集装桶材料和工艺与制品设计的内在联系
与其它材料相比,塑料材料的制品更有可能通过精心材料组分和取向的选择来优化设计。塑料制品的形状设计、材料选择(包括取向)和制造方法选择之间有重要的内在联系,这种内在联系和很多其它材料不同,其它材料的制品设计者基本上是被局限于获取弯曲、焊接等特定的预加工形式。
用塑料可以设计很多不同制品:所受载荷从很低到很高、工作环境各不相同(从腐蚀性极高到自动化程度高的环境)。设计人员需要重视的主要是正确分析现有条件,选择合理的加工过程,以满足制品性能要求,这通常会和成本因素有关。
制品设计既要了解适用又要理解理论,通常是艺术家所重视的美学效果、制造者所期望的经济高效的生产以及使用者期望的产品使用性能这三者的组合。
例如最简单的吹塑模具形状是垂直封闭的圆柱体,型坯与垂直模具壁等距,吹胀半径相同,制出的产品壁厚均匀。制品的顶部和底部的壁厚总会厚一些,因为在这些区域的吹胀半径比其它地方(实际上这种形状可认为是一种“简单”的复杂吹塑制品)小。设计中制品形状与圆柱形相差越远,吹胀半径变化越大,壁厚变化就越明显。使吹胀半径最大处有足够强度的型坯壁厚在较小吹胀半径处就会有多余的材料,通读本书可以看出,总会有设计和工艺方法能制出最轻的制品,同时保证制品应有的强度和刚度。
致力于占领更多市场的设计师们一直在设计出更多的吹塑制品,这些制品形状奇特,吸引顾客,或者工业应用功能较强,但是用常规吹塑技术却很难成型为了尽量经济地制造出这些容器,很有必要对吹塑设备的挤出和注射部分都进行改进。
持续发展的更高性能树脂和防潮材料是使吹塑成型设备更高效的原因之一。机械制造师们已生产出主要设备和附属设备,使这些材料的成型既有成本效益又足以满足市场的需求,也能达到持续提高的性能和质量标准的要求。
吹塑加工已具备控制型坯垂直和水平方向壁厚的技术,用该技术可以不同的吹胀比产生相同的壁厚,具有设计的多功能性,既不浪费材料也不会在吹胀小半径时造成成型周期长而耗费材料过多,但在吹塑大半径时必须使壁厚足够,设计不太受功能、强度和经济的限制。
吹塑范围或性质的字面含义包括各种类型的环境条件,每种环境对不同塑料分别有各自作用。不过,没有一种塑料能够满足所有性能需求,但是设计者们可以选择将不同的塑料(通过如共挤出或共注塑等工艺使其仍是各自独立的材料)合在一起,塑料也可以和钢等其它材料混合在一起。任何形式的混合都需要一定的相容性,诸如热膨胀系数或热收缩系数等。
将塑料合成或混合为通常所说的“合金”所产生的塑料化合物性能与各组分的性能都不相同,将某些塑料合成后可以产生协同效果,增强塑料的性能。设计人员必须熟悉塑料加工的技术。
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