3.1）DFM-塑膠件設計總章

本章目的：各類塑膠工藝瞭解，DFM-塑膠件的設計準則是依據哪一種工藝。

 

1.塑膠概念

塑膠的定義(美國塑料工業協會):

塑膠主要由碳、氧、氫和氮及其餘有機或無機元素所構成,成品爲固體,在製造過程當中是熔融狀的液體,所以能夠藉加熱使其熔化、加壓力使其流動、冷卻使其固化,而造成各類形狀,此龐大而變化無窮的材料族羣稱爲塑膠。
塑膠零件(簡稱塑膠件,下同)普遍應用於現代生活中的每個領域,如家用電器、儀器儀表、電線電纜、建築器材、通訊電子、汽車工業、航天航空、日用五金等。
近年來,隨着塑膠工業的飛速發展和塑膠性能的不斷提升,塑膠件獲得了更爲普遍的應用,塑膠件正在不一樣的領域替代傳統的金屬零件,一個設計合理的塑膠件每每可以替代多個傳統金屬零件,從而達到簡化產品結構、節約制形成本的目的。

//以塑代鋼是一種大趨勢，塑膠工藝的成本下降和量產時間縮短不是機械加工能夠比的。但塑膠件的性能經常比不上金屬件，因此這方面就須要工程師從結構設計上多方面地彌補。

 

 

2.各類塑膠件的成型工藝簡介

塑膠件的加工方式有不少，包括注射成型、擠出成型、壓延成型、吹塑成型、吸塑成型和壓縮成型等。

塑料這種高分子聚合物有各類各樣的處理方法。每種方法都有其優勢和缺點，更適合於特定的應用。接下來咱們經過相關有趣的動圖看看他們是如何被加工的！

做者相信，這些動圖是十分有利於學習DFM的。

2.1 注射（注塑）

Injection Molding

 

 

注塑是一種經過將材料注射到模具中製造零件的製造方法。加工塑料的主要方法是注射成型。在這個過程當中，塑料被放置到料斗，而後料斗將塑料加熱注入，它是經過一長的腔室與一個往復螺桿推壓。以後，它被軟化成流體狀態。噴嘴位於腔室的末端，流體塑料經過噴嘴強制冷卻，閉合模具。當塑料冷卻和固化時，半成品從壓機中退出。

動圖就是一個注塑過程，其原理和醫院的注射器很是相似（因此有時候注塑也叫注射），在注塑機裏將塑料粒子熔化了，擠出到模具裏，冷卻後獲得產品。

2.2 塑料擠出

Plastic Extrusion

 

塑料擠壓是一個大批量製造的方法，其中塑料原材料被熔化造成連續的輪廓。擠出的過程一般是用來製造如膜，連續片材，管，型材，棒材，外套絲，長絲，線，和電纜。和注塑機一塊兒，乾燥的塑料放置到料斗並送入一個長的加熱室中。在腔室的末端，材料被壓出一個小開口，或在所需的最終產品的形狀的模具。塑料離開模具後，它被放置在傳送帶上冷卻。鼓風機有時會在此過程被使用，幫助其冷卻。

一樣的，雖然擠出工序採用的原材料絕大多數都是橡膠，但也有塑料擠出的狀況，好比TPV。

2.3 吹塑

Blow Molding

 

吹塑是製造空心塑料製品的成型方法，是藉助氣體壓力使閉合在模具型腔中的處於類橡膠態的型坯吹脹成爲中空製品的二次成型技術。

2.4 熱成型

Thermoforming

 

將熱塑性塑料片材加工成各類製品的一種較特殊的塑料加工方法。片材夾在框架上加熱到軟化狀態，在外力做用下，使其緊貼模具的型面，以取得與型面相仿的形狀。冷卻定型後，經修整即成製品。此過程也用於橡膠加工。近年來，熱成型已取得新的進展，例如從擠出片材到熱成型的連續生產技術。

第二動畫顯示了雙片熱成型工藝。

 

2.5 壓縮成型（模壓）

Compression Molding

 

