塑料水杯成型工藝

水杯成型工藝設(shè)計09級高分子材料三班團(tuán)隊成員組長：張?zhí)碡?943001028主講：陳俏竹0943001193組員：沈麗清0943001153

姜麗0943084144吳宇0943001183補強0943001018崔為0943001023徐偉0943001058嚴(yán)翔0943001088侯鑫0943001133周汪洋0943001068周洪芝0943001043四川大學(xué)高分子材料三班市場調(diào)查水杯材質(zhì)玻璃水杯10%塑料水杯60%金屬水杯24%陶瓷6%水杯材質(zhì)水杯價格9元以下20%10~29元50%30~49元20%50元以上10%水杯價格顏色挑選冷色調(diào)40%暖色調(diào)40%中性色調(diào)18%雜色調(diào)2%顏色挑選水杯更換頻率三個月10%半年30%一年50%兩年10%水杯更換頻率關(guān)注的因素安全質(zhì)量價格外形關(guān)注的因素水杯材質(zhì)玻璃水杯10%塑料水杯60%金屬水杯24%陶瓷6%水杯材質(zhì)市場調(diào)查-結(jié)果1.較多的人選擇塑料水杯2.在購買水杯的過程中，消費者較多關(guān)注的是水杯的質(zhì)量、安全性和價格3.水杯價格在10-29元者居多4.已經(jīng)有大部分消費者已經(jīng)考慮到健康因素5.大多數(shù)消費者水杯的更換頻率在一年左右，隨著認(rèn)識的提高，越來越多的人關(guān)注健康因素和審美因素。根據(jù)市場調(diào)查，我們設(shè)計的水杯的目標(biāo)是:無毒無味，安全性高。1實用性好，使用方便。2經(jīng)久耐用、不易損壞。3造型美觀、色澤好、顏色不單一。4性價比高，經(jīng)濟(jì)效益好。5市場調(diào)查原料選擇選擇原則：無味、無毒耐熱性好耐候性較好耐磨，光澤度好，并且透明要好杯體、杯蓋：抗沖擊強度要高；有螺紋結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性好杯柄：拉伸強度高，抗疲勞性良好塑料水杯結(jié)構(gòu)杯蓋：聚丙烯杯體：聚丙烯杯柄：聚丙烯密封圈：硅橡膠杯蓋-杯體-杯柄原料選擇----性能對比材料優(yōu)點缺點PS1.透明2.剛硬3.易于成型4.成本低1.易破裂2.易刮傷3.在紫外線下易老化HDPE1.密度大2.耐化學(xué)溶劑3.成本低，易成型1.自熄性差2.氣體阻隔性差3.不耐高溫4.力學(xué)性能一般PP1.剛硬有韌性2.質(zhì)輕3.在高溫下保持力學(xué)性質(zhì)1.在0℃以下易變脆2.耐候性差3.不易染色4.易燃燒PC1.抗沖擊強度高，抗蠕變性能好、透明度高2.耐熱性好，耐候性好、尺寸穩(wěn)定性好1.疲勞強度差2.有應(yīng)力開裂現(xiàn)象幾種日用制品常用塑料的性能比較杯蓋-杯體-杯柄原料選擇材料透明性氣體阻隔性衛(wèi)生性耐沖性耐熱溫度成本PC高好一般優(yōu)良高較高PP較高一般好好高較低PC和PP性能對比PP化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點高，質(zhì)輕，成型工藝性很好，可以注射成型，而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。因此，我們選用PP作為杯蓋、杯體以及杯柄的材料。杯體的設(shè)計材料選擇----材料對比塑料水杯常用材質(zhì)有聚丙烯，聚碳酸酯。性能

