高分子材料与工程虚拟仿真实验教学项目——注塑机

在日常生活中，你可能会经常问到，各种形状的塑料制品是怎么做出来的呢？

所谓的塑料（plastic），即可塑性材料，升温后材料变软，此时可以对其进行塑形；降温后材料变硬，此时材料具有一定的力学强度和使用价值。

塑料成型方法分很多种，如果成型的物件的截面是均一的形状，那就会用到挤出成型，就像挤牙膏一样，不仅仅是管道、线材等简单普通的形状，也包括门窗等一些形状比较奇怪的异型材：

生活中很多塑料制品需要用模具来对材料进行定型，就像小时候玩的橡皮泥，把橡皮泥放在模具中，给以压力，则会得到很漂亮的艺术品（注：橡皮泥主要成分为液体石蜡，常温即呈软态，不需加热即可定型，力学性能差，不属我们讨论的高分子材料范畴，但相似）。塑料也一样，将塑料原料熔融后变成流体，给以压力使其充满整个模具（模腔），然后冷却定型，这样就会得到和形状模具匹配的产品。

注射成型是热塑性塑料成型中应用最为广泛的一种成型方法，最常用的设备是注塑机。注塑机能加热塑料原料，对熔融态的塑料施加压力，使其射出而充满模具型腔。注塑机主要由注射系统、注塑模具和锁模系统三大部分组成。

软件简介

软件目的

面向高分子材料专业学生及专业操作人员，对注塑机设备进行学习，了解注射成型基本工艺原理、操作及参数控制，以满足教学、科研和生产需要。

两种操作模式：

注塑机软件分为演示模式和操作模式两种实习模式。演示模式下可自动模拟注射成型每一步的操作，学员只需点击步骤即可学习每一步操作；操作模式下，给出具体操作步骤，学员可点击相应开关或按钮对设备进行实际操作。

软件界面

软件知识点里有丰富有趣的原理、工艺动画，学生可通过对设备进行可视化拆解，了解设备的运行原理、工艺流程等，加深学生对注射成型这一成型工艺的了解。

 

工艺参数

学生可通过交互操作，对注射量（位置）、注射速度、注射压力三个因素对制品的影响进行研究性学习：注射四段和保压段，在何种工艺条件下，产品会产生欠料缺料、飞边溢料等瑕疵。由此可引导学生进行工艺参数的调整，以满足各种生产需求。

注塑机操作

在操作模式下，操作错误后会有可爱的提示：

并且是记录成绩的哦。如果你能顺利完成本次实验，那么恭喜你已经熟练掌握了注塑机的基本操作哦(✪ω✪)

生产实例（举个栗子）

我们使用软件中的碗模具举个简单的栗子：塑料碗的生产需要模具对其成型，并且模具设计时需要做到可以使碗各方向均匀地凹进去（即需阳模和阴模）。

我们可选用食用级聚丙烯（Polypropylene，简称PP）材料制作，这种材料成本低、易成型、且无味无毒、耐高温、韧性好，熔点165℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃，是非常优秀且应用广泛的材料。并且聚丙烯是唯一可以放进微波炉里安全加热的塑料！

我们将聚丙烯颗粒状原料（可配合其他助剂）倒入料斗，物料在柱塞的推动下进入料筒，在料筒内加热，并被螺杆充分挤压塑化，使熔体塑化均匀，这时材料呈流体状未定型。然后通过一定压力经过喷嘴喷出到模具内，模具的模腔内压力上升，当熔体充满模腔后，冷却定型，然后脱模。这样我们用的碗就做好了。

如果我们想要有各种颜色的碗怎么办？——可以在原料里加一些着色剂，使塑料和颜料混合均匀充分分散，做成色母粒，然后成型，就可以拥有各种颜色的碗了。

如果我们想要像陶瓷一样的漂亮的碗，最好是blingbling反光的(✪ω✪)，但是我手残，经常打碎东西怎么办呢？（事儿真多，但这可难不倒材料工程师）——可以使用仿瓷餐具，即密胺树脂（如图）。密胺餐具有轻巧、美观、能耐低温、不易碎等特点，被广泛用于餐饮业。但是这种材料怕高温，不能装高温的液体，不能火烤，不能放进微波炉。因为其单体为甲醛和三聚氰胺（是不是闻之色变呢），不过也不用怕，由这两种单体聚合成的合格的密胺树脂餐具在非过热的条件下在一定时间范围内使用是非常安全的。（注：鱼和熊掌不可兼得，若可兼得，则需注意兼得条件）