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2025年塑料制品加工技術(shù)高級(jí)及答案一、單項(xiàng)選擇題(每題2分,共20分)1.以下哪種增塑劑符合2025年歐盟REACH法規(guī)關(guān)于鄰苯二甲酸酯類限制要求?A.鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)B.乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)C.鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)D.鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)2.微發(fā)泡注塑成型技術(shù)中,超臨界流體(SCF)的主要作用是?A.提高熔體黏度B.降低材料密度C.增加制品收縮率D.增強(qiáng)表面光澤度3.結(jié)晶型塑料(如聚丙烯PP)注射成型時(shí),模具溫度對(duì)制品性能的影響規(guī)律是?A.模具溫度越高,結(jié)晶度越低,沖擊強(qiáng)度越高B.模具溫度越高,結(jié)晶度越高,剛性越好C.模具溫度越低,結(jié)晶度越高,尺寸穩(wěn)定性越好D.模具溫度對(duì)結(jié)晶型塑料結(jié)晶度無(wú)顯著影響4.擠出成型中,若制品出現(xiàn)“鯊魚(yú)皮”缺陷,最可能的原因是?A.螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)低B.口模溫度過(guò)高C.熔體剪切速率超過(guò)臨界值D.冷卻水溫過(guò)高5.熱固性塑料(如酚醛樹(shù)脂)模壓成型時(shí),保壓時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致?A.制品表面出現(xiàn)縮孔B.交聯(lián)反應(yīng)不完全,力學(xué)性能下降C.模具磨損加劇D.制品收縮率減小6.2025年推廣的“低碳注塑”技術(shù)中,核心優(yōu)化方向是?A.提高注射壓力B.縮短冷卻時(shí)間C.采用電磁感應(yīng)加熱代替電阻加熱D.增加螺桿長(zhǎng)徑比7.吹塑成型中,型坯下垂(型坯自重拉伸)會(huì)導(dǎo)致?A.制品壁厚均勻性提高B.型坯長(zhǎng)度縮短,無(wú)法覆蓋模具型腔C.制品底部壁厚減薄D.吹脹比增大,制品透明度提升8.生物基PLA(聚乳酸)薄膜擠出時(shí),為防止水解降解,最關(guān)鍵的預(yù)處理步驟是?A.干燥至含水率低于0.02%B.添加抗氧劑C.提高擠出溫度至250℃以上D.降低螺桿轉(zhuǎn)速至30rpm以下9.多組分注塑(如硬膠+軟膠二次注塑)中,界面結(jié)合強(qiáng)度不足的主要原因是?A.一次注塑制品冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)B.二次注塑熔體溫度過(guò)低C.模具分型面精度不足D.兩種材料的熔體流動(dòng)速率(MFR)差異過(guò)大10.塑料模具表面PVD(物理氣相沉積)涂層的主要作用是?A.提高模具導(dǎo)熱性B.增強(qiáng)表面硬度和耐磨性C.降低模具加工成本D.改善塑料熔體的流動(dòng)性二、填空題(每空1分,共20分)1.注塑機(jī)鎖模力計(jì)算公式為:鎖模力(kN)=制品投影面積(cm2)×()×安全系數(shù)(通常取1.1~1.3)。2.PET瓶坯注射成型時(shí),模具冷卻水路設(shè)計(jì)需遵循“()”原則,以確保瓶坯各部位冷卻均勻。3.擠出機(jī)螺桿可分為加料段、壓縮段和()段,其中壓縮段的主要作用是()。4.熱塑性彈性體(TPE)注塑成型時(shí),若制品出現(xiàn)“熔接痕”缺陷,可通過(guò)提高()或()來(lái)改善。5.生物降解塑料(如PBAT)的降解速率主要受()、()和微生物種類影響。6.微納層疊共擠出技術(shù)可制備()層以上的復(fù)合薄膜,其核心優(yōu)勢(shì)是()。7.注射壓縮成型中,模具的()動(dòng)作可有效減少制品內(nèi)應(yīng)力,適用于()(填“厚壁”或“薄壁”)制品生產(chǎn)。8.塑料齒輪注射成型時(shí),為保證齒形精度,模具型腔需預(yù)留()補(bǔ)償量,通常通過(guò)()技術(shù)測(cè)量實(shí)際收縮率后調(diào)整。9.