材料選擇
十大設計竅門: 共十章 By Jürgen Hasenauer, Dieter Küper, Jost E. Laumeyer and Ian Welsh 材料選擇 正確的選擇 一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必 須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對 成型加工制品性能的影響。 [pic] 圖1 傳統(tǒng)的熱塑性材料 在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料（見圖1） 。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同（見圖2）。 [pic] 圖2 一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于 不易彎曲，則常被應用于外殼。 填料和增強材料 熱塑性塑料備有未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要 用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減 少翹曲。 [pic] 玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材 料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變（見圖3）。玻 璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。 [pic] 圖4 為了論證這些影響，從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測 試儀上對它們的機械性能進行了比較（見圖4）。 對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向） 低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。 在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。 [pic] 在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。在中， 由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫(如Campus)中查閱，更好的是 聽取原材料制造廠家的專家的技術建議（見圖5）。 [pic] 圖6 濕度的影響 一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們 的機械性能和尺寸穩(wěn)定性產生較大的影響。在進行時，應特別注意這種性能（見圖6和圖 7）。 [pic] 其他挑選準則 一些要求與加工注意事項和裝配有關。研究將幾種不同功能集中于一個部件也很重要， 這可以節(jié)約昂貴的裝配費用。 這個準則對計算生產成本非常有益。在價格計算中可以看出，不但應考慮原材料的價格 ，還應注意，有高性能(剛性，韌性)的材料可以使壁厚更薄，從而縮短生產周期。因此 ，列出所有的標準，并對它們進行系統(tǒng)性評估是很重要的。 一個韌性材料的選擇流程見圖8. [pic]
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