一次性塑料小勺模具设计论文

一次性快餐盒的利与弊作者:周平儒 日期:2005-11-25 阅读:824次 知识荟萃之二 一次性快餐盒的利与弊 周平儒 (四川省平昌中学教科室 四川平昌 636400) 论文发表及获奖情况简介： 【发表论文编号：191，国家级，国内范围发行,湖南师范大学主办，《中学生理化报》2004年5月8日第四版上发表。】 一次性快餐盒，因使用方便而受到了人们的喜爱，日常生活随处可见。目前市场上的一次性快餐盒大多是由石油中提炼的聚苯乙烯原料加上发泡剂，加热发泡而成。聚苯乙烯是一种使用极为广泛的高分子材料，具有毒性较低、熔点较高、可塑性强、生产简便等特点，因而成了制一次性快餐盒的首选材料。然而，由于聚苯乙稀制造的餐盒降解周期极长，在普通环境下，它的降解周期长达200年左右。也就是说，在很漫长的一段岁月里，保持自己的高分子形态不变。那么那些废弃的餐盒该如何处理呢?焚烧吗?不行。它们燃烧时将会产生10余种有毒气体，直接造成大气污染；掩埋吗?也不行。为了使材料成型，在生产过程中必须加入各类添加剂，时间一长，其中部分有毒添加剂便会逐渐释放出来，对土壤，以及水资源造成破坏；那么回收再利用呢?很可惜，它们的可再生价值极低，更何况每天要回收那么多体积大，质量小的餐盒又是何等浩大的工程啊!不但如此，用作发泡剂的氟利昂被科学界认可对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”。由此可见，一次性塑料餐盒的难以降解正是造成“白色污染”的一大元凶。不但如此，用作发泡剂的氟利昂被科学界认可对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“祸首”。一次性塑料餐盒对环境会造成巨大破坏，那么它对人体就是绝对无害的吗?事实告诉我们，答案并非如此。一项新的科研结果表明，制造一次性塑料餐盒的原料：聚苯乙烯是一种致癌的环境激素物质。实验证明，这类餐具在65℃以下的高温下会引发二恶英(Dioxin)的产生，而它正是前不久媒体不断提到的“最凶狠”的致癌物质。可见，一次性塑料餐盒无论对环境还是对身体健康都有极大的危害。随着人们的环境意识及自身健康意识的进一步提高，越来越多的人拒绝使用聚苯乙稀制成的快餐盒，一些新型环保餐盒也就应运而生。下面简单介绍几种环保型餐盒及其优、缺点： 一、纸盒 纸是人们最为熟悉的一类材料。“以纸代塑”自然成为了人们最先想到方案。以纸代塑技术即采用纸浆为原料，在模具中成型、烘干生产一次性餐具。优点：这种方法制作的餐具因其无毒无害、易回收、可再生利用、可降解等优点而被冠以“环保产品”的称号，是目前综合评价较好的替代技术。缺点：从纸的生产使用全过程来评价的话，该技术也有不足之处。一是纸浆的生产需要大量的森林资源，而我国的森林资源有限，大量的砍伐林木造成水土流失，因而不符合我国国情；另一方面，纸浆在生产时会造成严重的水污染，有的情况下污染程度甚至超过塑料。所以从宏观上来讲，以纸代塑技术并不能完全消除对环境的污染，只是将餐具对环境的污染提前到了制作餐盒时对环境的污染而已。再有，纸浆的生产成本高，使得用纸浆生产的纸餐具价格也比较高，因而以纸代塑也不是完美方案。 二、植物纤维餐盒 该技术是以植物纤维，例如秸秆、稻草、甘蔗渣等经过破碎得到纤维粉，然后混入一定量的胶或树脂，再注入到模具中加高压及高温下成型。优点：利用该技术生产出的产品在降解性方面较好且原材料来源丰富。缺点：这种技术生产的一次性餐具由于在生产中没有去除纤维色素(因为要去除色素必须要采取化学的漂白方法，势必造成水的污染)，产品的外观颜色不尽人意。 三、生物全降解餐盒 生物全降解餐盒是一种比较先进的环保产品。它以淀粉为主要原料，加入一年生长期植物纤维粉和特殊的添加剂，经过化学和物理方法处理制成生物全降解快餐盒。优点：由于淀粉是一种可生物降解天然高分子，在微生物的作用下分解为葡萄糖，最后分解为水和二氧化碳。此外，与其共混的材料也是全降解材料，因此可以说它对环境没有任何影响。生产原料淀粉的主要来源，可以是玉米、土豆、红薯、木薯等一年生长期植物。缺点：生物全降解餐盒也并不是十全十美，例如，生产原料大部分是粮食作物，且有防霉变等问题尚待解决。