擠出吹塑中空制品的壁厚控制主要通過(guò)()實(shí)現(xiàn),其原理是根據(jù)()反饋調(diào)節(jié)型坯壁厚分布。10.2025年新型“智能注塑機(jī)”集成了()系統(tǒng),可通過(guò)實(shí)時(shí)采集熔體壓力、溫度等數(shù)據(jù),結(jié)合()算法自動(dòng)優(yōu)化工藝參數(shù)。三、簡(jiǎn)答題(每題8分,共40分)1.分析注塑制品“飛邊”(溢料)產(chǎn)生的主要原因,并提出3項(xiàng)針對(duì)性解決措施。2.對(duì)比擠出成型中“熔體破裂”與“鯊魚(yú)皮”缺陷的表現(xiàn)特征、形成機(jī)理及預(yù)防方法。3.闡述生物基PLA(聚乳酸)與傳統(tǒng)PE(聚乙烯)在擠出吹膜工藝中的關(guān)鍵差異(至少4點(diǎn))。4.模具溫度對(duì)注塑制品性能的影響具有雙重性,試從結(jié)晶度、內(nèi)應(yīng)力、表面質(zhì)量三方面展開(kāi)分析。5.2025年推行的“塑料加工減碳指南”中,要求企業(yè)需在成型過(guò)程中降低30%以上的單位產(chǎn)品能耗。請(qǐng)結(jié)合注塑、擠出、吹塑三大工藝,各提出2項(xiàng)具體的節(jié)能技術(shù)或措施。四、綜合分析題(20分)某企業(yè)擬生產(chǎn)一款新能源汽車用聚丙烯(PP)電池包上蓋,要求制品厚度3mm,尺寸500mm×400mm×80mm,表面需達(dá)到A級(jí)外觀(無(wú)縮痕、熔接痕),且需通過(guò)-40℃低溫沖擊測(cè)試(沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2)。已知原料為高流動(dòng)性PP(MFR=35g/10min),添加20%滑石粉改性。請(qǐng)完成以下分析:(1)確定該制品的成型工藝(注塑/擠出+熱成型/吹塑),并說(shuō)明選擇依據(jù);(2)設(shè)計(jì)注塑模具的澆注系統(tǒng)(主流道、分流道、澆口類型),并解釋設(shè)計(jì)理由;(3)制定關(guān)鍵成型工藝參數(shù)(注射壓力、模具溫度、冷卻時(shí)間),并分析參數(shù)對(duì)制品性能的影響;(4)提出2項(xiàng)提升低溫沖擊強(qiáng)度的工藝優(yōu)化措施。---參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.B4.C5.B6.C7.C8.A9.B10.B二、填空題1.型腔平均壓力(MPa)2.短路徑、大流量、對(duì)稱分布3.計(jì)量(均化);壓縮物料、排除氣體、使物料進(jìn)一步塑化4.熔體溫度;模具溫度(或注射速度)5.溫度;濕度(或pH值)6.1000;顯著提升阻隔性/力學(xué)性能(或降低材料用量)7.壓縮;厚壁8.收縮率;模流分析(或?qū)嶋H試模)9.儲(chǔ)料式機(jī)頭(或程序控制口模);制品形狀/尺寸要求10.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT);機(jī)器學(xué)習(xí)(或AI)三、簡(jiǎn)答題1.飛邊產(chǎn)生原因:①鎖模力不足(制品投影面積×型腔壓力>注塑機(jī)額定鎖模力);②模具分型面貼合不緊密(存在異物、磨損或加工精度不足);③注射壓力/保壓壓力過(guò)高;④熔體溫度過(guò)高導(dǎo)致黏度下降,流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)。解決措施:①增加鎖模力(更換更大噸位注塑機(jī)或調(diào)整鎖模參數(shù));②清理模具分型面,修復(fù)磨損部位(如拋光或補(bǔ)焊);③降低注射壓力/保壓壓力,縮短保壓時(shí)間;④適當(dāng)降低熔體溫度(需兼顧充模完整性)。2.熔體破裂與鯊魚(yú)皮對(duì)比:-表現(xiàn)特征:熔體破裂為表面粗糙、出現(xiàn)明顯裂紋或破碎;鯊魚(yú)皮為表面呈現(xiàn)細(xì)微的橫向皺紋(類似鯊魚(yú)皮)。-形成機(jī)理:熔體破裂是熔體剪切速率超過(guò)臨界值(>10?s?1),導(dǎo)致大分子鏈斷裂或取向不均勻;鯊魚(yú)皮是熔體與口模壁間的黏滑現(xiàn)象(熔體在口模壁周期性黏附-滑動(dòng))。-預(yù)防方法:熔體破裂需降低剪切速率(降低螺桿轉(zhuǎn)速/增大口模尺寸)、提高熔體溫度(降低黏度);鯊魚(yú)皮需提高口模表面光潔度(Ra<0.2μm)、增加口模長(zhǎng)度(延長(zhǎng)熔體停留時(shí)間)或添加潤(rùn)滑劑(如硬脂酸鈣)。