材料丨工业设计中的塑料

合金材料是产品开发中实用、真实可信结构设计的重要表现因素，尤其是现代结构设计的原则实用，着实明确要求产品开发既要满足用户现代人的化学物质需求，也要倚重现代人的精神生活的需要。所以在产品开发中合金材料感觉优点的应用领域要充分体现出与现代人感官、听觉等观感的满足用户，并继而引起感情上的愉悅，介绍合金材料的特性和不同性质的工艺技术并充分运用于产品开发之中，是实现产品功能的基本确保。

后面小先师对常用的三种合金材料如合金、塑胶、石材、地板等做了简单介绍，希望我们有所斩获。今天，小先师着重于对塑胶CMF过程与优点与我们进行深入探讨，让我们进一步介绍塑胶的特定特性及实际应用领域。好了话不多说，我们进入自问自答。

塑胶的简述

塑胶，相信我们都不孤单，其主要就成份是聚丙烯，由聚丙烯及石蜡、阻燃剂、发泡剂、黏合剂、釉彩等防腐剂组成。塑胶是现代合金材料的代表，竞争优势与下风那样独特，但随着信息技术的不断进步，塑胶的操控性愈来愈更易宏观调控，竞争优势愈来愈明显，在结构设计行业中的应用领域也愈发广泛，关键时刻告诫着结构雕塑家们要倚重它的地位。

塑胶的类型多样，操控性又具变异性，因此，塑胶应用领域的取材经常要从塑胶中很多操控性的综合均衡来考虑(包括工艺技术与生产成本)，选择出操控性和研磨工艺技术均合乎采用明确要求、又能恰到好处地量材采用的塑胶品种也成为了结构雕塑家必不可少的能力。

塑胶的类型与优点

塑胶也像合金那样，类型多样，虽然已城市化的主要就类型只有三十多种，但分有又有很多官品；任一类型还可以透过助剂，例如重新加入石蜡或进一步增强合金材料和其他辅助合金材料或透过共混做成"钛"；或透过研磨工艺技术如定向拉伸、结晶、发泡等来获得新的操控性，以满足用户采用明确要求，这样大大增加了塑胶的类型多元性；一般按用途分为通用塑胶、工程塑胶与特种塑胶。

通用塑胶

通用塑胶一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑胶。现在流行五大通用塑胶的说法：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），它们都是热塑性塑胶。

聚乙烯(PE)

由乙烯聚合而成的聚乙烯是目前世界上热塑性塑胶中产量最大的一个品种。为白色蜡状半透明合金材料，柔而韧，稍能伸长，比水轻、易燃、无毒。按合成方法的不同，可分为高压、中压和低压三种，近年来还开发出超高分子量聚乙烯和多种乙烯共聚物等新品种。

聚丙烯(PP)

聚丙烯是六十年代发展起来的新型热塑性塑胶，是由石油或天然气裂化得到丙烯，再经特种催化剂聚合而成，是目前塑胶工业中发展速度最快的品种，通常为白色、易燃的蜡状物，比聚乙烯透明，但透气性较低。高频绝缘性好，机械强度较高，耐弯曲疲劳性尤为突出。可代替部分有色合金，广泛用于汽车、化工、机械、电子和仪器仪表等工业部门，如各种汽车零件、医疗器械(可进行蒸汽消毒)、管道、化工容器、工厂配线和录音带等。由于无毒，还广泛用于食品、药品的包装以及日用品的制造。

聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯是产量最大的热塑性塑胶之一，它无色、无味、无毒、透明，不孳生菌类，透湿性大于聚乙烯，但吸湿性低，在潮湿环境中也能保持强度和尺寸。具有优良的电操控性，耐辐射性强，表面易着色、印刷和合金化处理，容易研磨，适合于注射、挤塑、吹塑、发泡等多种成型方法。可用于包装、日用品、电子工业、建筑、运输和机器制造等很多领域。

ABS塑胶

ABS塑胶的主体是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物，是一种坚韧而有刚性的热塑性塑胶。有良好的模塑性、耐热、耐化学腐蚀性和表面硬度；三种组分的比例不同，其操控性也随之变化。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件等

