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塑料加工(6篇)

时间: 2024-01-01 栏目:公文范文

塑料加工篇1

关键词:塑料模加工;电火花线切割;特殊方法

一、引言

数控电火花线切割加工是一项涉及多门学科的综合性技术,是模具制造中的主力装备。成型塑料制品的模具简称为塑料模具,塑料模具生产的塑料制品在机械、电子工业中有着广泛的应用。在金属加工中,数控电火花线切割始终是塑料模加工的利器。不论是动模、定模、零配件,还是特殊加工场合,只要编制出正确的数控程式,电火花线切割定会在塑料模加工中发挥出越来越重要的作用。

二、数控电火花线切割的特点

因为数控电火花线切割是数字系统控制下直接利用电能加工工件的一种方法,因此与其他加工方式相比有自己独立的特点:

(1)直接利用线状的电极丝作电极,不需要制作专用电极,可节约电极的设计、制造费用。

(2)可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件。对不同的工件只需编制不同的控制程序,对不同形状的工件都很容易实现自动加工,很适合小批量形状复杂零件、单件和试制品的加工,且加工周期短。

(3)利用电蚀加工原理,电极丝与工件不直接接触,两者之间的作用力很小,故而电极丝、夹具不需要太高的强度。

(4)传统的车、铣、钻加工中,刀具硬度必须比工件大,而数控电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬,可节省辅助时间和刀具费用。

(5)直接利用电、热能进行加工,可以方便地对影响加工精度的加工参数(脉冲宽度、间隔、伺服速度等)进行调整,有利于加工精度的提高,便于实现加工过程的自动化控制。

(6)工作液一般采用水基乳化液或纯水,成本低,不会发生火灾。

(7)利用四轴或五轴联动,可加工锥度、上下面异形体或回转体等零件。

(8)由于极丝比较细,可以方便地加工微细异形孔、窄缝和复杂截面的型柱、型孔。由于切缝很窄,实际金属去除量很少,材料的利用率很高。对加工、节约贵重金属有重要意义。

(9)采用移动的长电极丝进行加工,使单位长度电极丝的损耗较少,从而对加工精度的影响比较小,特别在慢走丝线切割加工中,电极丝一次性使用,电极丝损耗对加工精度的影响更小。

正是由于电火花线切割加工有许多突出的特点,因而在国内外发展都很快,在塑料模具加工中已获得了广泛的应用。

三、数控电火花线切割在塑料模加工中的应用场合

1、数控电火花线切割在动模和定模加工中的应用

在塑料模具中,动模和定模是塑料模具的主要组成部分。动模也称型芯或凸模,是成型塑件内表面的模具零件,多装在注塑机的动模板上。定模也称型腔或凹模,是成型塑件外表面的模具零件,多装在注塑机的定模板上。动模和定模通常都要经过淬火处理,硬度极高,一般加工方法难以加工,特别是小孔与异型孔。数控电火花线切割在动模加工中的应用常有镶件孔、顶针孔、司筒孔、斜顶孔等的加工。在定模加工中的应用常有镶件孔、镶针孔等的加工。见图一:数控电火花线切割在动模加工中的应用;图二:数控电火花线切割在定模加工中的应用。

2、数控电火花线切割在工具电极加工中的应用

在塑料模具中,特别是动模、定模有许多微小的地方刀具不宜加工,或者形状较复杂的面,这时就需要制作工具电极,采用电火花成型加工。工具电极苦有细异形孔、窄缝和复杂斜面的型柱、型孔,刀具不宜加工,就必须使用数控电火花线切割机床进行切割成形。由于铣刀总存在着半径R,在要求尖角的模具中,电极也常常要用数控电火花线切割进行清角。清角加工充分利用了电极丝R小,可变锥度大的优点。如图三:数控电火花线切割在工具电极加工中的应用。

图三:数控电火花线切割在电极加工中的应用

在电极的切割过程中,切记要考虑电极成型时所用的火花位。一般匀有粗、精电极两种,放电火花位分别约为单边0.15MM、0.05MM;在大型工件加工中还需要用到粗中精三个电极,放电火花位分别约为单边0.3MM、0.15MM、0.05MM。在加工孔时,补正值要减去单边放电火花位,也即将孔割大双边两个火花位。如加工一个10MM的孔,若火花位为单边0.3MM,则加工后的孔的尺寸为10.6MM。在加工外形时,补正值也是要减去单边放电火花位,也即将电极外形双边割小两个放电火花位。如加工一个10MM*10MM的正方柱,若火花位为0.3MM,则加工后的尺寸为9.4MM*9.4MM。

3、数控电火花线切割在零配件加工中的应用

数控电火花线切割在零配件加工中的应用常有:动模定模镶件、斜顶、滑块、销钉孔、以及一些耐磨板、压板压条等。

零配件加工时常常也考虑配合间隙,一般取值的规则是将镶孔割大0.003~0.005MM,而镶件照正常数据加工。或者在不知镶孔大小的情况下将镶件单边放大0.003~0.008MM,以免镶件过小不能使用。在斜度镶件加工时,底部顶部一般都放长1MM左右。因为在装配时可以把镶件装得很紧,不留一点缝隙,多余的部分可以用铣刀或钞轮加工去掉。

四、数控电火花线切割在塑料模加工中的几种特殊应用方法

1、数控电火花线切割在顶针孔加工中的应用方法

顶针是塑料模中最简单的脱模零件,常设计在脱模阻力较大的部位。顶针孔就是供顶针通过到达产品内表面,顶出产品的通道。

一般模具中顶针孔都较多,在线切割中穿丝频繁,故适宜带有自动穿丝的慢走丝机床加工。在编程软件上也适宜选用带有多件编程的软件进行程序编制,如台湾的统达软件。该软件能一次框选所有顶针孔,只需一次设置加工参数或条件,就能自动生成所有顶针孔的加工程式。不像有些软件,对顶针孔的加工需要一次又一次的选择顶针孔或加工参数及条件。在顶针孔的加工时,第一个顶针孔的大小往往需要进行试配。如果最后一次加工顶针仍然放不进去则要进行二次重割。重割时将程序的第一刀删除,第二刀补正值不变,第三刀补正值略加。如果能进去一小半,则第一刀、第二刀匀删除,第三刀补正值略加。这是一个经验积累的工作,往往要多次才能取得合适的配合补正值。

2、数控电火花线切割在斜顶孔加工中的应用方法

斜顶也是塑料模中常见的一零件,它常常是成对的在动模左右两边出现。斜顶孔也就是斜顶顶出的通道。斜顶孔一般都有斜度,而且它的斜度是两边同向而斜,两边为直身,不同于一般的斜度工件加工。在编程时切记要小心,分清楚它的斜向,注意检查程式中的偏斜代码与偏斜值正负。

3、数控电火花线切割在上下异形件加工中的应用方法

上下异形是指工件的上端与下端形状不一样,如上端为一个圆,下端为一正方形。如图四:数控电火花线切割在上下异形加工中的应用。

在编写这个应用的程式时,应以两点隔开,前面的程式是下面的形状(正方形),后面的程式是上面的形状(圆形)。它为一个复合程式,是将上下两个程式并在一起走,下面数据走X、Y轴,上面的数据走U、V轴。

图四:数控电火花线切割在上下异形加工中的应用方法

4、数控电火花线切割在斜导柱孔加工中的应用方法

斜导柱是抽芯滑块中的一个零件,斜导柱孔也就是导柱斜向通过的通道。由于是圆孔,又有单向斜度,常是线切割加工中的难题。如图八:数控电火花线切割在斜导柱孔加工中的应用方法。

斜导柱孔简单加工方法是用辅助夹具进行辅正加工,采用一条边线碰数或画线取数加工,故该方法加工精度低不准确,采用软件分析处理才是较合理的加工方案。在编程取数时切记要小心,在它的程式面上是一个椭圆,而不是一个标准圆。它的程式上实际上就是两个椭圆的上下异形程式。

五、总结

与其他加工形式相比,数控电火花线切割有许多无可替代的优势。在塑料模加工中,数控电火线切割广泛应用于动模、定模、电极以及零配件。尤其在特殊加工场合,只要能编制出正确的数控程式,电火花线切割定会在塑料模加工中发挥出越来越重要的作用。

参考文献:

