工业设计中的材料应用塑料.docx
- 文档编号:2970726
- 上传时间:2022-11-16
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:477.83KB
工业设计中的材料应用塑料.docx
《工业设计中的材料应用塑料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工业设计中的材料应用塑料.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
工业设计中的材料应用塑料
材料是工业设计中非常重要的一个环节,对材料的认识和掌握是实现产品设计的前提和保证。
早在1919年成立的包豪斯学校就十分重视材料及其质感的研究和实际练习。
其灵魂教师伊顿曾经这样说道:
“当学生们陆续发现可以利用各种材料时,他们就能创造出更具有独特材质感的作品”。
我们要了解材料,尊重材料,最大限度的利用材料;这是一个工业设计者必须具备的一个基本素质,让我们先来了解塑料这个广泛使用的材料吧
塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂,着色剂等添加剂为辅助成分,在加工过程中能流动成型的材料;由许多较小而结构简单的小分子借共价键来组合而成材料。
塑料的种类繁多,一般是以对热变化来分类,它可以分为两大类:
热固性塑料(ThermosetPlastics):
指的是加热后,会使分子构造结合成网状型态。
一旦结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的非可逆变化,是分子构造发生变化(化学变化)所致。
例如环氧树脂。
热塑性塑料(Thermoplastic)指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。
我们日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。
热塑性塑料是加热后软化、可塑,冷却后硬化,再加热后又会软化的塑料:
即运用加热及冷却,使其产生液态与固态之间的可逆变化的物理变化。
热塑性塑料可分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。
主要的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯(特富龙)、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动.冷却变硬的过程是物理变化。
按照塑料的应用情况,热塑性塑料又可分为通用塑料、工程塑料两大类。
通用塑料的热塑性其连续的使用温度在100℃以下,聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。
工程塑料一般是指工作应力大于150MPa,连续工作温度能超过150℃以上的塑料。
通常把聚酰胺(尼龙)、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯醚和热塑性聚酯称为五大工程塑料
工程塑料中还可以分为特殊工程塑料和通用工程塑料两类。
所谓通用工程塑料常指热塑性塑料聚酰胺(PA).聚甲醛(POM),聚碳酸酯(PC),改性聚苯醚(PPO,也有缩写为PPE的),聚酯(PBT和PET)等五种,而特殊工程塑料常指除以上五种以外的性能更优异的工程塑料。
按照使用温度分,一般使用温度在150℃以下为通用工程塑料(一般为100℃—150℃),超过150℃为特种工程塑料,特种工程塑料又分为150一250℃类(含通用工程塑料的复合物在内)和250℃以上类。
按加工分类:
根据各种塑料不同的成型方法,可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。
分类比较
a) 不同塑料材料对应的产品精度
精度等级
1级无
2级无
3级PSABSPMMAPC
PE30%GF增强塑料等,其中以30%GF增强塑料的精度最高.
4级PA类氯化聚醚HPVC等
5级POMPPHDPE等
6级LDPELLDPE等
b)塑胶受力制品用原料选用的一般原则
1拉伸强度弯曲强度及模量:
这几种性能较好的塑料品种有POMPAPCPPO
PSF及PI等,以及相应的玻璃纤维增强材料和PETPBTPP等的玻璃纤维增强
材料.
2冲击强度:
以PC为最好,POMPPOPSF等次之,PPHPVCPA6PA66氯化聚醚
等品种的低温脆性大.
3耐蠕变性:
热固性塑料的耐蠕变性能好于热塑性塑料.热塑性塑料中PCPPO
PSFPI及PAR的蠕变性较好,而ABSPAHPVCPOM的耐蠕变性不好.
4耐疲劳性:
几种塑料的耐疲劳性大小为POM>PBTPET>PA66>PA6>PP,
纯PC的耐蠕变性不好,但玻璃纤维增强后可大幅度增高,接近POM.
5尺寸稳定性PCPPOPSFPIPARPESPPS的尺寸稳定性好,可适用于三级
以上精度的塑料制品选用;而PAPOM以及高结晶性塑料的尺寸稳定性都
不高,只适用于五级以下精度的塑料制品选用.
