单击此处编辑母版标题样式,编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/7/30 Tuesday,#,高分子成型加工与设备,课程设计可行性,报告,-,儿童,乐高,积木生产,高分子成型加工与设备课程设计可行性报告,1,性能,要求与,原料,选择,Contents,01,02,03,04,生产背景与目标,配方,设计与成型方法,05,总结,设备选择与工艺流程,性能要求与原料选择Contents01020304生产背景与,2,01.,生产,背景与目标,我国现今,16,岁以下儿童有,3.6,亿左右，占人口的比重约,20%,。目前我国儿童消费已,占到家庭总支出的,30%,左右,，全国,0-12,岁的孩子每月消费总额超过,35,亿元。,玩具,消费背景,据预测，在,2016,年，我国人口增长将保持每年,1600,万,-2000,万人的水平，这是我国玩具消费的一个重要群体。,玩具,市场预测,01.生产背景与目标我国现今16岁以下儿童有3.6亿左右，占,3,玩具市场,规模,国际市场：,中,国是世界最大的玩具生产国和出口国,，,江苏、浙江、广东和上海等省市也是重要的玩具生产和出口基地，呈现出区域产业集群现象。近年来玩具消费从成熟的欧美地区逐渐延伸至新兴市场，,亚洲、南美、澳洲等地玩具消费增长迅速,。其中亚洲地区的,增长速度最快，达到,6.2%,。,01.,生产,背景与目标,2011-2013,年全球玩具市场零售额总量分析,玩具市场规模国际市场：01.生产背景与目标 2011-20,4,玩具市场,规模,国内市场：,截至,2013,年，国内玩具制造行业规模以上企业数量达到了,1291,家，从业人员达到了,62.35,万人。资产总额达到了,825.01,亿元,。,2013,年，国内玩具制造行业规模以上企业实现销售收入,1664.44,亿元，同比增长,21.11%,;,实现销售利润,184.51,亿元，同比增长,24.57%,;,实现利润总额,83.34,亿元，同比增长,33.3,%,。行业整体毛利率为,11.09%,，整体销售利润率为,5.01%,01.,生产,背景与目标,玩具市场规模国内市场：01.生产背景与目标,5,01.,生产,背景与目标,乐高积木是由丹麦的奥利,柯克,克里斯琴森（,Ole Kirk Christiansen,）发明的一种塑料积木，,一面有凸粒，另一面有可嵌入凸粒的凹槽,，形状有,1300,多种，每一种形状都有,12,种不同的颜色，以红、黄、蓝、白、黑为主。它靠小朋友自己动脑动手，可以拼插出变化无穷的造型，令人爱不释手，被称为“魔术塑料积木”。,乐高积木介绍,此次设计将以乐高型,拼装,塑料积木制品为,生产目标,，对其进行生产设计。,01.生产背景与目标乐高积木是由丹麦的奥利柯克克里斯琴森,6,02.,性能,要求与原料选择,产品对象及其性能分析：,乐高型拼装塑料积木,主要针对幼儿和青少年,群体,使用,，,产品除,具有较好的强度和模量外，,对,电、热有良好的,隔绝性,，,由于,该产品会长期与人体皮肤接触,，需要,有一些特殊的性能要求,。,GB 6675.1-2014,玩具安全 第,1,部分：基本规范,GB 6675.2-2014,玩具安全 第,2,部分：机械与物理性能,GB 6675.3-2014,玩具安全 第,3,部分：易燃性能,GB 6675.4-2014,玩具安全 第,4,部分：特定元素的迁移,02.性能要求与原料选择产品对象及其性能分析：乐高型拼装塑料,7,1,.,力学性能,拼装塑料积木在使用过程中要无数次的堆叠和拆散，塑料的强度和模量需要有较高要求，此外材料的韧性也需要较高要求,。力学性能是产品的基本要求。,2.,无毒,无味,由于,玩具,会长期与人体皮肤接触，若是在加工合成过程中加入一些甚至只是微量的有毒性物质都会对人体造成很大的危害，所以在原料选择过程中,避免具有,毒性,的,原料,，,无毒、环境友好型的材料是首要选择目标。,3,.,成型性,好,因为产品的形状多样，所以对其的成型性要求较高，使加工方便，便于生产。,4,.,易,上色,塑料玩具积木的一个特点就是颜色鲜艳，,便于辨认,，所以应该选择着色性,好的,原料,5,.,稳定性,产品,在,使用过程中，随着环境的改变,，需要,其保持良好的,稳定性,，,延长使用时间,。