塑料加工篇2

模具设计完成后,都可能会存在侧滑块机构、斜楔机构、镶件等结构,在数控铣床加工过程中,需要将不必加工的部分进行修整,以保证UG在数控加工刀路中不会出现多余的刀具路线,这时我们可以使用UG中的同步建模功能,包括删除面、替换面、拉处面、移动面、偏置区域等命令,对模型进行必要的修改,方便数控加工,图1为模具设计人员完成的型腔部分。其中镶件部分采用同步建模方式进行修整,便于数控加工,图2为同步建模修整后的模型。

2利用UG加工模块对型腔零件进行数控加工

一般情况下,塑料模具的尺寸精度和表面质量要求会很高,才能达到注塑后产品的尺寸要求以及外观质量要求,在加工的过程中往往要对毛坯进行粗加工,半精加工和精加工。

2.1型腔铣对型腔进行粗加工型腔铣主要用于去除垂直于固定刀轴平面的大量毛坯余量,通常用于移除模具型腔与型芯、凹模、锻造件和锻造件上的大量材料。图3采用型腔铣生成的加工刀路。

2.2剩余铣对型腔进行半精加工剩余铣主要用于移除上一步所加工的遗留的未加工材料。图4为剩余铣生成的加工刀路,主要为后面的精加工做准备,在剩余铣的设定当中,需要设置参考刀具,以便于针对于特定的加工区域进行加工。

2.3等高轮廓铣对型腔侧壁进行精加工等高加工轮廓用于加工零件的侧壁,用于半精加工或精加工,图5为型腔两滑块侧壁的精加工。

2.4底面和壁对型腔底面进行精加工模具底平面为与型芯配合的表面,需要进行精加工,以便在合模过程中能紧密接触,对较大底面加工时应采用直径较大的立铣刀,以便提高加工效率,图6为采用φ16立铣刀精加工较大平面;图7为采用φ6立铣刀精加工型腔内部小平面。

2.5固定轮廓铣对型腔曲面进行精加工固定轮廓铣用于精加工曲面形状,常用的驱动方式有边界、曲线/点、螺旋式、边界、区域铣削、曲面、流线等。型腔曲面轮廓为成型塑件的外观表面,在加工中需要精度较高。因此,在对其加工时采用半精加工和精加工,并且半精加工时选择加工方向与X轴夹角为45度,精加工时加工方向与X轴夹角为135度,以降低在加工中机床精度对曲面表面质量的影响。图8为底面曲面轮廓的半精加工,图9为底面曲面轮廓的精加工。

2.6多刀路清根对型腔进行清角加工在型腔加工过程最后需要清除在拐角处,岛屿与型腔之间,岛屿之间的少量多余毛坯,以确保加工后零件的表面质量,UG中给出了三种清根方式,分别为:单刀路清根、多刀路清根和清根参考刀具。图10这里采用多刀路清根,以保证清根彻底和保护刀具的作用。

3利用UG加工模块对型腔零件进行刀路模拟演示

UG加工模块中刀轨确认中包括刀轨的3D动态演示和2D动态演示,我们可以通过刀轨的演示来确保加工过程中刀具轨迹的正确性。图11为刀轨2D演示过程,图12为刀轨的2D动态演示结果图形。

4利用后处理器生成数控机床NC文件

确定好加工方式与加工路线,UG后处理器可将刀具轨迹生成数控机床识别的G代码文件,通过传输软件,实现数控机床在线加工。

5结束语

塑料加工篇3

关键词:塑料瓶盖模具设计加工工艺

中图分类号:TQ32文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)02(c)-0087-02

伴随着中国经济的飞速发展,现代塑料成型技术也得到了长足的发展,其中影响塑料成型生产最关键的三大因素是:高精度的模具、合理的加工工艺方法、高效快速的成型设备。高精度的塑料模具是保证合理的加工工艺方法的实现、保证塑料件的质量的关键因素。先进的制造设备只有配备高精度且合理的模具才能完全发挥设备的效能,当今一般塑料产品的更新换代都以生产模具的更新为基础的。

该文将以塑料瓶盖的模具设计为重点,阐述当今模具设计的一些技术特点。在塑料瓶盖的模具设计中以完整内螺纹式瓶盖最常见,其对模具设计要求也较高,由于其内腔结构复杂,加工精度也较高,需使用先进CAD/CAE技术,配合高精度的加工设备才能达到设计要求。

1塑料件结构分析

该设计为完整内螺纹式瓶盖,其效果图如图1所示,其塑件总高50mm,整体壁厚2.5mm,外径为30mm,内外壁有拔模斜度,内径螺距为5mm。可选用较常用的聚乙烯(PE)材质制造。内螺纹式瓶盖与瓶身配合时需具有良好的密封性能,不会产生泄漏。

对于完整内螺纹式瓶盖一般有以下几种成型方法:(1)采用强制脱模的形式,此方法会导致脱模困难,且内螺纹变形严重,产品的合格率也会随之降低。(2)采用活动螺纹型芯的模具进行手动脱模,此方法形式结构较简单,但生产效率较低,人工成本较高,不适用于大批量生产。(3)采用自动脱螺纹技术,此方法结构适中,生产效率高,人工成本低,可适用于大规模批量生产。

完整内螺纹式瓶盖设计属于大批量生产,一般都采用一模多腔。综合开始模具的加工费用等因素,采用一模16腔的模具形式来制造。浇注采用热流道浇注模式,点浇口进料,在动模装置那需设置型芯固定板和推板。

2塑料瓶盖的模具设计

在做模具设计时,一般应使设计基准与加工基准一致,这样可减少由于尺寸的累积而造成的加工误差。如关键的加工尺寸的定位基准不统一,在加工制造过程中需确定加工基准,需进行相应的尺寸精度换算,消除在加工工程产生的误差,一般要求机械设计员需了解相应的加工工艺。

根据客户的需求和上文所述的塑料件的结构分析,模具设计装配图如图2所示。

2.1浇注口设计

由于此模具采从模具中心进料,从而利于塑胶填充性能增腔,排气性也较好,在分模时较易实现现有浇注系统冷凝料与塑浇件的切断功能,此方法生产效率较高,所以浇铸系统采用点浇口浇注。因为塑料瓶盖的全螺纹部位需与瓶身上部的螺纹口相配合,为保证螺纹的高强度性,需增加螺纹部分的壁厚来满足性能,为防止在注塑过程出现气泡、表面变型等缺陷,需将相应的点浇口设置在塑胶件的底部中心的位置,此方法可提高塑胶件的流动性,提高注塑件的尺寸稳定性,从而提高产品的质量。

2.2限位机构设计

此拉杆限位机构比较常用,其是利用螺纹的连接性能来实现定距分模的,结构工艺性较好,其常用来分模时的定距定量。工作时,上卸料板(3)与流道板(4)分开,动模部分也随之往后移动,在拉杆的作用下使上定模板(2)与上卸料板(3)也随之分离,将流道里的一些冷凝料取出,动模部分将随之往后移,在小拉杆端面限位的作用下,使上定模板4(2)与垫板(10)分开,完成相应的脱模动作。

2.3螺纹旋转分离结构设计

螺纹旋转分离结构设计是利用塑料零件上的螺纹旋转从而带动轴向移动的方法实现塑件脱模的,在推板的作用下将塑件自然顶出。其工作过程是:在主轴(17)轴向移动下,其连接的太阳轮(15)也随之转动,从而啮合行星轮(9)转动,通过行星轮(9)的转动从而带动行轮轴的传动,在导向螺纹套(12)的作用下,使塑件与向配合的螺纹分离,达到塑件脱模的目的。

3塑料瓶盖的加工工艺分析

3.1加工工艺对模具质量的影响

选择合理的加工工艺对模具质量有着极其重要的影响,如加工细长轴、薄厚较薄的支撑件时、若装夹的位置不当,在加工时会导致工艺的变形,从而导致尺寸超差,影响模具的质量。以下阐述的是模具加工过程中常出现的几个典型问题。

(1)在加工模具型腔和型芯倒圆角时,若进给量过大时会留下较深的粗刀痕,这些刀痕一般会产生应力集中,在淬火加回火时会形成微小裂纹,在装配至注塑机上工作时,由于使用时间较长会产生裂纹扩展现象,从而导致工件断裂。

(2)工件的热处理工艺对模具质量的影响也较大,如在工件淬火会影响工件的尺寸,在精加工时需考虑其淬火变形的导致的余量不足问题。如在切割T10等碳钢工件时,由于其材料本身的淬透性能较差,其淬火的位置对工件整体的精度影响比较大,选择不合适的淬火位置会导致工件变形严重大。

