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1、笔的结构装配和常用材料一、常用材料特性制笔常用的材料主要有PS /PC/ ABS/ AS/ PMMA/ PP/ PE/ PVC/ POM/ TPR(TPE)/ ABS+AS/ PS+K胶/PA等塑胶材料和一些金属配件。现将塑胶材料特性及应用制作成下表：名称中文名特性应用价格PSGPPS透明聚苯乙烯透明度好，着色自由，透光率高达90%，接近于AS和PC；流动性好，易成型，成本低；韧性差，易裂开，表面耐磨性差，易擦花。适合中低档、大众化产品，不宜高档产品。笔杆、修正带外壳及装饰件8千/吨HIPS抗冲聚苯乙烯加入了一种橡胶成分，增加韧性，没有透明度，光泽度较差，多用在内件，一般不用在外观上。内部结构
2、件8千/吨PC聚碳酸酯俗称防弹胶，弹性较好，透明度高，韧性好，耐高温，有高折射率与高的光泽，装饰性强，尺寸稳定；成本高，价格比PS高2-3倍，流动性差，加工困难，注塑工艺要求高。一般不用在太长、太薄的配件上。须预先加热干燥。笔盖、笔夹及装饰件2万-3万/吨ABS普通ABS中等用量，注塑工艺好，材料稳定性好，比较易成型，有一定的光泽度，多用作实色，耐磨性硬度好，韧性好耐冲击，成型时收缩率小，表面附着力强，用作电镀产品。笔盖、笔尖、笔夹、电镀件及结构件1万/吨透明ABS具有透明性，光泽度同普通ABS一般，透明度比PC、PS差，比PP要好，一般用在透明带色、荧光、珠光等效果的配件上。按钮、笔夹、笔杆
3、、装饰件1万/吨AS丙烯腈-苯乙烯高透明度，透明度接近于PS，耐磨性较好，成型性能好，同PS相近，韧性好于PS，价格每吨高于PS1-2千元。笔杆、笔尖9千-1万/吨PMMA有机玻璃（亚克力）透明度特别高，无色，比PS、PC略高，类似于水晶的效果，着色性能、热弯曲性能好，不会产生白化现象和龟裂，对成型品还可进行二次加工，价格介于PC和PS中间；韧性较差，容易脆，耐高温一般，不耐冲击，容易裂开；加工难度高，流动性不好，表面硬度不高，易擦伤，要求烘干时间长，目前用量不是很大。笔杆和一些特殊效果1万4千/吨PP聚丙烯不容易和一般的化学物质发生反应，比如一些溶剂、二甲苯等，而ABS、PS、PC等会溶于一
4、些有机溶剂；材料流动性好，光泽度较好，半透明，多用在记号笔、白板笔与需要密封的产品上；易老化，耐磨性差，潮湿或阳光下会退色。白板笔、记号笔、荧光笔、普通笔杆、笔芯、后塞及一些连接件。7千/吨PE聚乙烯密度小，光泽度比较好，半透明，表面有一种蜡质，手感光滑，抗张强度和硬度较差，耐磨和耐热性好，弹性较好，软化点稍低，用在一些有外张力的结构件容易裂开；难于直接印刷，要经过表面预处理才能印刷。一些装饰、后塞等小批量产品7千/吨PVC聚氯乙烯指的是软性PVC，透明度比较好，易成型，光泽度较好；耐寒性差，冬天感觉硬，因为含有氯元素，所以出口不过关；耐热性能不好，不易燃烧，电绝缘性能良好，常用于护套绝缘材料
5、。笔的握手，7千/吨POM聚甲醛耐磨性能好，尺寸稳定，坚韧有弹性，不易吸收水分，具有耐高温特性；适合于制作齿轮和轴承，一般不用作外观件。多用在方轮、齿轮及修正液的瓶头上，用作结构件多。1万6千/吨TPR(TPE)热塑橡胶橡胶改性，改进了橡胶成型难的缺点，成型性能好，有橡胶手感，比PVC手感好，脱模工艺好于PVC，可做半透明，各方面性能优于PVC，无毒；用在二次注塑上，可以和其它硬胶材料粘合在一起；成本比PVC高。笔的握手，二次注塑件上1万3千-1万4千/吨ABS+AS加入AS改进ABS的表面光泽度，改进后表面光泽度好，但降低了材料的硬度和韧性；一般混料比例是一半对一半。笔夹PS+K胶K胶是软性