所以,在,原料选择,中,需要,加,如,光稳定剂,等。,6.,耐,老化,塑料的一个特点就是老化，造成资源的浪费。如今玩具需求量与日俱增，具有耐老化性能的玩具变得炙手可热。,7.,阻燃性,此外为了人身安全，还添加了阻燃剂，避免在接近火源时引起燃烧。,02.,性能,要求与原料选择,1.力学性能02.性能要求与原料选择,8,02.,性能,要求与原料选择,ABS:,ABS,综合性,能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；,有,高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；,流动性比,HIPS,差一点，比,PMMA,、,PC,等好，柔韧性好；,适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。,02.性能要求与原料选择ABS:ABS综合性能较好,冲击强度,9,02.,性能,要求与原料选择,ABS:,1,3-,丁二烯,：提供延展性、抗冲击性、韧性。,丙烯腈,：提供硬度、刚度、耐热性、稳定性、耐酸碱盐,苯乙烯,：提供良好的加工性、易上色性、表面光洁度。,接枝共聚,02.性能要求与原料选择ABS:1,3-丁二烯：提供延展性、,10,02.,性能,要求与原料选择,PC:,PC:,加工性能好、阻燃性、抗氧化性、尺寸稳定、蠕变小，但长期暴露于紫外线中会发黄。,02.性能要求与原料选择PC:PC:加工性能好、阻燃性、抗氧,11,ABS,PC,共混,提高高分子材料的物理力学性能、加工性能，降低成本，扩大使用范围,02.,性能,要求与原料选择,ABSPC共混提高高分子材料的物理力学性能、加工性能，降低成,12,原料,选择：,02.,性能,要求与原料选择,原料,作用,ABS,可以在,-25,60,的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀，其耐油、耐酸碱盐及化学试剂等性能良好,PC,无毒无味，电绝缘性好,环氧脂肪酸,增塑剂,氧化锌硫代丙酸二月桂脂,增加材料的耐老化性能,二苯甲酮,紫外线吸收剂，光稳定剂,AMS-576,抗静电剂,碳酸钙,填充剂,主要原料,：,ABS,、,PC,共,混,添加剂：环氧脂肪酸、氧化锌硫代丙酸二月桂脂、二苯甲酮,、,AMS-576,、烷基,-,二（聚氧乙烯基）季铵乙内盐氢氧化物、碳酸钙,原料选择：02.性能要求与原料选择原料作用ABS可以在-25,13,原料,用量,ABS,100,PC,15,环氧脂肪酸,2,氧化锌硫代丙酸二月桂脂,0.5,二苯甲酮,0.5,全氯戊烷癸烷,0.5,AMS-576,1,碳酸钙,30,ABS,配方,单位：质量份,03.,配方设计与成型方法,原料用量ABS100PC15环氧脂肪酸2氧化锌硫代丙酸二月桂,14,03.,配方设计与成型方法,按成型方法分,注射成型,挤出成型,压制成型,压延成型,03.配方设计与成型方法按成型方法分注射成型挤出成型压制成型,15,注射,在,加压下，将物料由加热料筒经过主流道、分流道、浇口，注入闭合模具型腔的模塑,方法。,03.,配方设计与成型方法,注射成型,注射模塑,(,注塑,),注压,注射在加压下，将物料由加热料筒经过主流道、分流道、浇口，注入,16,03.,配方设计与成型方法,塑化,注塑充模,冷却固化,加料,脱模,准备,过程。将塑料在料筒内受热达到,充分,熔融状态和良好可塑性,塑料熔体在柱塞或螺杆的推动下，经喷嘴、模具浇注系统流入型腔,冷却制品，使,模内刚成型好的制品具有一定的刚性和强度,增密,保压,03.配方设计与成型方法塑化注塑充模冷却固化加料脱模准备过程,17,03.,配方设计与成型方法,1.,生产,速度,快,、周期,短,、效率,高,，,可,实现,自动化,；,2.,制品密度均匀、尺寸精度高，适于,制造复杂精密且具有特殊要求的小零件,；,3.,可一次成型且易更新换代；,4.,产品质量稳定性能可靠,03.配方设计与成型方法1.