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1、 水杯成型工艺设计 09级高分子材料三班 团队成员 组长 张添财0943001028主讲 陈俏竹0943001193组员 沈丽清0943001153姜丽0943084144吴宇0943001183补强0943001018崔为0943001023徐伟0943001058严翔0943001088侯鑫0943001133周汪洋0943001068周洪芝0943001043 市场调查 市场调查 结果 1 较多的人选择塑料水杯2 在购买水杯的过程中 消费者较多关注的是水杯的质量 安全性和价格3 水杯价格在10 29元者居多4 已经有大部分消费者已经考虑到健康因素5 大多数消费者水杯的更换频率在一年左右
2、随着认识的提高 越来越多的人关注健康因素和审美因素 根据市场调查 我们设计的水杯的目标是 无毒无味 安全性高 1 实用性好 使用方便 2 经久耐用 不易损坏 3 造型美观 色泽好 颜色不单一 4 性价比高 经济效益好 5 市场调查 原料选择 选择原则 无味 无毒耐热性好耐候性较好耐磨 光泽度好 并且透明要好杯体 杯盖 抗冲击强度要高 有螺纹结构 尺寸稳定性好杯柄 拉伸强度高 抗疲劳性良好 塑料水杯结构 杯盖 聚丙烯杯体 聚丙烯杯柄 聚丙烯密封圈 硅橡胶 杯盖 杯体 杯柄 原料选择 性能对比 几种日用制品常用塑料的性能比较 杯盖 杯体 杯柄 原料选择 PC和PP性能对比 PP化学稳定性好 熔点高
3、 质轻 成型工艺性很好 可以注射成型 而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全 PP的维卡软化温度为150C 由于结晶度较高 这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好 因此 我们选用PP作为杯盖 杯体以及杯柄的材料 杯体的设计 材料选择 材料对比 塑料水杯常用材质有聚丙烯 聚碳酸酯 杯体的设计 材料选择 要求 杯体要求 双层双色整体塑件内层透明 选材PP 外层部分为鹅黄色 选材为着色剂混合PP 我们选用上海石化牌号为M800E的食品级 注塑级聚丙烯 价格12150元 吨 杯体的设计 配方 抗老化剂配方 配方质量份数组成 PP100抗氧剂10100 1抗氧剂DSTP0 3脱氧剂0 3稳定剂77D0 05紫外线吸收剂
4、BAD0 1紫外线吸收剂3270 15 聚合物成型加工基础 四川大学高分子材料三班 杯体的设计 成型加工 着色 着色 目的 美化产品增加艺术感吸引顾客 要求 无毒 耐热性好 分散性好 相容性好 耐光 耐迁移 配方 鹅黄色PP100501柠檬铬黄0 094A101钛白粉0 112 方法 干法着色 简单 成本低 操作简单配色方便 机动性强 成型加工 注塑成型工艺 干混法着色 树脂与粉状着色剂直接混合 流程如下 杯体的设计 成型加工 双色注塑 双色塑料件的注塑成型有两种方法 一种是使用两副分别成型塑料嵌件和包封塑料的模具 在两台普通注射机上分别注塑成型 其缺点在于劳动强度大 生产效率低 对工业化生产
5、极为不利 正逐步被淘汰 第二种是用一副模具 在专用的塑料双色注射机上一次注塑成型 双色注射机有两个独立的注射装置 分别塑化及注射两种不同颜色的塑料 常用的工艺方法有芯旋转式双色注射技术 双色注塑方法介绍 杯体的设计 成型加工 工艺 杯体的设计 成型加工 双色注塑 首先通过注射装置3向小型腔1中注射第一种塑料 成型出双色塑料件的第一部分 然后开模 动模旋转180 合模 则上一步成型的塑料件转入大型腔2中成为嵌件 注射装置4向大型腔2中注射另一种颜色的塑料 将塑料嵌件进行包封 即可成型出双色塑料件 与此同时 注射装置3向小型腔1中注射第一种塑料 成型出下一塑料嵌件 待制品固化成型后开模 推出双色塑
6、料件 动模旋转180 闭模 即完成一次注塑成型周期 杯体的设计 成型加工 设备 宁波海雄塑料机械有限公司双色注塑机 杯体的设计 成型加工 结构设计 杯体的设计 工艺流程 流程图 杯体的设计 工艺流程 参数控制 模具温度 85 140 注塑温度 熔体温度 280 320模腔表壁温度 80 100机筒温度 前段260 270中段240 250后段220 230喷嘴温度 260 270 注射压力 100 140MPa注射速度 15 20cm min保压力 稍低于注塑压力保压时间 20 120s后处理 一般120 125 温度控制 杯盖的设计 我们选用的是上海石化牌号为M800E注塑级食品级的聚丙烯