3.2塑料瓶盖模具材料的选用

选择模具材料时需综合考虑模具的使用工况和加工工艺,一般此类热作模具的材料常选用5CrMnMo和5CrNiMo等材料,但由于其材料的合金含量不高,当工件模具的尺寸大于300mm时,其淬透性较差,心部会出现不能淬透的情况,所以此类材料一般适用于尺寸较小的模具中,若模具尺寸较大,且形状较复杂一般选用5Cr2NiMoVS和3Cr2MoVNi等材料。

3.3塑料瓶盖模具的合理加工工艺

塑料瓶盖模具加工工艺的基本要求是减少工件变形和加工误差,避免由于应力集中而产生的裂纹。如在加工细长轴或薄壁零件时应增加支撑点来保持工件的加工刚度。其他需要注意的情况如下。

(1)在加工塑料瓶盖模具的型芯倒圆角时,一般在粗加工后留有足够的余量,一般余量取0.5~1mm,再进行后续半精加工和精加工。留有足够的余量是保证工件在热处理后能够有足够的尺寸余量来精加工。

(2)在精磨加工时一般选用粘结性差和切削力强的精砂轮,在砂轮机上空跑几次后清磨;减小磨削进刀量和使用合适冷却剂,在精磨后一般需进行回火处理,保证工件的尺寸稳定性。

4塑料瓶盖的常见质量问题分析

塑料瓶盖在注塑模加工过程中,常由于模具、材料和设备等原因导致零件出现飞边、缺料等现象,增加零件的不合格率。常见的质量问题如下。

4.1缺料

一般在塑料加工过程中,由于模具的型腔填充不满,从而造成零件的外形与设计不符的现象叫缺料。

(1)工艺方法

导致塑胶件缺料的工艺因素很多,其中最重要的原因是填充压力小,注射时间短和模具温度低三个因素造成的。填充压力小时,注塑机在注塑成型时,会导致型腔的压力不足,塑胶很难填充满整个型腔,从而导致零件缺料;注射时间短也会导致塑胶未完全充满型腔,导致零件缺料;模具温度低,会加速塑胶凝固,液体流动性减小,也会导致塑胶不能充满整个型腔,造成缺料现象。

(2)设备原因

导致塑胶件缺料的设备原因主要是射嘴部分,一般为射嘴堵塞,一般方法是清理射嘴可以解决;射嘴漏胶也会导致缺料,此类故障一般需更换射嘴。

(3)模具原因

一般由于模具内部排气不通畅造成的,由于型腔内积累的空气无法排出,会造成塑胶填充量不足,从而导致缺料,采取的措施是降低塑胶的充填速度或在模具上增加相应的排气孔。

由于热流道堵塞或流动不平衡造成塑胶熔料流动不顺畅,造成零件的缺料,一般采取的措施是提高缺料产品相对应的热浇流道温度,并使用精致且干净的原料。

4.2飞边

飞边一般发生在模具的分型位置上,如:模具的分型面、滑块的配合位置、镶件的侧隙、推杆的孔隙等地方。当溢料问题不及时解决将会飞边扩大。镶件侧隙和推杆孔隙产生的溢料会使塑胶件卡在模具上,影响分模。

(1)工艺方法

一般由于注塑机的注塑压力过大或注塑的速度较快的原因造成的。由于其模具型腔内的高压高速导致模具的张力增加产生溢料的现象。一般解决的措施是延长注塑的时间和保压时间。

(2)设备方面

机器自身合模力不够。导致模具不能正常压紧,一般在选择注塑机型号时,机器所标定的的额定合模力一般须大于注射成型件轴向横截面积在注射时所形成的张力,否则将造成脱模,形成飞边。当注塑机的合模装置调节不合适会产生合模不均衡、模具自身的平行度不够也会造成飞边现象。

(3)模具原因

一般是由于模具的设计不合理所造成,此问题很难解决,需重新设计模具。

4.3缩水

塑料缩水现象主要是因为由于体积收缩,壁厚处的表面原料被拉入,冷却后在成品表面出现凹陷痕迹。缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的,大多发生于壁厚处。

(1)工艺方法

注塑机注塑的速度和保压时间较少,使得塑胶件的的流动性不足,首先进入模具型腔的塑胶件冷却较快,无足够的保压时间来进行补缩,一般解决的措施是采用更高的注塑压力。

(2)模具原因

塑料瓶盖的模具内部的排气不通畅,也会导致型腔内有多余空气不能排除,需要补缩的塑胶也较少,零件的收缩较大,一般措施为对模具进行维护保养和增加排气口。

5结语

该文着重介绍了塑料瓶盖的模具设计与加工,其模具结构比较简单,紧凑且加工成本较低,其合理的限位结构和螺纹旋转分离结构是该文的设计亮点,通过相应的可靠性分析,此模具结构适用于大批量生产,且经济效率较高。对塑料瓶盖的加工工艺分析和典型的质量问题分析进行阐述,合理的运用这些成熟的加工工艺方法可提高塑料瓶盖模具生产效率,也是公司持续发展,取得较好的经济效益的前提条件。也对提高劳动生产率、降低生产制造成本有着深刻的意义。

参考文献

[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1995.

[2]王兴天.注塑工艺与设备[M].北京:化学工业出版社,2010.

塑料加工篇4

为加快推进我省塑料行业转型升级,引导塑料产业健康发展,进一步提升行业规模实力、国际市场竞争力和品牌影响力,特制定本规划。

一、“十二五”发展回顾

(一)主要成就

1.规模效益居全国前列。

“十二五”时期,我省塑料行业快速发展,各项主要经济指标位居全国前列,成为全国塑料原料、设备、制品、科技等领域的重要基地。按新统计口径,全省塑料行业规模以上企业由2012年的1218家增加到2015年的1329家,年均增长2.95%;累计实现主营业务收入由2012年的1600.7亿元增加到2015年的2332.83亿元,年均增长13.38%;利润总额由2012年的112.8亿元增加到2015年的148.2亿元,年均增长9.52%;利税总额由2012年的168亿元增加到2015年的229.67亿元,年均增长10.99%。2015年底,全省塑料行业规模以上企业累计实现主营业务收入全国排名第二位,仅次于广东;实现主营业务收入、利润、利税、出口同比分别增长8.46%、3.44%、4.33%和-8.83%。

2.重点支柱产业和产品优势明显。

农用薄膜、编织制品、管材、土工合成材料、一次性塑料手套、塑料绳网等为山东省塑料制品的重点支柱行业,生产总量均列全国第一。在全部塑料制品总产量中,编织制品占比超过30%,管材、薄膜等分别占比13-16%,比重相对较大。塑料制品生产和塑料加工专用设备制造相对发达,塑料树脂及共聚物有较好基础;挤出类产品生产设备有比较优势。随着市场范围的不断开拓,部分塑料制品生产企业向其上游塑料原料的生产领域发展,如塑料编织袋生产企业投资生产聚丙烯粉料,配套产业链日趋完善。“十二五”末,全行业共有中国名牌5个、山东名牌产品62个、中国驰名商标3个、山东省著名商标43个。

3.产业集聚发展,规模效应明显。

“十二五”末,全省塑料行业共有部级特色区域和产集群12个,省级6个。18大产业基地以塑料编织、农膜、PVC增强软管、管材、塑料绳网等产品为主,分布在淄博、昌乐、聊城、德州、滨州、枣庄等地,汇集了2270多家企业,从业人员12万多人,全部生产能力560万吨。2015年度完成产量350万吨,实现主营业务收入580亿元。特色区域和产业集群的培育发展,为山东塑料工业的规模和竞争力注入了新动力,不仅有力地推动了当地塑料产业的壮大发展,还促进了区域经济发展和社会进步。

(二)存在的问题

我省塑料产业虽然规模总量处于全国领先地位,但与南方省份相比,在研发投入、品牌建设等方面还存在一些差距。

1.产业大而不强,高端品牌和龙头企业少,发展受制于上下游产业。

在全省万余家塑料制品生产企业中,85%以上为中小型企业,规模以上企业仅占企业总数的10%,企业单体抗风险能力及市场竞争能力较弱,总体呈现大而不强态势。在企业规模、品牌知名度等方面,与广东、浙江、江苏等省份相比均有一定差距。我省塑料行业的整体发展受制于上下游产业,汽车、家电、电子行业是注塑行业的重要客户端,我省虽是家电产业大省,但受模具产业水平制约和相关配套产业不健全的影响,对本省塑料注塑行业的拉动作用没有发挥出应有的水平。