6、的，加入K胶是改进PS的韧性，改进后的材料韧性好，不易裂开，但降低了材料的透明度。混料比例是80% 对20%。笔杆及一些需要外张力的配件上PA尼龙热塑性塑料，在合成纤维中又称为锦纶；乳白色半透明固体，有非常出色的耐热性和耐化学腐蚀性，不易和甲基环乙烷反映；有很出色的拉伸、弯曲、冲击强度，很大的韧性等机械性能，与出色的电气性能，有很好地吸音性，有很小的摩擦系数与出色的润滑性；吸水性高，会出现白化现象与机械性能下降。修正液的瓶体2万3千/吨除了以上的塑料材料，制笔时为了达到某些效果，常需要用一些着色剂。例如，闪光效果、雾杆效果、带色透明效果、珠光效果、银光效果等。具体材料特性见下表。着色剂特性白色
7、颜料钛白粉、氧化锌、锌钡白三种。钛白粉分金红石型和锐钛型两种结构，金红石型钛白粉折射率高、遮盖力高、稳定、耐候性好黑色颜料炭黑是常用黑色颜料，价格便宜，另外还具有对塑料的紫外线保护（抗老化）作用和导电作用珠光颜料又叫云母钛珠光颜料，是一种二氧化钛涂覆的云母晶片。根据色相不同，可分为银白类珠光颜料、彩虹类珠光颜料、彩色类珠光颜料三类。色粉分颜料和染料两种。颜料是不能溶于普通溶剂的着色剂，故要获得理想的着色性能，需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料中。按结构可分为有机颜料和无机颜料。无机颜料热稳定性、光稳定性优良，价格低，但着色力相对差，相对密度大；有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，
8、缺点为耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。染料是可用于大多数溶剂和被染色塑料的有机化合物、优点为密度小、着色力高、透明度好，着色时易发生迁移。二、主要产品的结构装配无论是笔的造型设计，还是修正液和修正带的造型设计，都离不开对产品内部结构的考虑，每个配件是如何装在一起，配件之间的联结方式，在造型时就需要考虑。故在产品造型设计之前，需要对这些产品的结构进行了解。下面将几种常见的产品结构和对应材料制作成下表：一般拔帽式中性笔、中油笔、圆珠笔结构顶塞笔盖笔夹小圆点笔杆笔尖后塞装饰件握手笔芯PCPCPC/ ABS/ ABS+AS硅胶PS/ ASPS+K胶ABS/ ASPP/ PEABS/ PSTPR
9、/ PVCPP一般按压式中性笔、中油笔、圆珠笔结构按钮压/转牙后杆笔夹装饰圈握手前杆笔尖笔芯弹簧ABS/ PC/ASPOM/ HIPSPC/ ABSPC/ ABS/ 金属ABS/ PSTPR/ PVC/ ABSPS/ ASABSABS/ ASPP金属一般白板笔、记号笔的结构（双头）小笔盖小笔尖小纤维头笔杆大笔尖大笔盖大纤维头卷包芯烫印膜PPPP纤维PPPPPP纤维纤维OPP/镭射膜一般荧光笔、水彩笔的结构大/小笔盖大/小笔尖大/小纤维头笔杆笔夹后塞卷包芯烫印膜PPPP纤维PPPC/ PPPP纤维OPP/镭射膜一般走珠笔的结构笔盖笔夹装饰件笔杆握手储水器笔尖密封件PPABS+AS金属ABS+AS
10、PPTPRPPABSPPABS硅胶PP一般自动铅笔的结构按钮笔夹连接件笔杆PP管连接器笔尖三开花及其连接件、小弹簧、紧固件ABSPCPCABS金属ABSPSASPP金属/ABSABSAS一般修正液的结构（双用）瓶身瓶头钢咀头钢针头弹簧毛刷瓶盖PAPOM不锈钢不锈钢不锈钢毛刷料PC一般修正带的结构修正带面修正带底切口大牙轮小牙轮修正带芯PSPSPOMABSABS以上是笔的一般结构，不是不可改变的，随着造型效果的把握，结构是在改变的。以按压式笔的笔夹为例，就可以有以下四种变化方式：a.笔夹独立b.笔夹同笔杆连成一整体c.笔夹同按钮连成一整体d.笔夹同笔杆套连成一整体所以，在设计一支新笔之前，要对原
