鏈在應力作用方向上的取向，所以在取向方向的力學性質明顯增加，而垂直于取向方向的力學性質卻又明顯地降低；在取向方向的拉伸強度（σu）、斷裂伸長率（εu）隨取向度增加而提高，例如對厚3mm，寬39.6mm的高密度聚乙烯試樣加熱到93℃進行拉伸取向，則極限拉伸強度由原來的16.3MPa增至75.9Mpa，提高了4倍。
結晶型聚合物的取向是由連接晶片鏈段起作用的，其強度隨直線鏈段取向而增大，由于晶片之間有伸直鏈段的存在，使結晶聚合物具有韌性和彈性。隨取向度的提高，材料的密度和強度都相應提高，而伸長率卻降低下來。取向作用只有在熔化溫度下的取向才有效果，而低過結晶化溫度，不發生剪切作用，所以也就無取向效果。
雙軸取向的制品其力學性質具有各向異性并與兩個方向拉伸倍數有關。雙軸取向改變了單軸取向的力學性質。在通常注塑條件下，注塑制品在流動方向上的沖擊強度大約是垂直方向的1-2.9倍，而沖擊強度為1-10倍。說明垂直于流動方向上的沖擊強度降低很多。
注塑制品的玻璃化轉變溫度隨取向度提高而上升，隨取向度提高和結晶度提高，其聚合物的Tg值可升高25℃。
展開 塑料制品發脆？想解決那就看這里！
(2)有些塑料如ABS等，在受潮的情況下加熱會與水蒸氣發生催化裂化反應，使制件發生大的應變。
(3)塑料再生次數太多或再生料含量太高，或在機筒內加熱時間太長，都會促使制件脆裂。
(4)塑料本身質量不佳，例如相對分子質量分布大，含有剛性分子鏈等不均勻結構的成分占有量過大;或受其他塑料摻雜污染、不良添加劑污染、灰塵雜質污染等也是造成發脆的原因。
5、制品設計方面
(1)制品帶有容易出現應力開裂的尖角、缺口或厚度相差很大的部位。
(2)制品設計太薄或鏤空太多。
改進方法
材料--注塑前設置適當的干燥條件;塑膠如果連續干燥幾天活干燥溫度過高，盡管可以除去揮發分等物質，但同時也容易導致材料降解，特別是熱敏性材料。
減少使用回收料，增加原生料的比例;選用高強度的塑膠，模具設計，加大主流道、分流道和澆口的尺寸，過小的主流道、分流道或澆口容易導致過多的剪切熱，從而導致聚合物的分解。
注塑機--選擇設計良好的螺桿，使塑化時溫度分配更加均勻。如果材料溫度不均，在局部容易積聚過多熱量，導致材料的降解。
工藝條件--降低料筒和噴嘴的溫度；
降低背壓、螺桿轉速和注塑速度，減少過多剪切熱的產生，避免聚合物分解;如果是熔解痕強度不足導致的發脆，則可以通過增加熔體溫度，加大注塑壓力的方法，提高熔解痕強度。
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展開 塑料制品的模具設計知識
各種三維CAD軟件的注塑制品零件模型均可輸入到MPI進行分析。軟件能夠精確模擬塑料熔體在模具模腔中的流動、保壓與冷卻過程，并提供不同時刻熔體及制品在型腔各處的溫度、壓力、剪切速率、剪切應力以及所需的最大鎖模力等；還可計算模具在注塑過程中最大的變形和應力，預測制品可能發生的翹曲。另外，對于特殊的注塑成型，如玻纖填充注塑、氣輔注塑過程也可精確模擬。同時，軟件包含了材料與注塑機兩大開放式數據庫，完全能夠滿足各種材料在各種機臺上的注塑仿真要求。
Moldflow Plastic Insight(MPI)是一個提供深入制件和模具設計分析的軟件包，它提供強大的分析功能、可視化功能和項目管理工具。這些工具使客戶可以進行深入的分析和優化。MPI使用戶可以對制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設計及加工參數設置進行優化以獲得高質量的產品。
a.集成的用戶界面
集成的用戶界面使用戶可以方便地輸入CAD模型、選擇和查找材料、建立分析模型
航空模具http://zhizao.mouldu.com/sell_list/keyword-%E8%88%AA%E7%A9%BA%E6%A8%A1%E5%85%B7
、進行一系列的分析，并采用先進的后處理技術使用戶方便的觀察分析結果、它還可以生成基于INTERNET的分析報告，方便的實現數據共享。
b.CAE模型的獲取
MPI提供了CAE行業最優秀的CAD集成方案，Moldflow實現了最廣泛的幾何模型集成。包括線框模型、表面造型、薄壁實體以及難以用中型面來表達的厚壁實體。無論您設計的幾何體是什么形式，MPI都提供了易于使用的、穩定的、集成的環境來處理您的模型。對于線框和表面造型，MPI可以直接讀取任何CAD表面模型并進行分析。在用戶采用線框和表面造型文件時，MPI可以自動生成中型面網格并準確計算單元厚度，進行精確的分析。