2.研发投入不足,新材料研发滞后。

一是我省塑料企业技术改造投入不足,设备改造更新缓慢,产品单耗高、浪费大,资源利用率低;科研开发投入比重低,龙头企业研发费用投入占比不足2%,研发投入总体不足。二是高技术产业发展缓慢,不能满足汽车、家电、医疗、航空航天、高铁、海洋等快速发展行业领域对塑料新材料的高要求、高需求。三是由于研发投入及政策扶持的落后,新工艺、新材料、新技术研发和推广应用不足,高新技术产业增加值占整个行业生产总值的比重仅为3.5%左右,远低于发达国家和新兴工业化国家以及发达省份水平。

3.高级技术人才短缺,自主创新能力弱。

一是企业普遍存在人才培训体系不健全、供给短缺等问题,企业管理人才、设计人才及高级技工匮乏等问题较大,招工难、留人难现象比较突出。我省塑料行业万余家生产企业的65万员工中,技术员工仅占1/3左右且多为初级工,技工、技术员、工程师和高级工程师仅占4%左右;80%的企业缺少高端研发人才和高技能操作员工。二是劳动力成本不断上涨,企业用人成本压力较大。三是自主创新能力弱,省级及以上企业技术研发中心数量12个,数量、实力与浙江、广东等省份相比差距较大。

4.产业和产品结构不合理。

一般产品相对过剩与技术含量高、附加值大的产品短缺同时并存。低附加值产品(如农地膜、编织制品、普通管材、PVC塑胶手套等)比重偏大,高技术含量、高附加值的产品(汽车、家电、医疗、航空航天、高铁、海洋等行业领域配套产品)比重偏低;挤拉吹工艺产品比重大,附加值高的注塑产品比重较小;制品加工能力过大,专用设备及模具加工能力不能满足制品生产的需要,在主要塑料产品企业中,80%以上的产品产能利用不足。在全省全部塑料制品总产量中,日用制品、包装、泡沫塑料、板片材、型材等分别占比仅为5%左右,比重过低。产品同质化现象突出,档次不高,附加值较低,许多高档塑料制品仍然需要从外省市或外国调入。企业产品品种更新换代以及具有地方特色和地域特征的创新产品发展缓慢,不符合整体行业发展水平。

5.塑料机械、塑料模具等配套产业落后于塑料制品加工。

塑料机械是为塑料制品提供加工装备的,是整个塑料产业中最能体现核心技术价值的领域,也是最能影响我省塑料产业快速发展的领域。目前,我省塑料机械产业发展落后于塑料工业,不能满足塑料工业较大的市场需求。我省现有塑料制品加工企业80%以上的装备来源于国产塑料机械(主要在宁波―中国最大的注塑机生产基地,年产量占国内注塑机年总产量的50%左右,占世界注塑机总产量的1/3),其中先进设备仅占20%-30%,而所获得的销售收入只有20%,同样数量的出口产品价值仅为进口产品价值的1/2左右。除此之外,塑料模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大的差距,生产出的产品品质总体水平较低。

二、“十三五”发展形势分析

(一)主动适应新常态,创新发展

当前,世界经济已进入转型调整期,全球处于摆脱旧增长、重构产业结构新时期,世界正在寻找新的增长动力和发展引擎,全球产业转型、结构调整、要素流动、治理变革,已经成为世界经济周期性变化的“新常态”。加之生产要素成本不断加大,资源、环境、能源约束全面加强,产能过剩矛盾突出,创新能力不足,原有的成本优势和引进技术的条件优势逐渐减弱,支撑塑料工业高速发展的条件发生了重要变化。新常态下,塑料工业已进入结构调整的阵痛期,塑料行业应主动适应新常态,创新发展。

(二)世界制造业格局重构将带来新的发展机遇

世界各国越来越重视制造业的发展,发达国家高端制造业回流现象突出,发展中国家依靠更低的成本优势吸引产业转移,双重挤压为我国制造业带来巨大压力和挑战。目前多国已经制定制造业或工业振兴发展的重大战略和规划,我国也已《中国制造2025》行动计划,提出明确的发展目标和措施,这为塑料加工业的转型升级带来重大机遇。当前,正值新一轮科技革命、产业变革与我国加快转变发展方式形成的历史汇的重要节点,是深化改革开放、转方式、调结构的攻坚时期,是塑料加工业由大变强的重要时期。

(三)绿色低碳环保,清洁生产和生态化推动塑料工业转型升级

工业绿色发展必须坚持走中国特色新型工业化道路,按照建设资源节约型、环境友好型社会的要求,以设计开发生态化、生产过程清洁化、资源利用高效化、环境影响最小化为目标,坚持节约、清洁、低碳、安全发展,健全激励和约束机制,大力增强工业的可持续发展能力。随着新《环保法》的实施,企业更加注重从资源投入和使用、产品设计开发、生产制造、后端治理等环节,全过程、全方位建立节约、清洁、循环、低碳的新型生产方式,确保全产业链的环保健康发展。

(四)功能化、轻量化、微成型是未来塑料行业发展的方向

未来新材料革命中,塑料是节能环保、新能源、高端装备制造业、新能源汽车等领域不可缺少的配套材料。随着技术进步的加快及低碳经济时代飞机、汽车和轨道交通等轻量化的需求,各种高强、高韧、耐高温、耐磨、耐腐蚀、导电、绝缘、导热、纳米合金等特种工程塑料,以及各种具有更多新的特殊功能的智能轻量化、薄壁化塑料产品将顺应而生。新的环境友好、轻质高强材料加工技术成为实现轻量化及节能减排的有效途径,轻量化技术将为塑料工业发展带来重大便利。毫克、微纳米尺度、微结构成型技术的微成型代表着当代塑料加工业从设备到成型工艺的技术集成。塑料材料相比更具有优势,以满足材料更昂贵、零件更细微、更节省空间的高端精微结构零件的应用需求。

功能化、轻量化、微成型不仅是世界塑料加工业总的发展方向和趋势,更是世界塑料加工业先进成型技术的体现,引领行业未来科技攻关、技术创新的方向,对塑料加工业具有重要意义。

三、“十三五”发展指导思想和基本原则、主要目标

(一)指导思想

深入贯彻落实党的十以及十八届三中、四中、五中全会精神,坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,按照加快培育发展战略性新兴产业的总体要求,紧紧围绕国民经济和社会发展重大需求,以加快塑料行业转型升级为重点,以提高塑料行业自主创新能力为核心,以新材料、新技术、新装备和新产品为重点,大力实施赶超战略,努力缩小与发达国家差距,大力实施高端化战略,全面提高产业素质。加快完善创新体系建设,大力推进两化深度融合,力争在智能制造、数字制造、网络制造上取得新突破,以服务为宗旨扩大协会的服务面、提升协会的服务效能、增强协会的凝聚力,通过协会的服务促进全省塑料行业的发展。

(二)基本原则

1.坚持“资源节约型、环境友好型、技术创新型”塑料工业产业方向,大力实施“绿色、低碳、循环、生态”发展战略,推进塑料工业稳定、健康、可持续发展。

2.坚持创新驱动发展,加快以企业为主体的全行业创新体系建设,牢牢把握“功能化、轻量化、生态化、微成型”的高技术发展方向。

3.坚持把提高发展质量和效益放在首位,进一步提高要素配置效率和提升要素质量,全面提高全要素生产率。

4.坚持统筹规划、协调发展,综合资源市场和区位优势,推动塑料工业有序梯度转移,进一步优化产业区域布局。

(三)主要目标

1.总体目标。到2022年,全省塑料行业规模以上企业主营业务收入达到4225亿元,年均增长8%;利润总额260亿元,年均增长7%。

2.产业结构明显优化。完善挤出和注射等塑料产业链条,加强塑料机械、模具产业配套能力和上下游合作程度,提高塑料模具的设计和加工水平,增加高技术含量、高附加值的注塑产品比重。

3.整体研发投入逐步增加。塑料制品加工企业设计研发和产权保护意识明显提高,自主研发和合作研发投入加大,龙头企业建立起比较成熟的自主研发团队或平台。到2022年,全省塑料制品业研发费用投入平均占比达3%,龙头企业研发费用投入占比达到5%,行业技术研发平台达到5个,省级及以上企业技术研发中心数量达到15家。

