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塑料選材的一般程序

2017-09-21 18:09:58

塑料也像金屬一樣，種類繁多，雖然已工業化的主要類別只有五十多種，但每類又有許多品級。如尼龍塑料則包括尼龍3、尼龍4、尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍7、尼龍8、尼龍9、尼龍610、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍13、尼龍612，尼龍9T，尼龍13，MC尼龍，尼龍MXD6 尼龍等品種。每一品種還可以通過改性，例如加入填料或增強材料和其它輔助材料，或通過共混制成"合金"；或通過加工工藝如定向拉伸、結晶、發泡等來獲得新的性能，以滿足使用要求。

　　塑料的品種既然是如此繁多，它們的性能又具可變性，因此，塑料應用的選材常常要從塑料中許多性能的綜合平衡來考慮(包括工藝與成本)，而且某些性能數據如磨損性、沖擊性尚不能完全預測其使用性，有時又缺乏準確可靠的設計公式，因此，大多數塑料的選材過程是比較復雜的。為了能選擇出性能和加工工藝均符合使用要求的、又盡量能恰如其分地量材使用的品種就要求采用系統、綜合的分析方法來選材。

　　一個完整的設計過程，應從構思、草圖開始。選材在設計過程中是個關鍵步驟，對于指定部件的選材，最主要的是考慮部件的功能和決定部件功能的有關材料性能，同時還要考慮諸如部件的特點和禁忌、使用時的外界條件、臨界條件、使用壽命和使用方式、維修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工藝、生產數量、生產速度、成本、原料來源和經濟效益等等。這些因素包括兩方面，一方面是使用環境介質和環境條件，如構件承受的負荷和自重，沖擊和振動等機械作用的影響；接觸的氣體、液體、固體及化學藥品；曝露的大氣環境 (氣溫、濕度、降雨、陽光、冰雪以及有害氣體等)的影響；貯存環境條件和長期貯存的的影響；此外，除靜態破壞影響外，還要考慮摩擦升溫、蠕變、成型收縮等引起的變形、應力松弛以及反復應變而引起的疲勞，高應變率引起的力學性能變化等等。另一方面是搬運、勤務處理或操作時，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影響。充分考慮這些因素才能明確所要求的綜合性能。

　　了解生產數量是為了從經濟上考慮恰當的成型加工方法。比如所需數量是幾個至幾十個，就不必要制造模具，可直接用板材或棒材加工；需要數量是幾百個左右時，可酌情采用簡易模具或樹脂-金屬模、低熔點合金模等；當需要量更多時則應采用正規的模具成型。比如，設計的部件要急于使用，則考慮材料貨源是主要的；如要設計宇航零件，則性能因素是最重要的；如設計通用產品，則應綜合考慮性能和成本。下面列舉一個典型的選材程序：
　　　(1)零部件的構思：進行初步的功能設計，即部件的形狀及其功能元件的形狀，并考慮選擇基本加工方法。
　　　(2)選材：根據在應力下與使用性能相關的塑料的工程性能和加工性來篩選候選材料，這些應力是部件工作時施加在制品上的。
　　　(3)初步分析設計：利用工程設計性能計算壁厚和零件的其它尺寸。并根據塑料的特點進行制品設計和模具設計。
　　　(4)試制樣品：在部件實際使用條件下或模擬零部件的使用條件下進行考驗、考核。
　　　(5)重新設計和重新試驗：當發現性能不能滿足使用要求時，要重新篩選材料或重新設計并試驗。
　　　(6)根據試制樣品的試驗情況和加工零部件的成本，確定最終設計和選材。
　　　(7)確定材料的技術規格和檢驗方法。
　　有時上列步驟可以縮短，尤其是在零部件要求簡單，或新零件與舊零件的差別很小的時候。然而，有時選材步驟更為復雜，特別是在開發新應用時，或在塑料所承受的應力很復雜的情況下，系統、綜合的分析法不僅是可靠的成功辦法，而且是節省開發費用的途徑。

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