11、有笔的结构进行了解，然后根据需要，进行改变。但是在设计考虑一支新笔的结构装配时,要把握以下原则：a.配件不要过多；b.装配步骤不要太繁；c.尽量用卡接或螺纹连接，少用点胶和焊接；d.装饰件和一些配件尺寸不要过小；e.连接和卡接部位的尺寸配合准确。总之一点，要好装配，否则，一方面会效率低下，浪费人工，增加成本；另外会影响工人情绪，造成产品品质不良，影响最终效果。制笔模具工艺模具的质量，对产品的外观质量的保证是至关重要的。模具开得好，配件尺寸就准确，配合就精密，外观就上档次。反之，就会把一个很好的设计给毁了。但是，模具设计得是否合理，除了模具设计本身之外，还与我们的外观造型设计密切相关。模具设计的
12、过程一般是这样的：从研发中心接到塑料制品图(可能是二维的，也可能是三维的)，模具设计工程师根据产品的类型、特点以及形状考虑采用合适的结构进行设计，即采用什么样的模具结构可以成型出该塑料件。在此过程中，结构设计工程师还要根据制品的某些特定要求结合自己的经验选择流道类型、尺寸，浇口类型、数量、尺寸、位置并确定分流道的数量、尺寸等，以保证所设计的模具除了结构上合理外，在浇注和冷却系统方面也是可行的。一个好的造型，除了美观以外，还要考虑能否开模，能否装配，能否注塑成型，尺寸是否准确，表面是否好印刷等因素。其中能否开模，是至关重要的。那么，我们在设计造型时，到底需要考虑哪些模具工艺？主要是从以下两个大的
13、方面出发：零件和配合。零件方面主要考虑四点：胶位的厚薄，脱模的方向，胶口的位置，倒角和脱模角的大小。配合方面主要考虑三点：卡接部位的尺寸配合，对接部位的尺寸处理，孔径配合的尺寸关系。现将具体工艺参数制成下表（表中的数据是我们公司的标准，并非整个模具行业的标准）：类别工艺属性具体参数零件零件胶位的厚薄最重要的一条原则就是壁厚均匀。l 硬胶配件，壁厚最厚不能大于2mm,最薄不能小于0.6mm.，常规在1mm左右；太厚，配件表面会出现缩水，内部会出现气泡，影响产品外观；太薄，注塑难度大，料很难流满，容易出现欠料现象。l 同一配件壁厚差距不要大于1mm.，一般在0.85mm左右，差距过大会使壁厚厚的地
14、方出现缩水。l 软胶配件，壁厚最厚不能大于2mm，最薄不能小于0.8mm。常规在1mm左右。l 一支笔的最小直径不要小于6mm，否则，注塑难度大，容易弯曲变形。l 一些小的配件，最薄不能小于0.3mm。l 塑件形状及壁厚设计应考虑有利于料流畅通填充型腔，尽量避免尖角、缺口。脱模的方向最重要的一条原则就是能够脱模。l AB板模：模具由A板（定模）和B板（动模）组成，特点是只有一个脱模方向，分模线就在A、B板之间；是最基本的模具结构。l 行位模：模具结构包含AB板，但在其基础上加上了两个行位。典型的是常说的Half模。l 脱模方式：司筒、顶针、绞牙、推板脱模。胶口的位置最重要的一个原则就是在不影响外观的前提下，缩短料的流程。l 胶口一般设计在被遮住的部位，尽量不要直接露在外面。l 料流一般是由薄到厚，所以胶口一般开在薄的地方。l 胶口一般不要设计在卡接配合的部位，否则会增加装配的难度。l 壁厚差别大的时候，胶口离料层厚的地方近较好，可以及时补料，避免出现缩水现象；或采用多点形式进料口。l 进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响