材料聚丙烯（PP）與聚碳酸酯（PC）性能比較密度加工性能機(jī)械性能熱性能耐化學(xué)性能聚丙烯（PP）塑料中密度最小為0.9—/cm3流動性好,加工性能好，收縮率1.0-2.5%耐應(yīng)力開裂性良好，彎曲疲勞壽命很高抗沖擊強度較差，經(jīng)填充、增強后可改善維卡軟化溫度較高，良好的熱穩(wěn)定性，可下長時使用，無外力作用時時不變形化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，耐化學(xué)性較好聚碳酸酯（PC）密度較大，為1.18—/cm3無自潤滑性，摩擦因數(shù)大，加工性能次于PP，收縮率0.6-0.8%易應(yīng)力開裂，缺口敏感度大，耐磨性差耐沖擊性能好，抗蠕變性能較好，但疲勞性較差維卡軟化溫度為耐熱性較好，熱變形溫度左右，長期使用溫度為-60~耐溶劑性差，不耐堿，沸水中易水解杯體的的設(shè)計計材料選選擇----要求杯體要要求：：雙層雙雙色整整體塑塑件內(nèi)層透透明，，選材材PP；外層部部分為為鵝黃黃色，，選材材為著著色劑劑混合合PP.我們選選用上上海石石化牌牌號為為M800E的食品級級、注注塑級級聚丙烯烯，價格格12150元/噸杯體的的設(shè)計計配方聚丙烯增強劑穩(wěn)定劑抗氧劑增塑劑填充劑潤滑劑抗老化化劑配配方：：配方質(zhì)質(zhì)量份份數(shù)組組成：：PP100抗氧劑劑10100.1抗氧劑劑DSTP0.3脫氧劑劑0.3穩(wěn)定劑劑77D0.05紫外線線吸收收劑BAD0.1紫外線線吸收收劑3270.15聚合物物成型型加工工基礎(chǔ)礎(chǔ)四川大大學(xué)高高分子子材料料三班班杯體的的設(shè)計計成型加加工----著色著色目的美化產(chǎn)產(chǎn)品增加藝藝術(shù)感感吸引顧顧客要求無毒、、耐熱熱性好好、分分散性性好、、相容容性好好、耐耐光、、耐遷遷移配方鵝黃色色PP100501檸檬鉻鉻黃0.094A101鈦白粉粉0.112方法干法著著色，簡單單、成本低低、操操作簡簡單配色方方便、、機(jī)動動性強強成型加加工----注塑成成型工工藝干混法法著色色：樹脂與與粉狀狀著色色劑直直接混混合流程如如下：：杯體的的設(shè)計計成型加加工----雙色注注塑雙色塑塑料件件的注注塑成成型有有兩種種方法法。一一種是是使用用兩副副分別別成型型塑料料嵌件件和包包封塑塑料的的模具具，在在兩臺臺普通通注射射機(jī)上上分別別注塑塑成型型。其缺點點在于于勞動動強度度大，，生產(chǎn)產(chǎn)效率率低，，對工工業(yè)化化生產(chǎn)產(chǎn)極為為不利利，正正逐步步被淘淘汰。。第二二種是是用一一副模模具，，在專專用的的塑料料雙色色注射射機(jī)上上一次次注塑塑成型型。雙雙色注注射機(jī)機(jī)有兩兩個獨獨立的的注射射裝置置，分分別塑塑化及及注射射兩種種不同同顏色色的塑塑料。。常用用的工工藝方方法有有芯旋轉(zhuǎn)式式雙色注注射技術(shù)術(shù)。雙色注塑塑方法介介紹杯體的設(shè)設(shè)計成型加工工----工藝獲得有色部分第二次注塑第一次注塑獲得內(nèi)層透明部分第一次注塑杯體的設(shè)設(shè)計成型加工工----雙色注塑塑首先通過過注射裝裝置3向小型腔腔1中注射第第一種塑塑料，成成型出雙雙色塑料料件的第第一部分分，然后后開模，，動模旋旋轉(zhuǎn)180°，合模，，則上一一步成型型的塑料料件轉(zhuǎn)入入大型腔腔2中成為嵌嵌件，注注射裝置置4向大型腔腔2中注射另另一種顏顏色的塑塑料，將將塑料嵌嵌件進(jìn)行行包封，，即可成成型出雙雙色塑料料件。