展開 塑料制品的翹曲變形原因分析和解決方法
如果在模具設計階段不考慮填充過程中收縮的影響，則制品的幾何形狀會與設計要求相差很大，嚴重的變形會致使制品報廢（即收縮率的問題）。除填充階段會引起變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異，從而產生翹曲變形。對翹曲分析而言，收縮本身并不重要，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過程中，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動方向的排列使塑料在流動方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產生翹曲變形（即各向異性）。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有不均勻收縮會引起翹曲變形。結晶型塑料在流動方向與垂直方向上的收縮率之差較非結晶型塑料大，而且其收縮率也較非結晶型塑料大，結晶型塑料大的收縮與其收縮的異向性疊加后導致影響結晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結晶型塑料大得多。
七、殘余熱應力對制品翹曲變形的影響
在注射成型過程中，殘余熱應力是引起翹曲變形的一個重要因素，而且對注塑制品的質量有較大的影響。由于殘余熱應力對制品翹曲變形的影響非常復雜，這里就不贅述。
八、金屬嵌件對制品翹曲變形的影響
對放嵌件的注塑制品，由于塑料的收縮率遠比金屬的大，所以容易導致扭曲變形（有的甚至開裂）；為減少這種情況，可先將金屬件預熱（一般不低于100℃），再投入生產。
九、結論
影響注塑制品翹曲變形的因素有很多，模具的結構、塑料材料的熱物理性能以及成型過程的條件和參數均對制品的翹曲變形有不同程度的影響。因此，對注塑制品翹曲變形的處理必須綜合考慮上述因素。
展開 
黑色 色母在塑料制品中的應用
戳我進入社區：注塑和模具人的網上家園
在塑料制品成型加工中，黑色母粒幾乎人人都用過，用于染色，用于防老化，用于導電制品等，使用中出現的許多問題也常常困擾我們。
1、黑色母粒是由哪些材料組成的？
組成黑色母粒的材料有：A.碳黑;B.碳黑載體;C.碳黑潤濕劑;D.碳黑分散劑;E.其他加工助劑。
2、請介紹一下黑色母粒用碳黑。
按照國際分類，我國有三十多個品種。主要分為橡膠用和非橡膠用兩大類。在橡膠用碳黑中主要是耐磨碳黑，能有效地提高橡膠輪胎的耐磨性;在非橡膠用碳黑中，真正能作為黑色母粒得碳黑只有幾種。以槽法碳黑在塑料中應用最為廣泛，這主要由于其來源豐富，純度高，粒徑小。
3、碳黑載體是怎么回事？
載體就是承載碳黑的物質。一般塑料制品使用什么原料，載體就使用什么原料。這樣制造的黑色母粒與塑料原料相容性較好。如：PS(聚苯乙烯)塑料制品，其使用的黑色母粒載體就是PS。
對于聚乙烯塑料制品，載體就是聚乙烯。但是，一般選用LDPE(高壓聚乙烯)，因為LDPE承載碳黑能力最強，且加工性能好。而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能制造低濃度黑色母粒。
對于PP(聚丙烯)塑料制品，只能使用PP和LDPE為載體的黑色母粒，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑色母粒。當然也有用回收料做載體的黑色母粒。
4、為什么碳黑需要潤濕劑？
碳黑比重約2g/cm，由于碳黑粒徑很小，表現密度就很小，顯得蓬松，似乎很輕。要順利加工，就必須先將碳黑潤濕。潤濕劑的選擇非常關鍵。為降低成本，大量使用白油或石蠟之類的產品的企業不在少數，將會嚴重影響所加工制品的強度。
5、碳黑母料使用的分散劑有哪些？
展開 塑料著色制品為什么會褪色？
塑料著色制品受多種因素影響會發生褪色。塑料著色制品的褪色與色粉的耐光性、抗氧性、耐熱性、耐酸堿性以及所用樹脂的特性有關。下面是對塑料著色發生褪色因素的詳細分析：
1、著色劑的耐光性
著色劑的耐光性直接影響制品的褪色，受強光照射的室外制品，所用著色劑的耐光(耐曬)等級要求是一個重要指標，耐光等級差，制品在使用中會很快褪色。耐候制品選用的耐光等級應不低于六級，最好選用七、八級，室內制品可選四、五級。
