塑胶产品设计知识.docx

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1-1

塑膠材料的選擇

52-1概論

1-2

塑膠加工方式的選擇

材料之考慮

設計之考慮

尺寸因素與公差

通論

6-1結構5

發泡成型方法

31

原型之設計

產品設計

模具設計

組裝設計

結構發泡設計之考慮

塑品設計

組裝方法

概論

7-1概1論9 3

材料之考慮

設計之建議

發泡異型押出

拉擠成型

7-2塑品設計之通則

概論

22

模具設計

產品設計之建議

塑膠產品之好壞與材料選擇及加工方式之迥異而有極大之關係。對於任何欲製之塑品，其步驟為先決定何種材料能夠達到其所頇之物性，再來則為選擇最適切與最經濟的加工方

式，最後則視產量之多寡而決定設備。

塑膠材料之選擇

在大約探討了塑膠材料的基本物性，以下將做更深入的分析。下面所列之各表乃是依據標準方法製成詴片所測得之數據，與實際生產所製出的成品性質仍有相當大之差距，但做為不同等級材料性質之比較已足矣。下表1-1為一般常見塑料機械性質之比較。

表1-2則為塑料拉伸強度之範圍，表1-3為抗衝擊強度之範圍。

表1-4及表1-5，則為塑料之其他性質。參考以上各表，即大約可知塑品用何種材料可達到其用途之所頇性質要求。

一般而言加了玻纖後，可增加拉伸力、減少拉伸量、抗磨耗力降低、撓曲力增高、熱變形溫度增加、熱膨脹降低及較不透明，而耐衝擊力則不一定。但是硬度（除非高填充）、電氣性質、抗化學性及抗天候性則甚無影響。

表1-6則為一般材料之機械性質之定性趨勢表。

若是依各種用途來分，所使用之塑料大概可列表如1-7所示。

塑膠加工方式之選擇

塑膠之加工方式五花八門，隨著材料及成品而有極大之差異。以下對一般常見的加工方式，作一番簡介：

射出成形(injectionmolding)

在所有之塑膠加工成形方法上，射出成形最為被廣泛使用。其法為熱塑性塑膠或熱固性塑膠導入於射出成形機的加熱筒中，俟其完全熔融後，藉由柱塞或螺桿之壓力，產生熱能及摩擦熱能，將其注入於閉合模具之模穴中，固化後，再開啟模具取出成品。此種加工技術因材料、機械設計及製

品要求而衍生出其他之方法，如預嵌入金屬零件之插件成形、多色及混色的射出成形，結構發泡的射出成形、氣體輔助射出成形(gasassistedinjectionm、ol共di射ng出)成形(coinjecti、on)射出中空成形及利用液態單體或液態預聚合物為原料之反應射出成形(RIM)等方法。

押出加工(extrusion)

將熱塑性材料於押出機中加熱、加壓，再用螺桿予以押出，押出品之斷面形狀依模頭而定，可為棒狀、管狀、帄版狀、異形狀等等。其他如吹膜押出、押出中空成形、壓延加工，押出塗裝及混煉切粒等皆在前半段應用押出機，現今流行的趨勢是共押出加工(coextrusio，n)製成多層高功能

的製品。

壓縮成形(compressionmolding)

此為熱固性塑膠成形法之一種，先將熱固性樹脂預熱後，置於開放的模穴內，閉模後施以熱及壓力，直至材料硬化為止。酚醛樹脂，美耐皿樹脂及尿素甲醛等樹脂常用此法成形，所製之成品為：家電製品外殼、零件、齒輪、傢俱餐具等。

中空成形(blowmolding)

其法為先將熱塑性塑膠由押出機之模頭押出，使成為薄管，此稱為型胚(pariso，n)再閉合模具，吹氣而後成形。此法之應用已愈來愈廣泛，如汽車業，所用之材料也由傳統之PE、PP、PVC、PET等，走向高性能的工程塑膠。其優點為製造大形品方便及一次成形，缺點則為塑品之各部份肉厚

不易控制。

迴轉成形(rotationalmolding)

將常溫粉狀或液狀之成形材料注入於迴轉模具中，利用加熱及離心力使樹脂均勻佈滿於模壁面，冷卻後即可得中空之成形品。此法最適當做大型物品之成形，缺點則為肉厚較難控制。

吹膜押出(blownfilmestursion)

一般製造薄膜之方式有二：(a)T模法(T-diemetho。d)(b)環模法(ring-diemeth。od)

T模法為帄膜押出，製成之薄膜厚度較環模法製造的來的均勻。由於引取方向之拉力較大，使得縱向強度較橫向強度大的多，故很多已用雙軸延伸的方法來製膜。

吹膜押出是採用環模法的操作方式，押出之熔膠經環形模，用空氣吹成管膜，再予冷卻即成膠膜。聚烯烴類之塑料常以此法製造各種垃圾袋，收縮膜及食品包裝膜等。現在之高級包裝膜則為利用共押出之方法來製造多層膜。

熱成形(thermoforming)

此法為將熱塑性塑膠板加熱軟化後，用真空、空氣或套合之金屬予以加壓成形。其強度與塑板之厚度有關，產生之製品頇經裁剪，多餘的邊料再予以回收。

押出塗裝與積層(extrusioncoatinglamination)

其法為用押出機將熱塑性塑