基于Pro/E毒消柜控制面板的注塑模具设计 梁江波 葛正浩 厉成龙 丁英杰 （陕西科技大学 陕西•咸阳 712081） 摘 要:借绍利用Pro/E软件对消毒柜控制面板注塑模具进行辅助设计的过程,重点阐述应用Pro/E模具模块分模的流程。指明采用模具CAD/CAM软件Pro/E来实现模具三维设计,可以大大缩短设计和制造周期,提高产品设计准确性,降低设计成本。 关键词: Pro/E模具；分模；消毒柜控制面板；模架设计专家系统 3D design of disinfectant tank’s faceplate injection mould based on Pro/Engineer Liangjiangbo Gezhenghao Dingyingjie Lichenglong （Shanxi University of Science & Technology, Xianyang, Shanxi, 712081,China） Abstract Introduce the process of designing the injection mould for disinfectant tank’s faceplate based on Pro/Engineer. Expanded the process of parting module on emphases. directed that 3D softwares have got extensive application. the softwares of Pro/E,can shorten the period of mould design and manufacture, it also lowered the product cost. Key words ：Pro/E；mould；parting module；disinfectant tank’s faceplate；manufacture 1 引 言 Pro/E是美国PTC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM/CAE一体化软件,也是目前我国模具行业中应用最为广泛的设计软件之一。Pro/E有许多应用模块,在注塑模具设计中应用Pro/E制造模具模块和模架设计专家系统(EMX)可以非常方便快捷的设计出模具的全部内容。不仅效率高,而且直观性好,准确性高。本文以消毒柜控制面板注塑模设计为例介绍了由制件到注塑模具的设计成型过程。 2 制品实体造型 消毒柜控制面板采用Pro/E零件模块的成形实体功能,通过创建拉伸、抽壳、复制、阵列、倒圆角、剪切、加强筋等特征命令建立实体如图1-1。 图1-1 消毒柜控制面板的零件模型 3 制品的结构特征分析 制品的材料为ABS，这种通用塑胶易于成型和机械加工，具有优良的物理机械性能和低温抗冲击性，良好的电性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐化学性，染色性，优良的流动性和良好的综合性能，成型工艺性好。 该制件为ZLD-38型消毒柜的控制面板,如图1-1所示。其上有6个固定孔，用螺钉将其固定在壳体上；有三个按键孔、一个VFD显示孔和一个侧向的门开关孔。控制电路板和电磁门开关在装配时要安装在其腔体内。可见面要求平整、光滑、色泽均匀一致，无气泡、裂纹、收缩、融合纹等注塑缺陷，分型面无飞边、毛刺；壁厚偏差一致，脱模斜度应不大于。在将其安装在壳体上后，其上表面要贴pop贴。为了提高其强度在其内部设有加强筋。 