載體樹脂的耐光性能對顏色的變化也有較大影響，紫外線引發的樹脂照射后其分子結構發生變化出現褪色。在母料中加入紫外線吸收劑等光穩定劑，可提高著色劑和著色塑料制品的耐光性能。
2、耐熱性
顏料的熱穩定性是指在加工溫度下顏料熱失重、變色、褪色的程度。無機顏料的成份為金屬氧化物、鹽類，熱穩定性好，耐熱性能高。而有機化合物的顏料則在一定溫度下會發生分子結構的變化和少量分解。特別是PP、PA、PET制品，加工溫度在280℃以上，在選著色劑時一方面要注重顏料的耐熱度，一方面要考慮顏料的耐熱時間，通常要求耐熱時間為4-10min。
3、抗氧化性
某些有機顏料在氧化后發生大分子的降解或發生其他變化而逐漸褪色，此過程一是加工中的高溫氧化，二是遇強氧化劑(如鉻黃中的鉻酸根)發生的氧化。色淀、偶氮顏料與鉻黃混合使用后，紅色會逐漸減退。
4、耐酸堿性
著色塑料制品的褪色和著色劑的耐化學品性(耐酸堿性、耐氧化還原性)有關。
展開 塑料結構形態對制品質量有怎樣的影響？
通過上面的介紹，使我們知道注射成型中，對塑料熔體溫度、模具溫度及其冷卻速度的控制是多么重要，因為這對結晶度及其制品的內部質量將起重要影響。
2.取向效應
（1）取向機理
聚合物在加工過程中，在力的作用下，流動的大分子鏈段一定會取向，但取向的性質和取向的程度根據取向條件卻有很大的區別。按熔體中大分子受力的形式和作用的性質可分為剪切應力作用下的“流動取向”和受拉伸作用下的“拉伸取向”。
（2）取向對制品性能的影響
由于非結晶型聚合物的取向是大分子鏈在應力作用方向上的取向，所以在取向方向的力學性質明顯增加，而垂直于取向方向的力學性質卻又明顯地降低；在取向方向的拉伸強度（σu）、斷裂伸長率（εu）隨取向度增加而提高，例如對厚3mm，寬39.6mm的高密度聚乙烯試樣加熱到93℃進行拉伸取向，則極限拉伸強度由原來的16.3MPa增至75.9Mpa，提高了4倍。
結晶型聚合物的取向是由連接晶片鏈段起作用的，其強度隨直線鏈段取向而增大，由于晶片之間有伸直鏈段的存在，使結晶聚合物具有韌性和彈性。隨取向度的提高，材料的密度和強度都相應提高，而伸長率卻降低下來。取向作用只有在熔化溫度下的取向才有效果，而低過結晶化溫度，不發生剪切作用，所以也就無取向效果。
雙軸取向的制品其力學性質具有各向異性并與兩個方向拉伸倍數有關。雙軸取向改變了單軸取向的力學性質。在通常注塑條件下，注塑制品在流動方向上的沖擊強度大約是垂直方向的1-2.9倍，而沖擊強度為1-10倍。說明垂直于流動方向上的沖擊強度降低很多。
注塑制品的玻璃化轉變溫度隨取向度提高而上升，隨取向度提高和結晶度提高，其聚合物的Tg值可升高25℃。
展開 塑料制品出現缺料的原因及解決方法
2、型腔內的排氣設計不高明時，造成模具內空氣難逸出，除了引起制品缺料外，還是引起制品糊斑和融合痕的原因。
三、解決的方法
1、即時：提高模具、料筒溫度，提高射出壓力，在分型面加上氣體逸出槽（深度0.02~0.04mm）寬5~10mm。
2、短期：加大澆口，加大流邊(溢邊)。在每模出數多的場合，那個型腔缺料就擴大那個型腔的澆口，還有改變流邊的配置，加上氣體逸出銷，提高模具的光潔度。
3、長期：避免設計制品厚度的不同，在制品厚度厚的地方附加澆口，了解使用制品的場合，合適的話盡量使用流動性好的材料。
四、由于材料的差異
模具溫度不高時，材料流動性明顯變壞的樹脂，如聚碳酸脂PC、聚本醚PPO、聚對苯二甲酸乙二醇酯俗稱滌綸樹脂PETP等，這就必須使模具溫度加熱到80度以上（使用模具溫調機）。
五、參考事項
1、所謂材料的流動性，一般指測定在一定的溫度，一定的壓力下的材料在一定的時間內流入注流孔的重量。表示材料的流動性能如材料的融化指數。
2、作為測定樹脂流動性的使用方法，使用螺旋流動（旋渦）模具，用這個可以測定出樹脂填充的長度結果。
（1）、射出保壓時間在一定時間以上同填充長度沒有關系，但是太短的場合會引起填充不足（缺料）。
（2）、同材料在料筒內滯留的時間無關。
（3）、射出速度如果太慢，填充變得不充分，然而在一定值以上的速度會影響很小。
（4）、模具溫度高的為好，影響也小。
（5）、螺桿可塑化行程假如有稍微剩余的話，填充長度變長。
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