《工程材料及成形工艺基础》教案 第九章 非金属材料成形.docx

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课题

第九章非金属材料成形

课时

8课时（360min）

教学目标

知识目标：

（1）掌握塑料的成形工艺

（2）掌握橡胶的成形工艺

（3）掌握陶瓷的成形工艺

（4）复合材料的成形工艺

素养目标：

发扬精益求精的工匠精神，养成严谨认真的工作态度

教学重难点

教学重点：塑料的成形工艺、橡胶的成形工艺、陶瓷的成形工艺、复合材料的成形工艺

教学难点：掌握非金属材料的成形工艺

教学方法

情景模拟法、问答法、讨论法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

问题导入

【教师】提出问题：

非金属材料的成形特点有哪些？

【学生】聆听、思考、回答

传授新知

【教师】通过学生的回答，引入新知，讲解塑料的成形、橡胶的成形、陶瓷的成形、复合材料的成形等知识

随着科学技术的发展，非金属材料已越来越多地应用在国民经济各个领域，其成形技术也得到了快速发展。非金属材料与金属材料在结构和性能上有较大差异，其成形特点也与金属材料的成形有着众多的不同，具体如下。

非金属材料可以是流态成形，也可以是固态成形，工艺灵活多样。例如，塑料可以用注射、挤塑、压塑成形，还可以用浇注和黏结等工艺成形；陶瓷可以用注浆成形，也可以用注射、压注等工艺成形。

非金属材料的成形通常是在较低温度下完成的，成形工艺较简便。

非金属材料的成形一般要与材料生产工艺相结合，如陶瓷应先成形再烧结，再如复合材料通常是固态的增强料与呈流态的基料同时成形等。

第一节塑料的成形

工程塑料在一定的温度和压力下，可以用模具使其成形为具有一定形状和尺寸的塑料制件。当外力解除后，在常温或一定温度范围内其形状保持不变。

塑料的成形工艺主要包括注射成形、挤出成形、压制成形、吹塑成形和压延成形等。

一、注射成形

注射成形简称注塑，是热塑性塑料的重要成形工艺之一，几乎所有的热塑性塑料都可以用此工艺成形。近年来，注射成形还成功地应用于某些热固性塑料，如酚醛塑料等。注射成形制品约占塑料制品总量的30%以上。注射成形是通过注射机来实现的，注射机有多种形式，最常用的是柱塞式和螺杆式两种。

【教师】利用多媒体展示“注射成形原理图”图片（详见教材），并进行讲解

注射成形的原理如图所示。

进行注射成形时，先将粉粒或粒状塑料原料经漏斗放入料筒，加热融化后用注射柱塞慢慢施加推力，通过喷嘴注入闭合模具，直至注满为止。冷却后打开模具，即得成形的塑料制品。

……（详见教材）

二、挤出成形

挤出成形简称挤塑，因其生产过程是连续的，故生产效率较高，是热塑料成形中用途最广、占比最大的一种加工工艺。

【教师】利用多媒体展示“挤出成形原理图”图片（详见教材），并进行讲解

挤出成形的原理如图所示，挤出成形过程总体可分为两个阶段：第一阶段是使固态塑料塑化（即使塑料转变成黏流态），并在加压情况下使其通过特殊形状的模口而成为截面与模口形状相似的连续体；第二阶段是用适当的处理方式使挤出的黏流态的连续体转变为玻璃态的连续体，即可得到所需型材或制品。

三、压制成形

压制成形简称压塑，是塑料加工生产中最传统的加工工艺，通常用于热固性塑料的成形。压制成形是将称量好的原料置于已加热的模具型腔内，通过压机压紧模具加压，塑料在型腔内受热塑化（熔化）流动并在压力下充满型腔，同时发生化学反应而固化得到塑料制品的过程。

【教师】利用多媒体展示“模压机结构示意图”图片（详见教材），并进行讲解

如图所示为模压机的结构示意图。

压塑的过程包括加料、闭模、排气、固化、脱模和吹洗模具等。与挤塑和注塑相比，压塑设备、模具和生产过程控制较为简单，并易于生产大型制品。但此工艺生产周期长、效率低，较难实现自动化，且工人劳动强度大，难以成形厚壁制品及形状复杂的制品。

四、吹塑成形

【教师】利用多媒体展示“吹塑成形原理图”图片（详见教材），并进行讲解

吹塑成形简称吹塑，又称中空成形，属于塑料的二次加工，是制造空心塑料制品的工艺。吹塑生产过程是先用挤塑、注塑等工艺制成管状型坯，然后把保持适当温度的型坯置于对开的阴模模腔中，将压缩空气通入其中将其吹胀，紧贴于阴模内壁，两半阴模构成的空间形状即制品形状。吹塑成形的原理如图所示。

……（详见教材）

五、压延成形

【教师】利用多媒体展示“压延成形原理图”图片（详见教材），并进行讲解

压延成形是生产热塑性塑料薄膜和片材的主要工艺。压延成形时，将黏流状态的塑料通过一系列相向旋转的水平辊筒间隙，使塑料承受挤压和延展作用而成为连续片状制品，其工作原理如图所示。

第二节橡胶的成形

橡胶与塑料的不同之处在于橡胶在室温下处于高弹性状态。橡胶在较小的载荷作用下，能产生很大的变形，当载荷取消后又能很快恢复到原来