4 零件成型工艺性分析 在模具结构中，采用侧浇口，两点进浇，采取一模两腔的布局，由于采用两点进浇，故减少了熔料在模腔内流动的距离，便于注射成型。顶出方式采用推板脱模，制件的固定柱采用顶管脱模方式。门锁孔采用斜导柱分型抽芯机构完成侧抽，内腔的控制板卡采用斜顶杆完成内侧抽。冷却方式采取水冷形式，冷却水孔布置采用直通式布置,各通道在模具外用软管连接，具体的结构见模具设计部分。 5 模具设计 利用Pro/E软件制造模块(CAM)中的模具型腔子模块进行分模设计,设计步骤如下: (1)打开Pro/E,新建→制造→模具型腔→取文件名() →进入分模界面。(2)将工件作为参考零件装配到界面上,由于是第一次装配,所以可以用缺省装配。(3)通过控制层的图标把参考模型的基准面遮蔽,从而使图面简化。(4)建立工件体积块。可以通过手动草绘,也可通过自动设定参数直接生成。如图1-2所示。 图1-2 工件体积块 图1-3 模具体积块 图1-4 分型面1 (5)设置收缩率。通过用比例方式,对所有尺寸用公式S=1+α进行设置。 (6)创建模具体积块。通过创建球形拉料杆体积块、销体积块、内侧抽体积块，最终生成模具体积块。如图1-3所示。(7)设计分型面。在分模过程中,分型面的设计是最为关键。本例的分型面的建构步骤如下：①新建分型面→复制→制件所有外表面→填补外表面上的所有孔；②与零件底面重合处拉伸一平整曲面；③将复制曲面与拉伸曲面合并,并选对保留侧。分型面设计完成如图1-4、图1-5、图1-6、图1-7所示。 图1-5 分型面2 图1-6 分型面3 图1-7 分型面4 (8)拆模。步骤为:模具体积块→分割→2个体积块→所有工件→选取分型面,将工件分割开来,并分别定义名称rest、rest1、 rest2、rest3。将生成的体积块抽取生成模具成型零件,步骤为:模具元件→抽取。 (9)开模仿真。步骤为:模具进料孔→定义间距→定义移动。如图1-8所示。 图1-8 制件开模仿真图 6 用塑料顾问做模具的流动模拟分析 打开制件文件，单击应用程序菜单下的塑性顾问，单击 按钮，启动塑料顾问应用程序。对填充质量和压力降做出可视化分析，如下图所示。 图1－9 填充质量示意图 图1-10 预期质量示意图 图1-11 压力降示意图 在菜单条中依次点击Results→summary，打开“Results summary”对话框，制件的加工参数和流动的相关参数见图1-12。 图1-12 加工参数与流动的相关参数 7 制品注射模具的3D总装配设计 调用模架专家系统,选好模架类型和各模板尺寸, 把型腔和型心装进模架，设计完成浇注冷却系统、顶出系统及抽芯滑块装置，并装配好螺钉、导柱、导套等标准件如图1-13所示。 图1-13 完成后的模具总装配模型 图1-14 模具开模状态图 8 开模仿真 .依次点击→模具基体→装配元件→在弹出的“装配元件”对话框中按下 ，将所有的元件装配到模具总装配模型中去，完成后的模具开模状态图如图1-14所示。 9 结束语 本文以消毒柜控制面板为例介绍了利用Pro/E建立实体模型,并进行模具设计的整个过程。通过设计发现基于Pro/E的模具设计有如下优点:①能直接根据产品的三维数据生成模具的型心和型腔,提高设计的准确性。②利用标准模架库,减少了模具标准件的绘制,提高了效率。③实现了全三维的设计,直观,可靠。④统一的数据库使零件修改、模具修改非常方便。⑤根据加工要求可通过数控模块生成刀轨文件,通过后 置处理生成数控程序。 参考文献: [1] 林清安. Pro/Engineer模具设计[M].北京:北京大学出版社,2001. [2] 何满才.模具设计与加工-MASTERCAM[M].北京:人民邮电出版社,2002. [3] 葛正浩.Pro/ENGINEER Wildfire塑料模具设计入门与实践.化学工业出版社，2004. [4] 史铁梁.模具设计指导，机械工业出版社，2003. [5] 申开智.塑料成型模具，中国轻工业出版社，2002.

