塑料成型基础知识
塑料成型是将塑料材料通过加热、加压等方式加工成所需形状的工艺过程，考试中常涉及的基础概念包括：
- 塑料分类：热塑性塑料(如PE、PP、PVC)和热固性塑料(如酚醛树脂、环氧树脂)
- 成型工艺：注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、热成型等
- 塑料特性：熔融指数、收缩率、流动性、热稳定性等
掌握这些基础概念是理解后续复杂工艺的前提,考试中常以选择题或名词解释形式出现。
主要成型工艺详解
注塑成型(Injection Molding)
工艺原理：将塑料颗粒加热熔融后，在高压下注入闭合模具型腔，冷却固化后开模取出制品。
考试重点：
- 注塑机结构(注射系统、合模系统、液压系统、控制系统)
- 工艺参数(注射压力、保压压力、模具温度、冷却时间)
- 常见缺陷分析(短射、飞边、缩痕、气泡等)
挤出成型(Extrusion)
工艺原理：塑料原料在挤出机中熔融塑化，通过特定形状的口模连续挤出，经冷却定型得到制品。
考试重点：
- 单螺杆挤出机结构(加料段、压缩段、计量段)
- 挤出工艺参数(温度控制、螺杆转速、牵引速度)
- 典型挤出产品(管材、板材、型材、薄膜等)
吹塑成型(Blow Molding)
工艺原理：将熔融塑料制成型坯，然后通入压缩空气使其膨胀贴附模具内壁，冷却后得到中空制品。
考试重点：
- 挤出吹塑与注射吹塑的区别
- 拉伸吹塑工艺特点
- 常见吹塑产品(瓶子、容器等)
塑料材料科学
塑料成型考试中材料科学部分占比通常较大,重点包括：
塑料添加剂
- 增塑剂：提高塑料柔韧性(如邻苯二甲酸酯类)
- 稳定剂：防止塑料老化(如热稳定剂、光稳定剂)
- 填料：降低成本或改善性能(如碳酸钙、滑石粉)
- 着色剂：赋予塑料颜色(有机颜料、无机颜料)
塑料性能测试
- 力学性能测试(拉伸强度、冲击强度、弯曲强度)
- 热性能测试(热变形温度、维卡软化点)
- 流变性能测试(熔融指数、粘度)
模具设计与制造
塑料成型模具是考试重点难点,主要考察：
模具基本结构
- 成型零件(型腔、型芯)
- 浇注系统(主流道、分流道、浇口)
- 顶出机构(顶杆、顶板)
- 冷却系统(冷却水道)
模具设计原则
- 分型面选择
- 脱模斜度设计
- 收缩率补偿
- 排气设计
工艺优化与缺陷分析
工艺参数优化
- 温度控制(料筒温度、模具温度)
- 压力控制(注射压力、保压压力)
- 时间控制(注射时间、冷却时间)
常见缺陷及解决方案
| 缺陷类型 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 短射 | 注射压力不足/材料流动性差 | 提高注射压力/提高熔体温度 |
| 飞边 | 合模力不足/模具磨损 | 增加合模力/修复模具 |
| 缩痕 | 保压不足/冷却不均 | 增加保压压力/优化冷却系统 |
| 气泡 | 材料含水/排气不良 | 预干燥材料/增加排气槽 |
考试重点公式与计算
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锁模力计算： F = P × A × 10 F-锁模力(t)；P-型腔压力(MPa)；A-制品投影面积(cm²)
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收缩率计算： S = (Lm - Lp)/Lm × 100% S-收缩率；Lm-模具尺寸；Lp-制品尺寸
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注射量计算： m = ρ × V m-注射量(g)；ρ-熔体密度(g/cm³)；V-制品体积(cm³)
备考策略与资源推荐
高效备考方法
- 建立知识框架：按"材料-工艺-设备-模具-缺陷"逻辑梳理知识体系
- 重点突破：针对高频考点(如注塑工艺、模具结构)深入理解
- 真题练习：通过历年真题熟悉题型和难度
- 图表记忆：利用流程图、对比表等工具强化记忆
推荐参考书目
- 《塑料成型工艺学》(王兴天主编)
- 《注塑成型技术手册》(徐佩弦编著)
- 《塑料模具设计手册》(申开智主编)
- 《聚合物加工原理》(Z.Tadmor著)
实用学习资源
- 中国塑料加工工业协会官网行业标准
- 各大高校公开课视频(如清华大学材料学院)
- 专业期刊《塑料工业》《中国塑料》
- 仿真软件学习(Moldflow、SolidWorks Plastics)
行业前沿与发展趋势
了解行业前沿有助于在考试论述题中展现专业视野：
- 绿色成型技术：生物降解塑料加工、节能成型工艺
- 微成型技术：微型精密零件的注塑成型
- 多材料成型：嵌件注塑、双色注塑技术
- 智能化制造：基于物联网的智能注塑工厂
- 3D打印技术：塑料增材制造新工艺
常见问题解答
Q：如何区分热塑性和热固性塑料的成型特点？ A：热塑性塑料可反复加热成型，成型后仍可回收；热固性塑料成型后形成交联结构，不可再次熔融成型。
Q：注塑成型中为什么要设置保压阶段？ A：保压阶段可补充因冷却收缩导致的体积减少，防止制品出现缩痕、凹陷等缺陷，提高制品尺寸精度和表面质量。
Q：挤出成型中螺杆各段的作用是什么？ A：加料段负责输送固体颗粒；压缩段使塑料压实、熔融；计量段使熔体均化、定压定量输出。
Q：模具设计中为什么要考虑脱模斜度？ A：脱模斜度可减小制品与模具间的摩擦，便于顶出，防止制品表面划伤或变形，一般取0.5°-3°。
塑料成型是一门理论与实践并重的学科,考试复习既要掌握基本原理和公式，也要理解实际工艺中的问题解决方法，建议考生结合教材、实验和行业案例进行系统学习，特别关注注塑成型等核心工艺的细节，通过构建完整的知识体系，并辅以适量计算练习，定能在考试中取得优异成绩。
参考资料：
- 中国塑料加工工业协会. (2022). 塑料加工技术指南
- 王兴天. (2018). 塑料成型工艺学(第五版). 化学工业出版社
- Society of Plastics Engineers. (2021). Injection Molding Handbook
- 国家标准化管理委员会. (2020). 塑料成型机械国家标准汇编
- 张友根. (2019). 现代塑料成型新技术. 机械工业出版社