3.PLA與PE擠出吹膜關(guān)鍵差異:①吸濕性:PLA易吸水水解(需干燥至含水率<0.02%),PE無(wú)需干燥;②加工溫度:PLA加工窗口窄(170-200℃),超過(guò)220℃易分解;PE加工溫度寬(180-280℃);③熔體強(qiáng)度:PLA熔體強(qiáng)度低(需添加擴(kuò)鏈劑或采用高長(zhǎng)徑比螺桿),PE熔體強(qiáng)度高;④冷卻速率:PLA結(jié)晶速率慢(需強(qiáng)冷提高結(jié)晶度),PE結(jié)晶速率快(冷卻過(guò)快易導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力);⑤降解性:PLA需堆肥條件降解,PE不可降解(需添加降解母料)。4.模具溫度的雙重影響:①結(jié)晶度:模具溫度升高,分子鏈有更多時(shí)間排列,結(jié)晶度提高(剛性、耐熱性提升,但韌性可能下降);溫度過(guò)低則結(jié)晶不充分,制品易收縮變形。②內(nèi)應(yīng)力:模具溫度高,熔體冷卻慢,分子取向松弛更充分,內(nèi)應(yīng)力降低(制品尺寸穩(wěn)定性好);溫度過(guò)低,表層快速冷卻形成硬殼,內(nèi)部收縮受約束,內(nèi)應(yīng)力增大(易開(kāi)裂)。③表面質(zhì)量:模具溫度高,熔體與模具貼合更緊密,表面光澤度提高(減少流痕、熔接痕);但溫度過(guò)高可能導(dǎo)致粘模或冷卻時(shí)間延長(zhǎng)(生產(chǎn)效率下降)。5.節(jié)能技術(shù)措施:注塑:①采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)(比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)節(jié)能30%-50%);②模具熱流道技術(shù)(減少冷料浪費(fèi),降低加熱能耗);③電磁感應(yīng)加熱料筒(熱效率>90%,比電阻加熱節(jié)能40%)。擠出:①螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)(如屏障型螺桿提高塑化效率,降低能耗);②雙階擠出機(jī)(第一階塑化,第二階減壓排氣,減少能量損失);③冷卻系統(tǒng)優(yōu)化(采用閉環(huán)水冷+熱交換回收余熱)。吹塑:①快速冷卻模具(如銅合金模具提高導(dǎo)熱效率,縮短周期);②型坯壁厚動(dòng)態(tài)控制(減少材料浪費(fèi),間接降低能耗);③節(jié)能型空壓機(jī)(變頻控制,減少空載損耗)。四、綜合分析題(1)成型工藝選擇:注塑成型。依據(jù):制品為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁(3mm)大件(500×400mm),需高精度尺寸和A級(jí)外觀,注塑工藝可一次成型,滿足形狀復(fù)雜度和表面質(zhì)量要求;擠出+熱成型難以保證薄壁大件的尺寸精度,吹塑無(wú)法成型帶復(fù)雜結(jié)構(gòu)的上蓋。(2)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì):①主流道:采用圓錐形(錐度2°-4°),入口直徑φ8-10mm(匹配注塑機(jī)噴嘴),長(zhǎng)度≤60mm(減少壓力損失);②分流道:梯形截面(深度6-8mm,寬度8-10mm),對(duì)稱分布于制品中心兩側(cè)(平衡充模);③澆口:采用潛伏式澆口(直徑φ1.5-2mm),位于制品邊緣非外觀面(避免澆口痕影響A級(jí)表面)。設(shè)計(jì)理由:圓錐形主流道便于凝料脫出;梯形分流道兼顧壓力傳遞和冷卻效率;潛伏式澆口可自動(dòng)切斷,減少后處理,且隱藏澆口痕跡。(3)關(guān)鍵工藝參數(shù):①注射壓力:80-100MPa(高流動(dòng)性PP+滑石粉填充,需足夠壓力克服流動(dòng)阻力,避免短射);②模具溫度:60-80℃(提高結(jié)晶度,減少內(nèi)應(yīng)力,同時(shí)保證表面光澤);③冷卻時(shí)間:25-35s(根據(jù)模具冷卻效率調(diào)整,確保制品出模不變形)。參數(shù)影響:注射壓力過(guò)高易導(dǎo)致飛

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