與與此同時時，注射射裝置3向小型腔腔1中注射第第一種塑塑料，成成型出下下一塑料料嵌件，，待制品品固化成成型后開開模，推推出雙色色塑料件件，動模模旋轉(zhuǎn)180°，閉模，，即完成成一次注注塑成型型周期。杯體的設(shè)設(shè)計成型加工工----設(shè)備樣式：臥式種類：臥式曲肘注塑機(jī)品牌：海雄型號：HXSS260產(chǎn)品別名：塑料機(jī)械產(chǎn)品用途：生產(chǎn)塑料產(chǎn)品螺桿直徑：32-35-38（mm）螺桿轉(zhuǎn)速：220（rpm）射膠量：170（g）射膠壓力：271-227-192（Mpa）理論注射容量：164（立方厘米）電動機(jī)功率：16（kw）合模力：2600（kN）開模行程：470（mm）重量：9（kg）外形尺寸：5055*1.75*2.00（mm）寧波海雄雄塑料機(jī)機(jī)械有限限公司雙雙色注塑塑機(jī)杯體的設(shè)設(shè)計成型加工工----結(jié)構(gòu)設(shè)計計脫模斜度外表面（型腔）脫模斜度：35'-1°內(nèi)表面（型芯）脫模斜度：30'-50'凹凸設(shè)計水杯第一層局部凸起，對開式凹模模塑后分離凹模取出制品.螺紋設(shè)計對開式模具成型外螺紋模具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便杯體的設(shè)設(shè)計工藝流程程----流程圖杯體的設(shè)設(shè)計工藝流程程----參數(shù)控制制模具溫度度：85~140℃注塑溫度度（熔體體溫度））/℃：280~320模腔表壁壁溫度/℃：80~100機(jī)筒溫度度/℃：前段260~270中段240~250后段220~230噴嘴溫度度/℃：260~270注射壓力力：100-140MPa注射速度度：15~20cm/min保壓力:稍低于注注塑壓力力保壓時間間:20~120s后處理：：一般120~125℃溫度控制制杯蓋的設(shè)設(shè)計單品產(chǎn)品名稱牌號廠家(產(chǎn)地)價格(元/噸)PPPPM850B上海石化13700注塑級食品級PPPPM800E上海石化12150注塑級食品級PPPPGM1600E上海石化12150注塑通用PPPPJ800韓國曉星12300注塑食品級我們選用用的是上上海石化化牌號為為M800E注塑級食食品級的的聚丙烯烯杯蓋的設(shè)設(shè)計制品配方方----助劑選擇擇配方聚丙烯著色劑補強劑填充劑潤滑劑抗老劑杯蓋的設(shè)設(shè)計成型加工工----加工設(shè)備備FMＡ系列螺桿式注注射成型型機(jī)杯蓋的設(shè)設(shè)計成型加工工----模具選擇擇斜推桿分分型二次推出出脫模機(jī)構(gòu)螺紋型芯芯以燕尾尾組合而而成，且且采用側(cè)側(cè)澆口進(jìn)進(jìn)料，呈呈一模兩兩腔形式式。尺寸：外外徑:7.9mm內(nèi)徑:7.6mm高度:30mm杯蓋的設(shè)設(shè)計成型加工工----成型特性性（1）結(jié)晶易易，濕性性小，易易發(fā)生融融體破裂裂（2）流動性性好，但但收縮范范圍及收收縮值大大，易發(fā)發(fā)生縮孔孔、凹痕痕、變形形。（3）冷卻速速度快，，澆注系系統(tǒng)及冷冷卻系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)緩慢慢散熱，，并注意意控制成成型溫度度，料溫溫低溫高高壓時容容易取向向，模具具溫度低低于50度時，塑塑件不光光滑，易易產(chǎn)生熔熔接不良良，流痕痕，90度以上易易發(fā)生翹翹曲變形形。