生产速度快、周期短、效率高，可实,18,挤出,指,物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。,03.,配方设计与成型方法,主要包括管材、棒材、板材、片材等,挤出指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆,19,加料段,熔融段,均化段,塑料自料斗进入挤出机的料筒内，在,螺杆的旋转作用下,，由于料筒内壁和螺杆表面的摩擦作用而向前运动。,物料受到料筒的外加热和螺杆与料筒之间的强烈剪切搅拌作用，温度不断升高，物料,逐渐熔融,黏流体在机头口模阻力造成的回压作用下被进一步,混合塑化均匀,03.,配方设计与成型方法,加料段熔融段均化段塑料自料斗进入挤出机的料筒内，在螺杆的旋转,20,1.,连续成型，产量大，生产效率高；,2.,制品外形简单，是断面形状不变的连续型材；,3.,制品质量均匀密实，各向异性小，尺寸精确性较好；,4.,不能生产三维尺寸的制品，制品往往需要二次成型,；,03.,配方设计与成型方法,1.连续成型，产量大，生产效率高；03.配方设计与成型方法,21,压制,模塑料在闭合模腔,内,主要借助,加压,(,一般尚须加热,),的，实现成型物料造型的一次成型技术。,03.,配方设计与成型方法,压制成型,模压成型,层压成型,广泛用于,热固性塑料,和橡胶制品。,压制模塑料在闭合模腔内主要借助加压(一般尚须加热)的，实现成,22,预压,预热,模压,为改善制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模塑料预先压成一定,形状,为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等，把模塑料在成型前先行,加热,在模具内加入所需量的塑料，闭模、,排气,，在模塑温度和压力下保持一段时间，然后脱模清,模,03.,配方设计与成型方法,预压预热模压为改善制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模,23,1.,间歇操作，工艺成熟，生产控制方便，成型设备和模具,简单且,精确,；,2.,所得制品内应力小，取向程度低，不易变形，稳定性好。,3,.,需要交替加热与冷却模具,，生产,周期长，效率低，较难实现自动化，不能成型形状复杂和较厚制品。,03.,配方设计与成型方法,1.间歇操作，工艺成熟，生产控制方便，成型设备和模具简单且精,24,压延,将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的,平行辊筒,的间隙，使其受到挤压和延展作用，成为具有,一定厚度和宽度的薄片状,的制品的连续成型方法。,03.,配方设计与成型方法,广泛用于橡胶和热塑性塑料的成型加工。,压延将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙,25,03.,配方设计与成型方法,03.配方设计与成型方法,26,03.,配方设计与成型方法,特点：,1.,连续生产，生产能力大，操作方便、易自动化；,2.,产品,质量均匀、致密、精确,；,3.,成型不用模具，辊筒为成型面，制品为薄层连续型材；,4.,断面尺寸固定，制品形状单一且尺寸易受设备宽度的限制；,5.,设备庞大，投资高，辅助设备多。,用途：,1.,用于橡胶成型加工，包括压片、压型、粘胶、擦胶；,2.,用于塑料和复合材料的成型加工；,3.,用于造纸和金属等加工行业,。,03.配方设计与成型方法特点：用途：,27,注射,压制,压延,周期,短、效率,高；,制品,密度均匀、尺寸精度高，适于制造复杂精密且具有特殊要求的小零件,；,制品质量均匀密实，,各向异性小,，尺寸精确性较好；,不能,生产三维尺寸的,制品,；,需要交替加热与冷却模具，生产周期长，效率,低；,不能,成型形状复杂和较厚制品,。,断面尺寸固定，,制品形状单一且尺寸易受设备宽度的限制,产品；,质量,均匀、致密、精确,挤出,03.,配方设计与成型方法,注射压制压延周期短、效率高；制品质量均匀密实，各向异性小，尺,28,04.,设备选择与工艺流程,工艺流程,:,原料按配方比例加入到密炼机混炼,混炼后产