4.品牌优势明显提升。企业品牌建设成绩明显,企业差异化定位更加清晰,产品档次及品牌包装明显升级。到2022年,中国驰名商标达到6个、山东名牌产品达到80个、山东省著名商标达到60个。

5.产业集群综合实力进一步增强。部级和省级塑料产业集群规划更加合理,业态布局更加完整,产业链配套更加完善,集群内公共技术、人才、贸易、电子商务等平台更加成熟。到2022年,部级产业集群达到15个,省级产业集群达到8个。

四、“十三五”发展重点

“十三五”期间,山东省塑料工业要以加快转型升级为发展重点,以提高塑料加工业自主创新能力为核心,以新材料、新技术、新装备和新产品为发展方向,大力实施高端化战略,全面提高产业素质,力争在智能制造、数字制造、网络制造上取得新的突破。

(一)重点发展领域

1.材料领域。

围绕新材料的开发和应用,加快高端聚烯烃管道专用料、多规格滚塑专用料、3D打印塑料耗材、医用塑料、生物塑料包装材料等专用料的开发、生产;加快导电、导热、耐温、抗菌、防霉、高韧、超强、阻燃等多功能合金材料的开发及应用;加快高性能复合材料等特种工程塑料及高性能改性材料等生产和应用;围绕高效、低毒及无害化,大力发展绿色环保的增塑剂、热稳定剂等的生产和应用。

2.制品领域。

加强选择性多孔薄膜开发,力争在微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等膜材料和组膜取得突破。力争在高端电池隔膜、新型光学膜、新型柔性屏膜等取得突破。重点发展生物基塑料汽车零部件、生物基塑料包装制品、高性能聚氯乙烯建筑模板、大口径高强度聚烯烃排水、排污管道的生产。进一步推广水性聚氨酯、无溶剂等生态合成革的生产和应用。加强废旧塑料,特别是车用工程塑料的改性、高附加值应用。

3.装备制造领域。

加快塑料装备智能、数字化改造力度,大力发展小型、超高精度、超高速和智能控制的加工设备,为智能制造、数字制造、网络制造提供先进装备和生产线。在迎接工业互联网+时代的同时,要为“新硬件时代”打好基础。

4.加工工艺领域。

加快绿色、节能、高效新型加工成型工艺的开发,加快超高分子量聚乙烯基础加工技术,加快CO2超临界发泡工艺的推广应用,加快电磁感应节能技术等的推广。

(二)重点发展产业和产品

1.农用塑料。

优先发展农用塑料,满足现代农业发展需要。依托骨干企业,加快农用塑料(农用大棚膜、地膜、饲草膜、养殖膜、灌溉塑料管材、塑料节水器材等)的高性能化及其推广应用。充分利用我省优势,重点发展蔬菜、花卉、经济作物栽培等所需的各种功能性棚膜、地膜和饲草用膜;发展节水灌溉器材、渠道防渗管材及防渗膜、微灌(滴灌、微喷、渗管等)器材。重点支持山东企鹅塑胶集团有限公司、聊城华塑工业有限公司、山东清源集团有限公司、山东天鹤塑胶有限公司、山东淄博庄园塑料制品公司快速发展。

2.塑料包装材料。

着重开发各类功能性和专用化的薄膜、高阻隔性包装材料,保鲜包装材料,渗透性包装材料,耐高温、耐辐射材料,无菌包装材料,可溶解、可自分解的材料,防霉、防虫、抗菌材料。重点支持山东齐旺达包装制品有限公司、山东齐高塑胶有限公司、昌乐盛达塑料制品有限公司、潍坊宏源塑料制品有限公司、潍坊乐富塑料制品有限公司快速发展。

3.塑料建材。

重点发展大中口径上下水管、新型室内上下管、热水管、燃气管、复合管与复合型材、各类保温材料、防水材料、墙体装饰材料、大型地下排污管道以及高档建筑装饰材料等,以及适用于不同地区、不同建筑类型的系列化、标准化管材、管件和型材,加快产业化进程。重点支持山东汇晟管业有限公司、潍坊现代塑胶有限公司、山东文远建材科技股份有限公司、烟台冰轮塑业有限公司、山东环球塑业有限公司、山东东方塑胶有限公司、山东华信塑胶股份有限公司快速发展。

4.工程塑料。

提升汽车、电子电器、信息产业领域工程塑料制品的档次。重点发展聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酯(PBT)和特种工程塑料。重点支持山东泰峰塑料土工材料有限公司、山东天鹤塑胶有限公司、山东清田塑工有限公司、宏祥新材料股份有限公司、泰安现代塑料有限公司快速发展。

5.汽车用塑料。

加快开发热塑性弹性体、玻璃纤维增强尼龙等耐老化、耐变形新材料,调整产品结构;积极推广使用低压成型、气体辅助注塑成型等先进技术,加大轿车保险杠、仪表板、发动机罩盖、散热器隔栅、座椅、内饰件等塑料功能件的开发生产。重点支持山东恒信基塑业股份有限公司、山东宇能机械有限公司、青岛润兴塑料新材料有限公司、山东森荣塑业科技有限公司快速发展。

6.塑料及轻量化新材料。

以导电性、电磁屏蔽性、磁性、导热性、透光、感光性及阻燃性作为功能性塑料发展方向,发挥功能性塑料质轻、柔软、易加工、价廉等优势,扩大电、磁、光、热等功能性塑料的应用领域。加强改性塑料材料的研发,通过填充、共混、增强改性塑料多功能母粒(包括色母粒)材料,重点发展以塑代钢、以塑代木、以塑代替各种金属与非金属,在家电、电子电器、汽车、飞机、通讯、医用、玩具、工业配件等领域不断扩大应用范围,促进机械制造、助剂等行业的发展。重点支持山东省塑料研究开发中心、山东春潮色母料有限公司、山东汇通达塑业有限公司、山东博拓塑业股份有限公司、蓝帆医疗股份有限公司、淄博中南塑胶有限公司、山东英科环保再生资源股份有限公司快速发展。

7.日用塑料制品。

开发各类物美价廉、绿色环保的日用塑料制品和仿真塑料制品,力争在更多领域替代传统的铁、木、竹、藤、纸等材料。重点发展荣成市兴达塑料制品有限公司、聊城市科信塑料制品有限公司快速发展。

(三)重点发展技术

1.创新思维,改造和替换传统生产加工技术。

采用大型多层共挤双向拉伸技术装备,发展高档包装膜材料;采用多层共挤、多层复合、蒸镀氧化硅等工艺技术,生产高档保鲜包装膜材料;采用高速、高精度、共挤复合等技术,生产各类型材、管材;采用大型注射气体辅助注射等技术,生产大型塑料制品和大型机电产品配件;采用新的配方和技术生产防老化、防雾滴、光转换、保温等新型复合型多功能农用大棚膜;采用改性、复合等技术,利用废旧塑料生产各种塑料制品。

重点支持发展压延宽幅多功能农膜及防渗材料、双向拉伸聚酯膜、新型农用节水器材、新型土工合成材料。在新型包装材料上,大力开发新型、环保型塑料包装容器及塑料薄膜类包装材料,积极推广无毒、无味、无环境污染塑料模具网柔版印刷工艺,提高产品的包装档次和附加值。

2.循环经济、资源代替和拓展技术。

加快废塑料回收体系建设,推动再生、改性、高附加值应用。加强对车用等工程塑料的回收、改性技术的研究;发展废旧塑料回收再利用技术、医疗塑料废弃物灭菌回收再利用新技术、多功能塑料降解技术、农作物秸秆生产降解塑料新技术;建立工程塑料回收、改性、高附加值应用体系等,以保护环境、减少环境污染、增加能源和社会资源。

3.塑料新材料技术。

加强生物基高分子材料的研发和推广应用,推进生物基塑料制品的生产应用。加快包装材料、餐具和膜材料等应用,特别要集中力量,在完全生物降解地膜生产应用上取得突破。加快对塑料助剂和填料的无毒、低烟、低腐蚀、无菌、无重金属性能的研发。

4.塑料机械、模具的设计加工技术。

重点发展包装材料、高档建筑材料和工程塑料制品挤出机械;农用宽幅薄膜、大口径塑料管材机组,异型材、木塑复合板材、拉伸塑料土工格栅生产线、废旧塑料回收再生成型机。积极推进青岛、济南、临沂等塑料模具制作集中区域的企业联合,提高塑料模具综合设计及加工能力和水平,为塑料制品加工业的进一步发展提供必要的技术基础。