7、杯盖的设计 制品配方 助剂选择 杯盖的设计 成型加工 加工设备 FM 系列螺杆式注射成型机 杯盖的设计 成型加工 模具选择 斜推杆分型二次推出脱模机构 螺纹型芯以燕尾组合而成 且采用侧浇口进料 呈一模两腔形式 尺寸 外径 7 9mm内径 7 6mm高度 30mm 杯盖的设计 成型加工 成型特性 1 结晶易 湿性小 易发生融体破裂 2 流动性好 但收缩范围及收缩值大 易发生缩孔 凹痕 变形 3 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 并注意控制成型温度 料温低温高压时容易取向 模具温度低于50度时 塑件不光滑 易产生熔接不良 流痕 90度以上易发生翘曲变形 4 塑料壁厚须均匀 避免缺胶 尖角
8、以防应力集中 杯盖的设计 成型加工 注塑成型工艺 总的工艺流程图 1 对塑料PP进行烘干 并装入料斗 2 清理模具型芯 型腔 并喷上脱模剂 进行适当的预热 3 合模 锁紧模具 4 对塑料进行预塑化 注射装置准备注射 5 充模 压实 倒流 冷却 6 脱模 7 制品的后处理 去除边刺 对制品进行调湿处理 杯盖的设计 成型加工 工艺条件 杯柄的设计 材料选择 性能要求 耐热 不易变形 卫生无臭无味无毒抗拉强度高疲劳强度高成本较低 杯柄的设计 成型加工 模具选择 塑料水杯柄常用的材料有聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 对比之下 PP比PE有更优异的耐疲劳性能 可来回弯曲两万次以上 更加符合手柄的使用
9、要求 因此手柄设计部分选用PP 杯柄的设计 配方 相关性能 拉伸强度86 8MPa 抗弯强度101 8MPa 弯曲模量4 2 103MPa 缺口冲击强度7 1KJ m2 抗疲劳性很好 杯柄的设计 成型加工 工艺方法 A法 B法 杯柄的设计 选择B法 A法 成本低生产连续工艺简单 B法 成本高连续性稍差模具复杂 工序 注塑 挤出 粘接 热复合工序繁杂效果较差 工序 注塑 热拉伸工序少周期短效果好 两种方法对比之下 B方法效果好 工序少 周期短 材料利用率高 成型加工 工艺方法 杯柄的设计 成型加工 设备 宁波星锐日月机械有限公司螺杆式注塑机 杯柄的设计 成型加工 工作原理 工作原理 将手柄定固定
10、于锥形杆正下方 向下推进锥形杆 插入手柄提手圈 继续推进到圆柱部分 再由推进装置纵向推进拉伸 锥形杆中空部分可加热 拉伸机器工作简图 杯柄的设计 成型加工 工艺流程 熔胶温度 低于275 C 熔融段约240 C注射速度 高速注射熔胶背压 5bar熔胶背压注射及保压 较高注射压力 1500 1800bar 保压压力 约为注射压力的80 保压时间 保压时间较长制品的后处理 热水浸泡处理防止收缩变形 参数设置 密封圈的设计 材料选择 几种密封圈材料性能对比 密封圈的设计 材料选择 性能要求 密封性能优良 工作寿命高 摩擦阻力小 无毒 安装方便 硅橡胶工作温度最宽 60 230 耐蒸汽 性能基本不随浸
11、水的影响 广泛应用于要求耐热的场合 热水瓶密封圈 压力锅密封圈 而且对人体无害 故选择硅橡胶作为我们的成型材料 密封圈的设计 材料选择 原料牌号 选用日本信越KE971 U硅胶原料 价格便宜 性能优良 价格 17500元 吨 甲基乙烯基硅橡胶是应用较多的一种硅橡胶材料 密封圈的设计 制品配方 硫化剂 补强剂 结构控制剂 脱模剂 硅橡胶的硫化剂常用的是有机过氧化物 选用2 5 二甲基2 5 二叔丁基过氧化已烷 DBPMH 用量 0 5 1 0份 硫化温度 160 170 采用适当的补强剂可使硅橡胶硫化胶的强度达到3 9 9 8MPa 这对提高硅橡胶的性能 延长制品的使用寿命是极其重要的 选用白炭
12、黑 用量 48份 采用白炭黑补强的硅橡胶胶料贮放过程中会变硬 降低可塑性 逐渐失去加工工艺性能 结构控制剂能防止或延缓结构化作用选用羟基硅油 用量3 5份 脱模剂防止橡胶 塑料 弹性体或其他材料的模制品 层压制品粘结到模具或其他板面 起易于脱离作用的一类加工助剂 选用硬脂酸与硬脂酸锌1 1混合搭配 用量0 4份 以生胶为100份 密封圈的设计 成型加工 工艺 1 混炼 2 硫化模压 3 后处理 温度40 以下时间20 40分钟 温度为160 170 时间为10 30分钟 温度200 250 时间24小时 密封圈的设计 成型设备 模压机 模压机参数 东莞市利鑫机械有限公司平板硫化机LX S03 密封圈的设计 成型加工 模具选择 俯视图 侧视图 尺寸 内径 7 2mm外径 7 6mm厚度 2mm 成本估算 总共成本为 4 3825元 杯盖重40g聚碳酸酯12150元 吨密封圈重5g甲基乙烯基硅橡胶17500元 吨杯体重70g聚丙烯12150元 吨杯柄重20g聚丙烯10900元吨 设备折旧费 0 1劳务费 0 5能耗 0 2各种添加剂 1其他费用 0 5 ThankYou