壓縮成型是熱固性材料中最經常使用的方法，一般不用於熱塑性塑料。此過程當中，該材料被擠壓成所需的形狀。塑料模塑粉和其餘材料添加到混合物中，以產生特殊的品質。當模具關閉並加熱，該材料通過了硬化，造成其指望的形狀。溫度，壓力和過程當中使用的時間長度取決於所指望的結果。

這其實也就是橡膠的工藝，模壓。（因此做者寫橡膠件的DFM實際上應該寫在塑膠件的分類下╮(╯▽╰)╭）

2.6 軋光

Calendering

 

又稱壓光。重革整理的最後一道工序。利用纖維在混熱條件下的可塑性將織物表面軋平或軋出平行的細密斜線，以增進織物光澤的整理過程。

2.7壓延

 

何爲壓延成型：物料經過專用壓延設備對滾筒間隙的擠壓延展成具備必定規格、形狀的塑膜和片材的工藝過程

塑料也有用壓延的。塑料材料被送入以後，加熱並熔化，而後成形爲片或膜，而後冷卻並捲起。最經常使用壓延材料是聚氯乙烯PVC。

2.8 擠壓成型

Pultrusion

 

擠壓成型是一種胚料的加工方法，加工過程是坯料在三向不均勻壓應力做用下，從模具的孔口或縫隙擠出，使之橫截面積減少長度增長，成爲所需製品。

2.9 真空成型（吸塑）

Vacuum Forming

 

真空成型(Vacuum Forming)常稱爲吸塑，是一種塑料加工工藝，主要原理是將平展的塑料硬片材加熱變軟後，採用真空吸附於模具表面，冷卻後成型，普遍用於塑料包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業。

 

2.10 旋轉成型（滾塑）

旋轉成型

Rotational Molding

 

滾塑成型又稱旋塑、旋轉成型、旋轉模塑、旋轉鑄塑、迴轉成型等。滾塑成型工藝是先將塑料原料加入模具中，而後模具沿兩垂直軸不斷旋轉並使之加熱，使模內的塑料原料在重力和熱能的做用下，逐漸均勻地塗布、熔融粘附於模腔的整個表面上，成型爲所須要的形狀，再經冷卻定型、脫模，最後得到製品。

2.11 滴塑

 滴塑是利用塑料具備狀態可變的特性，即在必定條件下具備黏流性，而常溫下又可恢復固態的特性，通用必定的工具，在其黏流狀態下按要求塑形成設計的形態，而後在常溫下固化成型。

 

 滴塑工藝普遍應用於各類商標銘牌、卡片、日用五金產品、旅遊記念證章、精美工藝品及高級本冊封面等的裝飾上。

2.12 樹脂傳遞模塑

樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Moulding，RTM)是先將加強劑置於模具中造成必定的形狀，再將樹脂注射進入模具、浸漬纖維並固化的一種複合材料生產工藝。

該項技術可不用預浸料、熱壓罐，有效地下降設備成本、成型成本。在飛機工業、汽車工業、艦船工業等領域應用普遍。

2.13 發泡成型

發泡成型是在發泡材料（PVC，PE和PS等）中加入適當的發泡劑，使塑料產生微孔結構的過程。幾乎全部的熱固性和熱塑性塑料都能製成泡沫塑料，發泡成型已成爲塑料加工中一個重要領域。

3.塑膠件的DFM

依據依據塑膠件工藝的不一樣，DFM須要遵循對應的設計準則，這點纔是麻煩的地方！

也就是說，DFM-塑膠件設計，必須分類！

分紅：

①DFM-注塑件設計；

②DFM-吹塑件設計；

③DFM-模壓件設計；

……

如上圖所示，咱們也知道，注射和吹塑，擠出、吸塑是有很大不一樣的。

因此設計時必定要分清楚，你手頭上的這種塑膠件是什麼工藝。

好比塑料瓶子就經常是吹塑工藝，而各類包裝的襯墊卻經常時吸塑工藝。咱們接觸的最經常使用的工藝確是注塑（也叫注射工藝）。