（4）塑料壁壁厚須均均勻，避避免缺膠膠，尖角角，以防防應(yīng)力集集中。杯蓋的設(shè)設(shè)計成型加工工----注塑成型型工藝總的工藝藝流程圖圖：1.對塑料PP進(jìn)行烘干干，并裝裝入料斗斗；2.清理模具具型芯、、型腔，，并噴上上脫模劑劑，進(jìn)行行適當(dāng)?shù)牡念A(yù)熱；；3.合模、鎖鎖緊模具具；4.對塑料進(jìn)進(jìn)行預(yù)塑塑化，注注射裝置置準(zhǔn)備注注射；5.充模，壓壓實，倒倒流，冷冷卻；6.脫模。7.制品的后后處理：：去除邊刺刺，對制制品進(jìn)行行調(diào)濕處處理。杯蓋的設(shè)設(shè)計成型加工工----工藝條件件杯柄的設(shè)設(shè)計材料選擇擇性能要求求：耐熱，不不易變形形，衛(wèi)生無臭臭無味無無毒抗拉強度度高疲勞強度度高成本較低低杯柄的設(shè)設(shè)計成型加工工----模具選擇擇塑料水杯杯柄常用用的材料料有聚乙乙烯，聚聚丙烯，，聚苯乙乙烯，聚聚氯乙烯烯。材料加工性尺寸精度強度耐蠕變性耐沖擊性耐熱性耐應(yīng)力開裂耐疲勞性交接性PP極好很好很好極好很好極好極好極好差HDPE極好差很好很好極好很好差差差LDPE極好差好差極好差好好差對比之下下，PP比PE有更優(yōu)異異的耐疲疲勞性能能，可來來回彎曲曲兩萬次次以上，，更加符符合手柄柄的使用用要求，，因此手手柄設(shè)計計部分選選用PP。杯柄的設(shè)設(shè)計配方相關(guān)性能能：拉伸伸強度86.8MPa；抗彎強強度101.8MPa；彎曲模模量4.2××103MPa；缺口沖沖擊強度度7.1KJ/m2，抗疲勞勞性很好好。配方

100份聚丙烯0.5~1份

硅烷偶聯(lián)劑

25份玻璃纖維

15份云母粉杯柄的設(shè)設(shè)計成型加工工----工藝方法法連接圈：模具注塑或模壓成型合葉片：經(jīng)擠出、牽伸并切條成型然后再將兩部分粘接固牢。成型方法一次注塑成型，脫模，直接熱拉伸彎曲的合葉及連接部分使其取向最后冷卻定型A法B法杯柄的設(shè)設(shè)計選擇B法A法：成本低生產(chǎn)連續(xù)續(xù)工藝簡單單B法：成本高連續(xù)性稍稍差模具復(fù)雜雜工序：注塑、擠擠出、粘接、熱熱復(fù)合工序繁雜雜效果較差差工序：注塑、熱熱拉伸工序少周期短效果好兩種方法法對比之之下，B方法效果果好，工工序少，，周期短短，材料料利用率率高。成型加工工----工藝方法法杯柄的設(shè)設(shè)計成型加工工----設(shè)備寧波星銳銳日月機(jī)機(jī)械有限限公司螺螺桿式注注塑機(jī)型號XRT-BMC產(chǎn)品別名臥式注塑機(jī)產(chǎn)品用途塑料產(chǎn)品生產(chǎn)螺桿直徑40（mm）螺桿轉(zhuǎn)速5－360（rpm）射膠量188（g）射膠壓力1213（Mpa）理論注射容量132（立方厘米）電動機(jī)功率5.5（kw）合模力40（kN）開模行程200（mm）重量1600（kg）外形尺寸3100*1100*3300（mm）產(chǎn)品類型全新杯柄的設(shè)設(shè)計成型加工工----工作原理理工作原理理：將手柄定定固定于于錐形桿桿正下方方，向下下推進(jìn)錐錐形桿，，插入手手柄提手手圈，繼繼續(xù)推進(jìn)進(jìn)到圓柱柱部分，，再由推推進(jìn)裝置置縱向推推進(jìn)拉伸伸。