工程塑胶

工程塑胶是指一类可以作为结构合金材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中采用的高操控性的高分子合金材料。一般能承受一定的外力作用，有良好的机械操控性和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良操控性，可以作为工程结构件的塑胶。也流行有五大工程塑胶的说法：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。

聚酰胺(PA)

聚酰胺塑胶俗称尼龙，是最早出现能承受负荷的热塑性塑胶，也是目前机械、电子、汽车等工业部门应用领域较广泛的一种工程塑胶。有很高的抗张强度和良好的冲击韧性，有一定的耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性。品种很多，主要就有聚酰胺-6、-66、-610、-612、-8、-9、-11、-12、-1010以及多种共聚物，在汽车、电气设备、机械部构:、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用领域。

聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯是六十年代初发展起来的—种热塑性工程塑胶，透过共聚、共混和进一步增强等途径，又发展了很多助剂品种，提高了研磨和采用操控性。有突出的抗冲击强度和抗蠕变操控性，较高的耐热性、耐寒性、稳定性和良好的成型性。主要就用作工业制品，代替有色合金及其他钛，制作高强度的零部件、螺丝、螺杆、安全帽、插头、插座等。

聚甲醛(POM)

聚甲醛是是—种没有侧链的、高密度、高结晶性的线型聚合物，通常为白色粉末或颗粒，具有综合的优良操控性，如高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、在机电工业、精密仪表工业、化工、电子、纺织、农业等部门均获广泛应用领域，主要就是代替部分有色合金与钛制作一般结构零部件，耐磨、耐损耗以及承受高负荷的零件，如轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮等。

特种塑胶

一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特定应用领域领域的塑胶。如氟塑胶和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特定功用，进一步增强塑胶和泡沫塑胶具有高强度、高缓冲性等特定操控性，这些塑胶都属于特种塑胶的范畴。

研磨工序及工艺技术

塑材配料

塑胶研磨所用的原料，除聚合物外，一般还要重新加入各种塑胶助剂(如发泡剂、阻燃剂、着色剂、黏合剂、进一步增强剂和石蜡等)，以改善成型工艺技术和制品的采用操控性或降低制品的生产成本。

塑胶成型

塑胶研磨的关键环节，成型的方法多达三十三种。主要就决定于塑胶的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。研磨热塑性塑胶常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等；研磨热固性塑胶一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。在这些方法中，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。

塑件接合

把塑胶件接合起来的方法有焊接和粘接。焊接法是采用焊条的热风焊接，采用热极的热熔焊接，以及高频焊接、摩擦焊接、感应焊接、超声焊接等。粘接法可按所用的胶粘剂，分为熔剂、聚丙烯溶液和热熔胶粘接。

塑件装配

用粘合、焊接以及机械连接等方法，使做成的塑胶件组装成完整制品的作业。例如:塑胶型材，经过锯切、焊接、钻孔等步骤组装成塑胶窗框和塑胶门。

机械研磨

借用合金和石材等的研磨方法，制造尺寸很精确或数量不多的塑胶制品，也可作为成型的塑胶研磨产品。

表面处理

我们结构设计产品的最终成型后对其表面处理是一个关键步骤，不仅是为了提升听觉美观，着实为了综合提升产品在外观、质感、功能等方面的价值，透过表面处理，可以改变合金材料的颜色、光泽、手感、粗糙度、采用寿命、耐划伤性、抗指纹性等操控性。通常有机械修饰、涂饰、施彩、镀合金、雕刻等三种形式。

一个完整的结构设计过程，取材在在每个结构设计步骤中都很关键，对于指定部件的取材，最主要就的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关合金材料操控性，同时还要考虑采用时的外界条件、采用方式方法、生产成本与经济效益等。塑胶因其类型多样且操控性可按需变化受到诸多结构雕塑家的称赞，希望本期小先师的分享可以让我们对塑胶有更深入的介绍，充分运用到自己的产品开发中。好了今天的分享就到这里了，我们下期再见！

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