(四)重点培育发展产业集群

围绕区域特色产品,着力发展特色区域经济。巩固发展现有的12个部级和6个省级产业集群;重点培育淄博一次性塑胶手套、泰安和莱芜塑料土工合成材料、临沂塑料小商品的生产与销售等产业基地;重点引导、规范莱州、昌乐、莒县、章丘等地的塑料再生资源利用产业,通过产业园区建设,将塑料再生资源利用企业引入园区,规范管理,借以减轻环保压力。重点培育济南、章丘、青岛等塑料模具加工集群建设。

五、保障措施

(一)加大技术改造和创新力度,调整优化产业结构

依托现有塑料工业企业,围绕重点发展的产品领域,加大技改投入,积极采用先进适用技术和装备,加强消化吸收和再创新,淘汰落后技术和产能,提升生产装备水平,提高产品技术含量和附加值,生产高档优质产品和绿色环保产品。鼓励塑料产品应用企业特别是土工、建材企业,积极采用新型塑料产品,加大新产品的推广应用力度。注重科技创新,加快产学研步伐,加强与高校、科研院所的合作,着重提高技术创新能力,推进新工艺、新技术、新设备的开发、生产和使用,重点在塑料包装、汽车用塑料、塑料日用品等领域实现突破,促进塑料工业产业结构的优化提升。

(二)推进产业创新联盟建设,加快塑料装备和模具的研发

集合行业优势力量加快创新、研发步伐,积极推进产业创新联盟建设;依托现有行业科研机构、高校进行共性关键技术研究,同时大力培育和扶持企业技术中心和塑料模具加工制造中心,依靠企业研发力量做好专项技术的攻关创新,加快塑料装备智能、数字化改造力度,大力发展小型、超高精度、超高速和智能控制的加工设备,为智能制造、数字制造、网络制造提供先进装备和生产线。

(三)实施标准化战略,提高产品质量水平

建立健全标准体系,督促企业依标准促研发、搞生产、提质量;严格执行国家标准、行业标准;鼓励企业积极参与国家标准、行业标准的制修订,条件具备的企业,要积极参与国际标准的制修订。鼓励企业申请有关质量体系认证;加强对产品质量和企业采标的监督检查,把好产品质量关口。

(四)加强回收利用和清洁生产,建立和完善塑料再生资源回收利用监管体系

促进节能环保,大力推进再生资源利用产业园区化建设,完善塑料再生资源回收利用、监管体系,强化对废弃塑料产品的回收利用。加大回收技术引进、开发和应用方面的投入,努力提高再生利用产品档次,拓宽应用范围,节省能源和资源;争创医疗塑料废弃物灭菌回收再利用部级试点,推进山东省塑料研究开发中心与塑料生产企业的合作,研究开发塑料废弃物回收再利用技术。重视环境保护,推行清洁生产,鼓励支持企业积极创建清洁生产、节约高效型企业。

塑料加工篇5

关键字:塑料模板;工艺要点;施工应用

中图分类号:F767文献标识码:A

1研究背景

建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具,传统的模板产品主要有组合钢模板、全钢大模板、竹胶合板模板、木胶合板模板等,其中木胶合板模板应用的较为普遍,但是它也存在一定程度上的不足,木胶合板模板的单张使用时间较短,周转次数较少,约为6次,且大量使用木材对生态环境不利,同时还极易腐烂,故该模板的相对成本较高;钢模板型号相对固定、重量较大、变形不易修复,长期使用后将产生较多的接头拼缝;而竹胶合板模板由于易腐烂的缺点多作为辅助材料;木模板成本较高,且存在消耗资源。组合钢模板、全钢大模板、竹胶合板模板、木胶合板模板等的成本均偏高[1]。

塑料模板以其环保而节能,以循环再生经济而实惠,以防水抗蚀而成为建筑行业的新宠[2]。该产品将逐渐取代建筑模板中的木模板,从而为国家节约了大量的木材资源,对保护环境、优化环境、低碳排减起着巨大作用。

2.塑料模板的优点

塑料模板采用高强纤维塑料为原材料,在熔融状态下,通过注塑工艺一次注射成型的模板。与传统模板相比,塑料模板具有以下优势:

(1)成型表面平整。由于塑料模板的热膨胀系数较低,故随着混凝土浇筑完成后水化反应的进行,混凝土和塑料模板能够自动脱离,脱模过程较为容易,不会由于粘结过强而导致成型后的混凝土及塑料模板产生缺陷;其次,该模板的板面平整度和厚度的控制精度较高,从而有效地保证了成型表面的平整度。

(2)耐水性、耐酸碱性、耐候性强。该模板的吸水膨胀率小于0.06%,长期在水中浸泡能够保证模板平面尺寸稳定,且不会出现分层现象。其次,该模板的耐酸、碱能力较强,使用温度在-60℃~130℃之间,范围较广。据相关研究表明[3],该模板使用6年后的衰老度仅为15%,使用寿命能够达到8年以上。故塑料模板具有更加广泛的适用范围。

(3)可塑性强。不同于尺寸较为固定的钢模板,塑料模板可像木模板一样,可根据该工程中构件的实际需要进行加工,在满足通用性的基础上保证了构件某些部位的特殊性。其次,可通过对塑料模板表面设置所需的装饰图案,保证脱模后的混凝土表面达到装饰效果。

(4)加工制作简便。钢模板的加工工序较多,并且需要大量的加工机械和人力。而塑料模板相对于钢模板而言,其只需一人一机即可完成加工。同时,现场进行二次加工时,无论是钻孔、钉、锯、刨,都表现出较高的可加工性。

(5)经济环保。首先,一套塑料模板的周转次数能达到50次左右,相对于木模板和钢模板都有较大的改善,在满足相同工作的前提下,塑料模板体现出较为明显的经济性。其次,塑料模板在使用报废后,不仅在拆除的时候无需投入大量的人力、财力,而且回收的塑料模板能够进行再利用。最后,相对于传统模板,塑料模板从生产加工到现场施工的过程中,节约资源,减少能耗,实现了“以塑代木”,并符合绿色施工的要求。

3塑料模板的不足

(1)强度、刚度不足。塑料模板作为楼板、顶板的模板时,需要通过控制支架的间距来保证承载力。而当其作为墙、柱模板时,则须采用钢框塑料模板的形式以保证模板的强度和刚度。

(2)热胀冷缩系数较大,受温度影响较大。由于塑料模板的热胀冷缩系数较钢铁、木材大,因此更容易受到环境温度变化的影响,夏季高温时期,3m长的面板伸长量可达3~4mm。而对于昼夜温差较大的地区,塑料模板的使用则会有所限制,夜间施工塑料模板后,到次日温度较高时模板中间部位将出现起拱现象;同样,若中午温度较高时施工塑料模板,到夜间温度较低时模板将由于收缩使得相邻模板之间的拼缝出现较大的缝隙。

(3)板面受烫易损。当楼板或顶板钢筋采用焊接形式进行搭接时会产生部分焊渣,由于滴落的焊渣温度较高,容易烫坏模板板面,从而导致混凝土成型后的表面质量出现问题[5]。

由于塑料模板存在以上缺点,从而较大程度地限制了塑料模板的推广和使用。故本文将对塑料模板的施工工艺和管理进行系统的研究。

4塑料模板工艺研究

本文主要从低发泡多层塑料建筑模板的角度研究塑料模板的施工工艺技术。

4.1低发泡多层塑料模板生产的原理

低发泡多层塑料模板是以聚丙烯树脂为基材,添加增强、耐候、防老化、阻燃等助剂,经熔炼挤出成型的一种塑料模板。

4.2低发泡多层塑料建筑模板规格

现在市场上低发泡多层塑料模板的主要规格见表1。

表1低发泡多层塑料建筑模板规格表

注:可根据使用要求,生产定尺的和任何长度的模板

4.3低发泡多层塑料建筑模板技术性能指标

现在市场上低发泡多层塑料模板的见表2。

表2低发泡多层塑料建筑模板技术性能指标表

4.4工艺原理

塑料模板不仅能够代替木(竹)胶合板,实现“以塑代木”,而且塑料模板的加工、安装、拆除及支撑体系的设置与木胶合板类似,现场施工较为便捷,故塑料模板可在剪力墙、梁、板、柱等现浇混凝土构件的施工得到应用[6]。