錐形形桿中空空部分可可加熱。。拉伸機(jī)器器工作簡簡圖杯柄的設(shè)設(shè)計成型加工工----工藝流程程原料準(zhǔn)備加料注塑脫模熱拉伸冷卻定型后處理熔膠溫度度：低于于275°°C，熔融段段約240°°C注射速度度：高速速注射熔膠背壓壓：5bar熔膠背壓壓注射及保保壓：較較高注射射壓力（（1500-1800bar）保壓壓力力：約為為注射壓壓力的80%保壓時間間：保壓壓時間較較長制品的后后處理：：熱水浸泡泡處理防防止收縮縮變形參數(shù)設(shè)置置密封圈的的設(shè)計材料選擇擇

天然橡膠NR乙丙橡膠EPDM氯丁橡膠CR丁腈橡膠NBR硅橡膠Silicone聚氨酯橡膠AUEU抗張強度極好好-極好好-極好極好中等好-極好耐磨性極好極好極好極好中等極好抗自然老化性差極好極好中等極好極好抗氧化性好極好好中等極好極好耐熱性好好好好極好中等-好壓縮變形中等-好好差-好好極好好不滲透性中等差-中等好極好中等好阻燃性差差極好差中等差使用溫度/℃-20~100-55~150-55~120-40~120-55~250-45~90幾種密封封圈材料料性能對對比密封圈的的設(shè)計材料選擇性能要求：：密封性能能優(yōu)良，工工作壽命高高，摩擦阻阻力小，無無毒，安裝裝方便。硅橡膠工作作溫度最寬寬（-60～230℃），耐蒸汽汽，性能基基本不隨浸浸水的影影響，廣泛泛應(yīng)用于要要求耐熱的的場合：熱熱水瓶密封封圈，壓力力鍋密封圈圈，而且對對人體無害害。故選擇擇硅橡膠作為為我們的成成型材料。材料熱膨脹系數(shù)工作溫度性能乙丙橡膠16.00～150耐氣候性好，抗臭氧各種極性化學(xué)藥品與溶劑沖擊彈性好，耐油性產(chǎn)差氟橡膠16.2-20～200抗張強度較好，耐熱性好，但彈性及耐寒性硅橡膠21.6~27.0-60～230工作溫度最寬，耐光和臭氧老化無毒無味，耐候性，對許多材料不粘著，透氣率大丁腈橡膠11．3－30～100耐油性好，具有耐磨性以及抗撕裂性，壓縮永久性好，耐寒性差密封圈的設(shè)設(shè)計材料選擇----原料牌號顏色白色外觀半流動性品牌日本信越粒度600（目）耐溫220（℃）粘度0.002脫色率0.001（％）水分0.002（％）主要用途高耐磨密封件孔徑細(xì)孔硅膠選用日本信信越KE971-U硅膠原料，，價格便宜宜，性能優(yōu)優(yōu)良。價格格：17500元/噸甲基乙烯基基硅橡膠是是應(yīng)用較多多的一種硅硅橡膠材料料。密封圈的設(shè)設(shè)計制品配方硫化劑補強劑結(jié)構(gòu)控制劑劑脫模劑硅橡膠的硫硫化劑常用用的是有機(jī)機(jī)過氧化物物。選用2，5-二甲基2，5-二叔丁基過過氧化已烷（DBPMH），用量：：0.5～1.0份，硫化溫溫度：160～170℃采用適當(dāng)?shù)牡难a強劑可可使硅橡膠膠硫化膠的的強度達(dá)到到3.9～9.8MPa，這對提高高硅橡膠的的性能，延延長制品的的使用壽命命是極其重重要的。選用白炭黑，用量：48份。采用白炭黑黑補強的硅硅橡膠膠料料貯放過程程中會變硬，降低可塑塑性，逐漸漸失去加工工工藝性能能，結(jié)構(gòu)控控制劑能防防止或延緩緩結(jié)構(gòu)化作作用選用羥基硅油，用量3.5份脫模劑防止橡膠、、塑料、彈彈性體或其其他材料的的模制品、、層壓制品品粘結(jié)到模模具或其他他板面，起起易于脫離離作用的一一類加工助助劑。選用硬脂酸與硬硬脂酸鋅1：1混合搭配，用量量0.4份以生膠為100份密封圈的設(shè)設(shè)計成