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大型塑料托盘浇注系统的优化设计摘要:塑料托盘的结构复杂、体积庞大,致使模具浇注系统设计难度增大,只凭模具工程师经验,已经很难把握浇注系统设计的合理性。因此,借助模流分析软件Moldflow,对塑料托盘浇注系统进行模拟仿真分析,优化浇口的数目、位置和流道尺寸等,使其达到流道平衡,降低成型托盘制品的体积收缩率等相关缺陷,最终确立最佳的浇注系统设计方案,提高一次试模成功率。关键词:托盘;Moldflow软件;浇注系统;优化设计0前言托盘是一种重要的集装器具,它是在物流领域中适应装卸机械化而发展起来的。由于塑料托盘的性能要求较高,相应地对其设计和制造也提出了较高的要求。由于大型托盘模具的结构复杂,制造成本高,生产周期长,具有一定风险,在国外主要由专业模具厂家进行设计和制造,而且在模具设计中普遍地采用了CAE技术。1塑料托盘模具的浇注系统由于塑性流体在大型模具中的流程比(L/t)较大,所以浇注系统的设计是否合理,将直接影响到塑料熔体压力和温度的损失、流程、保压补料、产品残余、熔接痕、内应力等很多方面,同时也会影响到产品的内外质量和模具使用的刚度、强度。所以浇注系统常常成为大型注射模具优先考虑的主要对象。在浇注系统中,主要要优化[1]浇口的数目、位置和主、分流道的尺寸、形状等几方面的设计。建立有限元模型根据三维实体模型(如图1),建立有限元模型。网格类型为双层面模型[2],并在Moldflow中进行网格自动划分。划分结束后,对网格进行相应的修补,所得的网格模型如图2所示,包含5 204个节点和10 568个单元,网格匹配率达到了91%,模型网格质量很好。浇注系统设计方案浇注系统是熔体从注射机喷嘴进入模具型腔的通道。它的位置、尺寸、形状会直接左右塑件的内在质量与外观质量。如果设计不当,容易导致填充不良、熔接痕、气穴、变形、密度不均匀、内应力过大,甚至于填充不足的弊病。根据托盘的结构特征和企业模具工程师的经验,浇注系统设计[3-4]了3种方案,如图3所示。借助模流分析软件Moldflow进行充填模拟[5],考察最佳设计方案。有图,需要全文与我索取免费

一次性塑料餐具用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的塑料制品，具有毒性较低、熔点较高、可塑性强、生产简便等特点，成为制造价格便宜、随用随弃的一次性餐盒的极佳材料。然而，一次性塑料餐具在带给我们方便的同时，还会产生多种副作用构成对人体的直接污染和对环境的二次污染：一次性发泡餐具在生产过程中要消耗大量属臭氧层消耗物质的发泡剂，从而危及地球的保护伞———臭氧层；由于我国政府已开始限制一次性发泡餐具的生产，所以市面上多有非法厂家所生产的餐盒。如此一来，产品质量尤其是卫生也成了问题；有毒有害物质（如发泡剂），在较高温度下会溶出并被食物吸收，从而对人体造成微量污染，长久沉积损害健康。如果有害物质超标，其危害更大；聚苯乙烯制造的餐盒降解周期极长，在普通环境下可达200年左右。也就是说，在很漫长的一段岁月里，它将“我行我素”，保持自己的高分子形态不变。因此它不仅破坏了环境，而且给人类的生存带来了较大的危害。 一次性木筷我国森林覆盖率仅为16．55％，却是出口一次性木筷的大国。我国北方的一次性筷子产业每年要向日本和韩国出口木筷150亿双，耗材130万立方米，相当于减少森林蓄积量200万立方米。筷子在加工过程中均采用二氧化硫熏蒸的方式漂白，熏蒸的时间越长，筷子越白，闻起来也越酸。制造者在以二氧化硫熏蒸的方式漂白后，通常忽略水煮步骤。残留的二氧化硫和其它物质结合便会成为亚硫酸盐，而亚硫酸盐在医学界被认为可能导致哮喘。同时一次性筷子运输、批发工序繁杂，整个过程多次由不同人经手，而且在运输储藏中为了防潮、防虫等，撒上不同的药品。一次性筷子不仅感官和理化指标达不到，即使最基本的细菌含量等卫生指标也很难达到，存在很大的卫生隐患，是导致各种疾病的发生和传播的媒介。3000双一次性筷子等于一棵20年的大树。我国每年消耗一次性筷子450亿双，耗费木材166万立方米，需要砍伐大约2500万棵大树，减少森林面积200万平方米。一次性筷子隐藏三大危害： 1 损害呼吸功能：一次性筷子制作过程中须经过硫磺熏蒸，所一在使用过程中遇热会释放SO2，侵蚀呼吸道黏膜； 2 损害消化功能：一次性筷子在制作过程中用双氧水漂白，双氧水具有强烈的腐蚀性，对口腔、食道甚至胃肠造成腐蚀；打磨过程中使用滑石粉，清除不干净，在人体内慢慢累积，会使人患上胆结石。 3 病菌感染：经过消毒的一次性筷子保质期最长为4个月，一旦过了保质期很可能带上黄色葡萄菌、大肠杆菌及肝炎病等。