产品设计中塑料应用研究

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1、产品设计中的塑料应用研究   【摘 要】塑料已经成为当前的四大支柱材料之一，在产品设计领域也有着极其广泛的应用。本文从产品设计中常用的塑料种类及其特性、塑料成型方式和塑料二次加工三个方面对产品设计中的塑料应用进行了较为详尽的研究。   【关键字】产品设计 塑料特性 成型方式 二次加工   如今，人们日常生活中随处可见各式各样的塑料产品，清晨起来用到的牙刷、上班乘坐的交通工具、使用的电脑等等，几乎随处可见塑料的影子。资料表明，当前世界塑料总产量已超过1.5亿吨，塑料已和钢铁、木材、水泥并列成为四大支柱材料。在产品设计领域，塑料也成为设计师为实现其创意形态而首选的材料之一。然而塑料在产品设计中的

2、应用具体又有哪些方面呢？相关研究表明，产品设计中相关塑料知识按重要性从高到低排列依次为塑料种类及其特性、塑料二次加工、塑料成形方式、塑料模具设计和塑料制品设计[]。基于此，下文将从产品设计中常用的塑料种类及其特性、塑料成型方式和塑料二次加工三个方面对产品设计中的塑料应用进行较为详尽的研究。一、 产品设计中常用塑料及其特性   产品设计中，材料是影响产品外观的一个重要因素。在确定塑料为产品设计材料时，设计师应当根据实际情况选用恰当的塑料品种。然而塑料是一个有极为广泛意义的术语，包括30多种基本材料，接近38000种配方，并且这一数量仍在不断变化[]，但是大多数的产品设计中实际选用的塑料品种只是

3、塑料总体数量的一小部分。研究发现，产品设计中常用的塑料按频率由高到低依次为：ABS树脂、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚碳酸脂PC、聚氯乙烯PVC和压克力树脂PMMA；其中ABS树脂在产品设计中的重要性和使用频率又明显超过其他五种，是产品设计中最常用也是最重要的塑料。而塑料特性按重要性由高到低依次为：热变形温度、冲击强度、弯曲强度、耐候性、透明度、燃烧性、硬度、抗溶剂性、光泽度、抗张强度以及导电率和电阻率[1]。该六种塑料的重要特性及其用途如表一所示。表一：产品设计常用的六种塑料之重要特性及用途名称及种类重要特性用途ABS树脂（无定形热塑性塑料）乳白色、半透明、良好的抗拉强度、耐冲击性能、流动性能

4、、表面硬度、刚性、耐热性、低温性能和电性能，成本适中设备壳体、排水管道配件、汽车缓冲板材、头灯罩、电冰箱（柜）门内衬胆、行李箱、支承物品、电动工具和家具面层等聚丙烯PP（半结晶热塑性塑料）低成本日用塑料；密度最低的塑料；性能均衡，集电性能、耐热性、刚性、韧性、耐化学药品、尺寸稳定性、表面光泽性和熔体流动性于一体，且弯曲疲劳强度特别高；收缩率大、耐磨性较差、易低温脆化PP铰链；仪器设备中的管材、搅拌器和泵壳体等；汽车风扇罩、风扇叶片、门板和坐席框架等；医疗器具、行李箱、玩具、包装用品和家用器具等聚乙烯PE（半结晶热塑性塑料）旋转模塑行业使用的主要原料；低成本日用塑料、品级柔软；耐药品、水，电气

5、绝缘性能良好；耐热及接触印刷差玩具、盖罩、外壳、包装材料、旋转模塑箱、医疗设备、管材、大型容器、教室桌椅、户外家具、桶、容器和家用器具等聚碳酸脂PC（无定形热塑性塑料）淡黄透明、优越的冲击强度、尺寸稳定性好、模塑收缩率低、耐蠕变性好、耐热性高、良好的电性能和自熄性、废旧料可回收再利用；耐油和油脂性差、疲劳强度低、缺口敏感性高、易开裂器械和工具壳体、电话、电视和船舶部件；汽车尾板、指示灯、头灯支承固定装置、仪表板、装饰带和外壳体部件；交通指示灯罩、光学透镜、微波炉器皿等聚氯乙烯PVC（半结晶热塑性塑料）可以配料，良好的刚性和柔韧性，光学、加工和绝缘性能良好，耐热性低、有一定的毒性仪器设备、体育

6、用品、电视机和电动机箱部件、管材配件、玩具、餐具、鞋后跟、信誉卡等压克力树脂PMMA（无定形热塑性塑料）突出的光学透明性、良好的耐候性、机械强度、电性能和耐化学药品性能、硬度85-105HRM、优良的绝缘性能、燃烧速度慢且不产生火花、易受强腐蚀溶剂腐蚀设备面板、旋钮和壳体、汽车透镜、街道荧光灯、户外标牌、船舶风挡、刻度盘、仪器仪表盘、铭牌、窗户等资料来源：本研究搜集整理二、 常用的塑料成型方式   在选择塑料产品的成型方式时，应当根据塑料的种类（热塑性或热固性）以及产品的成本要求（产品成本的粗略估算：原材料成本×系数＝产品成本[2]）选用合适的成型方式。在产品设计中，常用的塑料成型方式按使用

7、频率由高到低排列依次为注射成型、压制成型、挤出成型和吹塑成型。表二列出了此四种成型方式之简述及相关产品设计指南。表二：产品设计常用的四种塑料成型方式及相关产品设计指南指南项注射成型压制成型挤出成型吹塑成型简述先将粉状、粒状或纤维状等塑料放入成型温度下的模腔中，然后闭模加压使其成型并固化将粒状塑料从料斗送入料筒，柱塞推进将塑料推入加热区加热，在分流梳里熔化并调节流量，然后通过喷嘴将熔融的塑料注入模腔，冷却后打开