ABS
丙烯腈--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物
性质:
丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供延展性及加工性
优点:
坚硬,易压出、易染色、难燃、耐冲击、表面性佳
缺点:
耐溶剂性差、低介电强度、低拉伸率
用途:
把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品
PC(聚碳酸酯)
性质:
为非结晶性热塑性塑料
优点:
具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、高度透明性及自由染色性、H.D.T.高、耐疲劳 性佳、耐候性佳、电气特性优、无味无臭对人体无害符合卫生安全、成形收缩率低、尺寸安定性良好
缺点:
成形品设计不良易产生内部应力问题
用途:
电子电器:
CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机、
汽车:
汽车保险杆、汽车分电盘、汽车安全玻璃、
工业零件:
照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片
POM(聚缩醛)
性质:
为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点165~175℃,性质最接近金属,一般称其为塑钢
优点:
具高机械强度和刚性、最高的疲劳强度、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳、耐反复冲击性强、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃)6、良好的电气性质、复原性良好、具自已润滑性、耐磨性良好、尺寸安定性优
缺点:
加工过程若长时间高温下易起热分解、无自熄性、抗酸性差、成形收缩率大
用途:
电子电器:
洗衣机、果汁机零件、定时器组件汽
汽车:
车把零件、电动窗零件
工业零件:
机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆
PP(聚丙烯)
塑胶分类标志中,代码是5
性质:
极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥
优点:
易染色、耐湿性佳、耐化性佳、高铰链特性、耐冲击性
缺点:
复杂之异形押出不易、易被紫外线分解、不易接合、易氧化
用途:
水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链
PA(聚酰胺、尼龙Nylon)
性质:
结晶性热可塑性塑料,有明显熔点,Nylon6Tm为220~230℃,Nylon66则为260~270℃,Nylon本身具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度过高干燥则尼龙粒变色
优点:
具高抗张强度、耐韧、耐冲击性特优、自润性、耐磨性佳、耐药性优、低温特性佳、具自熄性
缺点:
尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。
用途:
电子电器:
连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座
汽车:
散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座
工业零件:
椅座、自行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯雅克力有机玻璃)
性质:
非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于74℃~102℃间收缩率0.4-0.7%合适的薄厚1.5-4mm
优点:
高光学透明性在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达7 8.5%、耐候性佳、刚性佳、易染色机械强度较高,有一定的耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好、尺寸稳定,易于成型、质较脆,易熔于有机溶剂
缺点:
耐化性差、长期时用温度最高93℃、应力集中处,较易碎化、表面硬度不够,易擦毛
用途:
灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件。
PS
塑胶分类标志中,代码是6
性质:
非晶体聚合物,成型后收缩率小于0.6低密度特性使产量大于一般料之20%到30%
优点:
成本低、透明可染色、尺寸安定特性、高刚性
缺点:
碎裂性高、抗溶剂性差、耐温差
用途:
文具、玩具、电气用品外壳、保丽龙餐具
PVC(聚氯乙烯)
塑胶分类标志中,代码是3
性质:
未加可塑剂前,PVC为一坚硬之塑料,耐湿性佳,但亦被酮类、酯类溶剂分解
优点:
尺寸安定性佳、低成本、耐候性佳、加不同比例可塑剂可轻易调整软硬度
缺点:
耐化性差、耐温性差、密度较一般塑料类为高、热分解后会产生氯化氢
用途:
薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具
LDPE
塑胶分类标志中,低密度聚乙烯代码是4
性质:
LDPE容度为0.910~0.925g/cm3
优点:
耐寒性优、卫生无毒3.耐水性、耐药品性、电气特性优、柔软性优(LDPE)
缺点:
低温时的耐冲击性劣2.耐候性不佳
用途:
各种容器(耐热用)、HINGE成形品、玩具类、FILM、SHEET5板,PIPE6、耐热的工业部品
HDPE
塑胶分类标志中,高密度聚乙烯代码是2
性质:
HDPE容度为0.941~0.965g/cm3
优点:
耐寒性优、卫生无毒、耐水性、耐药品性优、电气特性优
缺点:
耐热性劣、耐候性劣、成形收缩大
用途:
各种容器(密闭容器)、包装袋、玩具类、厨房用品、机械部品
PETE(再生聚乙烯对苯二甲酸酯)
塑胶分类标志中,代码是1
聚对苯二甲酸乙二酯(PET塑料)回收再利用产品。
PET被广泛用于饮料瓶(可乐)包装,但是当这些材料被废弃时,面临着如何处理的问题。
废旧PET瓶的再生利用,既能减少污染,又可以增加效益。
再生pet主要用于纤维,片材,非食品包装用瓶等,开发的用途有:
建筑材料,食品包装和容器等,日本公司已利用聚合物合金改进技术将再生pet加工成性能优于用pet新料制造的粉末涂料。
PSU
性质:
收缩率0.5-0.7%各向相同
优点:
其机械性能,耐热,耐氧化,耐介电性能,热稳定性优于PC
缺点:
其加工性,对断口很敏感,耐气候性,耐光及紫外线及有机溶剂的性能欠佳,与PC同样不能在沸水中长期使用
用途:
高温下工作的耐磨受力传动零件,齿轮,微波炉的内配件,相机壳,医疗器械,汽车零件,投影机
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业设计 中的 材料 应用 塑料