塑料模板支撑系统的优点体现在表面观感优势、易于支模等方面。塑料模板的拼接可直接采用钉钉固定于木方上(见图1、图2);也可根据混凝土构件的尺寸在纵、横任意方向连接组合,施工较为方便,同时,通过专用卡具锁拼,使混凝土成型尺寸更加准确。施工操作比钢模板、木模板、竹模板更方便。

图1塑料模板侧向连接示意图

图2塑料模板横向连接示意图

4.5塑料模板施工注意事项

塑料模板应进行合理的配模设计,现场安装时也应严格按照图纸和相关工艺进行施工,且施工过程中应保证模板位置准确、拼缝严密。虽然塑料模板的施工工艺与木胶合板较为接近,但在实际施工中也应注意塑料模板自身的特性。

1)注意塑料模板强度、刚度的不足。充分考虑新浇筑混凝土的自重、侧向压力及施工荷载,通过对板面、背楞进行合理的计算、验算,并采用合理的措施,以弥补塑料模板强度、刚度不足的缺点。据相关研究表明,以柱模板施工为例,当采用12mm厚的塑料模板,50mmxl00mm的方木背楞进行柱模板搭设时,与采用相同厚度的竹(木)胶合板相比,背楞的间距减小至100~180mm;当采用15mm厚的塑料模板时,背楞的间距与采用12mm厚的竹(木)胶合板的基本一致。

2)建立防止塑料模板被灼伤的措施。对于楼板构件,当钢筋采用焊接的形式进行连接时,应在施焊区域的模板表面铺设石棉板、薄钢板或洒少量的水。

3)考虑塑料模板热胀冷缩的问题。高温环境下进行塑料模板的施工,为防止温度过高导致模板起拱,可在相邻塑料模板之间设置10mmx5mm的海绵条;而冬季低温施工时,塑料模板产生收缩变形,为防止相邻模板脱离,应保证模板边缘的钉都钉在木楞上,且钉钉的位置不可距离面板边缘太近,至少距板边5mm以上,以防止模板边缘由于收缩被拉裂。

4)注意对拉螺栓的使用。在进行对拉螺栓的施工时,应将其穿在专用的条板上,且不允许在面板上任意开洞。

5)拆模不应造成塑料模板损坏。由于塑料模板的强度、刚度较木胶合板低,故在拆模过程中,不得硬砸、硬撬、随意乱抛,应轻撬、轻拿、轻放,合理进行堆放,以保证面板和模板边角的完整性,从而提高周转使用次数。

4.6质量安全管理措施

1)模板工程验收合格后方可进行混凝土的浇筑,浇筑过程中应注意漏浆、胀模等现象的发生,若出现异常情况,应按照施工方案进行及时补救.

2)严格按照施工方案对塑料模板支架体系进行安装、拆除,注意必要的构造措施以保证整个模板系统的安全。

3)为防止模板接缝漏浆,在剪力墙、柱、梁、板等现浇构件模板接缝处粘贴塑料胶带,在阴阳角处粘贴10mmx5mm的海绵条。

4)为防止层间交接处错台,剪力墙和柱模板垂直度应控制在2mm以内。

5)现浇结构模板安装偏差和模板拆除时间应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204―2002)的相关要求。

5.工程实例分析

针对某项目1800mm×1800mm大截面柱,属于大体积混凝土的施工范畴,为了有效的控制内外温差,结合塑料模板具有耐水性好,在水中长期浸泡,不分层,材料吸水膨胀率低和保温性较好的特点,以大截面柱的施工为载体,对塑料模板的施工工艺进行进一步的研究。

5.1塑料模板的选择

结合工程实际情况,经过大量的比较分析,最终选择了江苏某公司生产的“低发泡多层塑料建筑模板”,如图3所示。该模板刚性、塑性相结合,强度相对较高,重量轻,抗冲击强度大,可锯可刨可钉钉,耐寒耐高温,环境温度在-10℃―75℃范围内均可正常使用,周转次数在60次以上,并且废板可换新板。

5.2模板选择、施工

该工程选用厚度18mm的塑料模板,竖向配置50×100mm的木方作次楞,间距<300mm,采用双拼12槽钢柱箍,间距<600mm。

按照塑料模板的施工准备和操作要点,进行塑料模板的加工、制作、安装、拆除,如图4、5所示。

图3低发泡高强度塑料建筑模板

图4塑料模板制加工过程

图5浇筑完成后的大截面柱

5.3工程应用效果

运用低发泡多层塑料模板施工大截面柱,拆模后经相关单位检查验收,满足规范要求,得到了相关单位的认可和好评,拆模后的效果如图6所示。

图6柱拆模后效果图

6研究结论

低发泡型塑模板与传统模板比较有耐水性、耐腐蚀、耐酸碱好的特点,特别适合地下和潮湿环境中使用。其次,塑料模板强度高,耐冲击、耐磨损,使用寿命长,周转使用次数可达40―100次;由于塑料模板重量轻、支拆模方便的特点使得搬运操作劳动强度低、施工效率高。最后,塑料模板表面平滑、光洁、无需涂刷脱模剂,减少了清洁、保养费用;同时,使用后的废旧板、边角料可回收再生,节约成本,减少污染。

塑料模板结合了传统模板的优点,具有与传统模板相同的共性,也存在自身的特性。故塑料模板的出现实现了“以塑代木”、“以塑代柱”、“以塑代钢”的绿色理念,同时也作为一项新技术运用于模板工程中。

参考文献

[1]糜加平.节能新材-国内外塑料模板介绍[J].北京:中国模板协会,1997.

[2]王鹏扬,关于建筑模板的使用调查.中国模板网,2010.

[3]江景波.建筑施工[M].上海.同济大学出版社,1989.

[4]范玉琢.中国建筑模板行业概括及发展前景.中国建材网,2010.

[5]糜嘉平《我国塑料模板发展概况及存在主要问题》《建筑技术》2012年8期

塑料加工篇6

提到家电外观,脑海中蹦出的

关键词无外乎靓丽、炫目、质感、高端……然而,实现这些效果却需要从成本、产品定位等因素综合考量,选择适合产品的材料、工艺和色彩是最见产品设计功底的关键。塑料是家电行业除金属外使用最多的外观材料。目前,家电行业产品同质化严重,市场竞争激烈,为了提高产品性价比,不少企业努力在外观上寻求突破,由于塑料可塑性强,可实现更多独特的外观效果,这个领域的新工艺、新技术开始受到越来越多的家电企业的关注。

应用更广

谈到家电企业选择外观材料的原则,青岛海尔新材料研发有限公司研发部研发经理张秀文指出,家电外观选择材料需要从多方面因素综合考虑:第一是功能,材料本身的特性必须达到产品的要求,具体到家电外观,必须满足家电企业提出的靓丽、耐候、有质感等要求;第二是有亮点,符合当下的流行趋势;第三是成本。“总之,家电外观选用的材料是实现某种效果的手段而不作为主导因素,不能因为要用钢板而用钢板,而要研究什么材料既能达到效果,成本最优,并可以满足客户的需求。”

对各种家电用材料进行分析,《电器》记者发现,钢板强度高、有质感,但价格相对较高,需要通过裁切、冲压以及贴膜、喷涂等多种工艺处理,工序复杂;玻璃晶莹剔透,让家电看上去更高档、靓丽,但是质量重,且在生产、安装以及运输过程中容易破碎,加上造型设计受限,应用范围难以进一步拓展。相比之下,塑料尽管质感差一些,但是通过注塑加工可以实现各种造型,工艺简单,综合成本较低。

“事实上,家电企业对选用何种材料用于家电外观已经默契,即产品能用塑料就尽量用塑料,如果塑料达不到产品的要求或者不符合产品的定位,才会选择其他材料,比如空调室内机外壳首选材料是塑料,小家电因为造型多变且售价不高,多数也会选用性价比高的塑料。”张秀文告诉《电器》记者。

此外,个性化需要也是塑料应用的重要推力。一位业内人士指出,随着消费者对家电的个性化需求越来越高,消费者希望购买外形独特,色彩、图案多样的家电,家电企业开始开展定制化服务,这使得可塑性强的塑料在家电行业的应用将会更广。

