加工新技术-高分子成型加工大作业研究报告.doc

材料加工新技术-高分子材料成型加工 课程大作业 学生 姓名： 学生 学号： 专业 方向： 研究生导师： 完成时间：2015年12月2日 高分子材料成型加工的发展趋势 前言 高分子材料只有通过加工成型获得所需的形状、结构与性能， 才能成为具有实用价值的材料与产品。高分子材料加工成型是一个外场作用下的形变过程，其技术与装备在很大程度上决定了最终材料与产品的结构与性能。高分子材料加工成型过程节能降耗、废旧制品循环利用、可再生资源替代是发展趋势，研宄与探索高分子材料加工成型新方法、技术及装备对推动高分子材料产业及相关制造业的发展具有重要意义，同时可丰富和发展我国高分子产品先进制造理论及其应用。从以下三个方面说明: 1 材料 随着生产和科技的发展，以及人们对知识的追求，对高分子材料的性能提出了各种各样新的要求。所以现在高分子制品正朝着高性能、高精度、高效率、低成本的方向发展，随之而来的是对注塑成型方法和工艺设备提出“精密、高效、节能”的迫切要求。 1.1精密上：挤出成型和注射成型是两种最主要的塑料加工成型方法。其中挤出成型主要用于连续加工具有相同截面形状和尺寸的塑料制品，生产率高，投资少见效快。但与注射成型相比，其加工制品精度低的缺陷大大限制了挤出成型的应用范围。挤出制品的精密化是挤出成型未来发展的重要方向，精密挤出一方面可以拓宽挤出制品的应用领域，更重要的是精密挤出大大减少了树脂的浪费，降低了生产成本。[3]但是目前精密加工所能达到的加工精度距加工的极限还有相当的距离。国外有人声称已开发了以原子级去除单位的加工方法，但目前还未在实际生产中得到应用。为了促进精密加工技术的发展，可以在下面几个方面来研究精密加工： (1)基于新原理的加工方法努力开发加工单位极小的精密加工方法，必须在加工机理的本身就使其误差分散在1nm以下的水平。目前加工单位比较小的加工方法主要有弹性破坏加工、化学加工、离子束加工、电子束加工、等离子体加工等。(2)开发精密的机械机构不论是加工装置还是测量装置，都需要精密的机械机构，包括导轨、进给机构及轴承等，超精密空气静压导轨是目前最好的导轨，其直线度可达(0.1-0.2)um/250mm,通过补偿技术还可以进一步提高直线度，但是它没有液体静压导轨的刚性大。同时，由于空气静压导轨的气膜厚度只有10um左右，所以在使用过程中，要注意防尘。另外，在导轨的设计中，还可以用多根导轨并联来均化气膜的误差.(3)开发高精度的测试系统在目前的超精密加工领域中，对加工精度的测量主要有两种方法；激光检测和光栅检测.(4)开发适用于精密加工并能获得高精度、高表面质量的新型材料例如最近开发超微粉烧结金属、非结晶金属、超微粉陶瓷、非结晶半导体陶瓷、复合高分子材料等。只要在上述的一个方面取得发展或突破，必将导致精密加工技术的高速发展。 1.2高效与节能上：改善加工工艺，缩短成型加工流程。例如塑料激光烧结成型技术【1】：激光烧结成型技术是使用CAD辅助技术对塑料进行加工处理。可以有效的节约生产模具方面的成本结算。比注塑技术更加环保节能, 对于零部件的生产方面有更加出色的表现, 是一种极具发展潜力的塑料成型技术。例如动态挤出成型：聚合物动态挤出方法是通过螺杆的轴向振动最早将振动引入到聚合物塑化挤出全过程的动态成型方法。振动力场的已入使物料热机械历程缩短30%。加工温度降低20℃以上，加工能耗降低30%以上.还有动态注射成型：动态注射成型是脉动压力诱导注射成型的方法，振动力场被引入到塑化、注射冲模及持压全程，使冲模压力可减小到20%以上，加工温度降低20℃以上。 2 设备 随着高分子制品的发展，对加工设备提出了更多要求，成型加工设备趋于微型化，巨型化和节能化发展。 2.1微型化【2】：随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，产生了新世纪产业需求的微机电系统(MEMS)技术。微机电一直是这几年备受瞩目的研究方向，在光通讯、3C、生化等产业的快速进步中已可看出，产品体积持续小型化、轻量化、功能更多样化，加上IC的制程纳米化技术的纯熟，微细化零组件的生产制程将有急迫性的需求。对微制造技术的运用预期年增长速度是20%。微注塑产品的应用（1）在微驱动器、微传感器、微机器人及微型卫星等微器件（2）微机械制件：电动齿轮控制器、多纤维柱塞、微垫圈、辊子、微热交换器、微齿轮和齿轮机架、注模相互连接设备、电子零件、表芯、微机电组件、微模片泵、液体分离器等等。微小化可以为我们带来很多的利益如：提高制品的附加值；提高原料的利用率；提高制品的精度； 缩短周期、提高生产率；易实现大批量低成本生产；扩展塑料制品应用领域等。（3）微