定位不同,各有千秋

近几年,为了迎合家电企业的需求,主要生产塑料原材料的道达尔也开始对原材料进行改性加工。据道达尔技术服务与开发经理赵启辉介绍,道达尔生产的PS(HIPS和GPPS),具有高抗冲、高光泽的特点,主要应用于冰箱门板以及门板上的角边框。针对家电外观,道达尔正在着力开发新的PS材料,如既有珠光效果又有ESCR性能的HIPS材料。除了冰箱外壳,道达尔的产品还可以用于空调外壳、电视机前后盖以及打印机外壳。

针对家电外观,聚赛龙在研发、生产、售前和售后服务等各个环节都下足功夫。聚赛龙工程塑料有限公司总经理郝源增告诉《电器》记者,通过在材料推荐、模流分析、注塑成型工艺、零部件的应用评价等方面与上下游客户合作,聚赛龙能在最短时间内将客户的需求变成现实,为客户创造价值的同时也促进了公司的发展。聚赛龙赢得市场的另一个重要因素是产品种类众多,可满足客户的不同要求。根据不同的使用领域,聚赛龙的产品包括涉水系列材料、具有高灼热丝和高CTI的系列材料、导磁塑料、导热塑料、光电磁系列材料、激光雕刻材料、无卤阻燃系列材料、高光免喷涂系列材料、功能性聚丙烯改性材料、光电薄膜系列材料、低VOC系列材料、移动通信设备系列材料等。

产品涉及面广可以赢得市场,技术专精同样受到青睐。上海锦湖日丽市场部应用开发经理张健告诉《电器》记者,锦湖日丽专注于生产改性PC/ABS、ABS两大材料。“虽然产品面偏窄,但是更加专业,锦湖日丽为家电外观量身定做了塑可丽系列产品。锦湖日丽在家电外观上具备的另一个优势是,成立了国内改性行业首创的色彩开发中心(即CMP,ColorMaterialProcess)中心,这个部门汇聚了国内外专家级的色彩顾问和色彩设计师,整合了产品色彩、材料性能需求以及后加工制程,可以更好地为家电企业提供系统性的解决方案。锦湖日丽的产品在大家电领域应用较多,例如空调行业的格力、美的、志高、科龙等品牌,洗衣机行业的松下、海尔、小天鹅、三洋等品牌。应用于小家电,如吸尘器、厨房电器,锦湖日丽的部分产品也已经实现量产。此外,张健向《电器》记者透露,锦湖日丽供应给家电行业的都是高端产品,虽然目前家电市场不太乐观,但锦湖日丽的供应量却逐年递增。

拜耳材料科技主要生产聚碳酸酯(PC)以及PC和其他化学品的合金。据拜耳材料科技有关负责人介绍,PC材料本身很透明,且具有优异的上色效果及良好的加工性能,在家电行业的外观件有广泛应用,从个人护理用品(如吹风机、卷发器、剃须刀),到厨电(如咖啡机、食品加工机),小家电(如电熨斗、吸尘器),乃至白电(冰箱、空调、洗衣机)。

青岛海尔新材料研发有限公司是典型的以应用出发的材料企业。谈到公司的竞争优势,张秀文坦言,区别于专业的原材料及改性塑料厂,海尔新材料从下游应用出发,了解客户的真正需求。目前,海尔新材料年产8万吨塑料,可应用于家电、电子、汽车、电动工具等行业。

紧跟色彩、图案流行趋势

除了材料的质感,颜色和图案也是家电外观设计的核心元素,具有金属、珠光、幻彩、大理石、木纹等效果的新材料正在受到热捧。

谈到2015年家电外观的流行趋势,上海锦湖日丽色彩设计开发主任工程师王科有说不完的话。据她介绍,锦湖日丽每年都会提炼家电外观用新材料及设计新趋势,通过参考国内外展会的展出情况、知名家电公司的产品会以及客户的反馈情况,得出一个比较客观的发展方向。在造型设计方面,2015年家电外观流行大曲面的设计手法,这种立体图案可以增加家电面板的质感、层次感,看起来很高端,可以更好地与高端家具搭配。在色相方面,大家电以白色系、浅粉色系为主。深色系中玛萨拉酒红色、香槟色及咖啡色比较受欢迎。前几年流行的大地色系香槟色会持续流行一段时间,只是颜色稍浅。带有闪烁或者光感的钛灰银现在也很受关注。

各个塑料企业也紧跟这个发展趋势推出自己的产品。

拜耳材料科技推出的产品不但可以实现饱满的色彩效果,还具有三维纹理效果,可根据客户的需求开发不同的颜色,同时运用不同的工艺,使材料具有不同表面触感(柔软皮质,金属质感等)及光学效果。

聚赛龙可为家电外观面板实现的效果包括仿陶瓷、珠光、温变色、闪烁、高光高耐刮、半透明珠光闪烁、半透明、自然流纹、夜光、金属等。

王科说:“锦湖日丽现在主推且销量较多的塑料外壳,一种是闪烁系列,质地干净,呈现水晶闪烁的感觉,属于小清新风格;一种是奢华感的璀璨闪烁系列,即材料中的闪烁点比较密集,密集的反光点如钻石或星空,常用的底色以深彩色为主,一般用于高端家电;第三种是科技梦幻感的金属珠光和幻彩珠光系列产品,金属珠光有金属的质感,同时能反射出连续的珍珠光泽,坚硬中带有柔和,既可以用清新的底色,也可以用浓郁的底色,整体呈现低调奢华感。幻彩珠光的底色色相和反光色相有一定的色相差,能够呈现琢磨不定的梦幻感和宇宙感,在家电的小装饰件或者科技感比较强的产品上应用较多。此外,针对自然趋势开发的自然纹理系列,将絮状或者点状的物质添加到半透或不透的塑料基材中,营造出自然层叠的质感,达到仿造自然的效果。格力空调润系列就是采用塑可丽自然纹理系列材料,在外形上突破了传统空调沉闷的设计,注入了时尚流行元素,外观温润如玉,侧面呈现鹅卵石的曲线柔美之感。”

同样的图案和色彩在不同材料上使用的工艺和达到的效果都不同。王科拿锦湖日丽的闪烁系列举例说:“由于塑料本身有一定厚度,再加上整体比较通透,色彩和水晶闪点分布在材料中,闪点会叠加反光,颜色更干净明亮,呈现出无暇的水晶感。对于钢板,一般是通过喷涂或者贴膜的加工方式让面板呈现闪烁的效果,总体来说是在二维平面上进行的,没有纵深感,效果不如塑料。对于玻璃面板,一般是通过印刷的深浅来实现图案的立体效果,仍然是在二维平面上加工,效果也不如塑料,尤其一些自然纹理的图案,仿真效果不够逼真。”

免喷涂受关注

对于不同材料,加工图案和色彩选用的工艺技术不同。据一位业内人士介绍,钢板可以通过喷涂、电镀变得漂亮,而要想显得“高大上”,还需要贴一层塑料膜;玻璃面板主要通过印刷工艺达到不同效果;而一般情况下,塑料可以直接添加色母粒呈现不同颜色,采用喷涂、电镀、印刷工艺显得更有质感,并可以用膜内注塑工艺等满足个性化需求。

《电器》记者了解到,所谓膜内注塑,即将印刷好的薄膜经过成型冲切后,镶嵌在注塑模腔内,然后合模注塑而制作的产品,融印刷、成型、制模、注塑工艺技术为一体,是塑料片材、油墨、塑料树脂的综合运用技术。注塑树脂在薄膜的背面与油墨层相结合,面板图文、标识置于薄膜与注塑成型的树脂之间,图文、标识不会因摩擦或时间长而磨损。目前,带有卡通图案、个人照片的塑料多数情况下是通过膜内注塑技术实现的。

据了解,使用膜内注塑工艺以及添加色母粒的塑料被称为免喷涂产品。从环保角度来看,虽然电镀、喷涂产品的外观绚丽多彩,能满足客户个性化需求,但是既不环保又不能重复利用。一些家电报废后,外观喷漆件没办法回收,需要对表面经过二次处理,这一过程会对环境造成污染。如果采用免喷涂塑料,当家电损坏或者达到使用年限时,外观件可以直接打碎回收。

据张健介绍,免喷涂技术在家电领域的应用,日韩发展最快,其次是欧美国家,国内相对滞后一些。对于中国的大家电企业,国家暂时还没有出台强制要求,但欧美企业明确要求配套企业不允许采用喷涂工艺。据了解,塑可丽是锦湖日丽针对家电行业推出的一款免喷涂产品,除了拥有众多国内一线家电客户,锦湖日丽和韩国LG和三星等外资品牌合作。

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