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摘 要

聚乳酸是一种通过乳酸单体经缩合反应去掉水分子而获得的可生物降解的高聚物，可广泛应用于塑料包装、生物医药、纺织纤维等领域。对于用完后的聚乳酸制品，可将其置于堆肥中快速降解,降解生成的二氧化碳和水继续参与植物的光合作用，从而形成一个碳循环过程，满足绿色环保的要求，减少了人们对石油资源的使用，它可以为解决环境污染和石油依赖问题提供强有力的物质支持。

本文研究的是聚乳酸基塑料杯的注塑成型的车间设计，主要是把塑料的制造和注塑技术相结合从而实际的在车间中运用。首先，通过利用PLA的化学性质结合注塑技术研究设计出一个合适的加工生产方案。其次，需以聚乳酸的工艺计算和模具的设计为基础来选定设备，以此标准为核心设计车间结构、车间平面布局以及工艺流程图，在此设计过程中应合理处理三废和安全生产等问题。最后，综合人力物力和运行成本预算车间总成本。单靠理论不能很好的完成以上流程，必须结合实地的考察完成设计。

关键词：PLA 注塑成型 车间设计

Design of Injection Molding Workshop for PLA-based Plastic Cup

Abstract

Polylactic acid is a biodegradable polymer obtained by removing water molecules by condensation reaction of lactic acid monomers. Can be widely used in plastic packaging, biomedicine, textile fiber and other fields. For the polylactic acid products after use, they can be quickly degraded in the compost, and the carbon dioxide and water generated by the degradation continue to participate in the photosynthesis of the plants, thereby forming a carbon cycle process, meeting the requirements of environmental protection and reducing people's oil. The use of resources, which can provide strong material support for solving environmental pollution and oil dependence problems.
This paper studies the workshop design of injection molding of polylactic acid-based plastic cups, which mainly combines the manufacture of plastics and injection molding technology to be practically used in the workshop. First, a suitable processing and production scheme was designed by using the chemical properties of PLA combined with injection molding technology. Secondly, it is necessary to select equipment based on the process calculation of polylactic acid and the design of the mold. The standard is used as the core to design the workshop structure, plan and process flow chart. Finally, the total cost of the workshop is calculated by combining human and material resources and operating costs. The above process cannot be completed well by theory alone, and the design must be completed in conjunction with the field investigation.

Keywords：PLA；Injection molding；Workshop design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 概述 1

1.2 聚乳酸的结构与性能 2

1.2.1 聚乳酸的结构 2

1.2.2 聚乳酸的性质和性能 3

1.3 聚乳酸的合成制备方法 3

1.3.1 聚乳酸的主要制备方法 4

1.4 聚乳酸的产业化现状 4

1.5 本课题研究的内容及意义 5

1.5.1 本课题研究的内容 5

1.5.2 本课题研究的目的和意义 5

第二章 工艺流程设计 6

2.1 概述 6

2.2 工艺流程选择 6

2.3 聚乳酸工艺流程设计的任务 8

2.4 聚乳酸生产方法和工艺流程步骤的确定过程 9

2.5 聚乳酸的注塑成型工艺流程 9

2.6 聚乳酸的注塑成型工艺条件参数的选择 11

2.6.1 温度 11

2.6.2 压力 12

2.6.3 时间 13

2.7 聚乳酸的注射工艺参数 14

第三章 工艺计算 15

3.1 物料衡算 15

3.1.1 物料衡算的意义 15

3.1.2 物料衡算之前的准备 15

3.1.3 物料衡算的方法 15

3.1.4 物料衡算的步骤 16

3.1.5 物料衡算的计算过程 16

3.2 能量衡算 18

3.2.1 能量衡算的意义 18

3.2.2 能量衡算时应注意问题 18

3.2.3 能量衡算的方法 18

3.2.4 能量衡算的步骤 19

3.2.5 计算过程与结果 19

第四章 设备选型及计算 21

4.1 设备选型总原则及要求 21

4.1.1 设备选型的原则 21

4.1.2 设备选型的要求 21

4.2 选择步骤 22

4.3 注塑机的选择 22

4.4 注塑机选择的具体计算 24

4.4.1 注塑机最大注射量的计算 24

4.4.2 注塑机锁模力的计算 24

4.5 注塑机有关参数的校核 26

4.5.1 最大注射量校核 26

4.5.2 锁模力校核 26

4.5.3 注射压力的校核 26

4.5.4 模具厚度(Hm)校核 27

4.5.5 开模行程(S)校核 27

4.6 计算并分析实际所需注塑机台数 28

第五章 生产车间总平面及布置设计 30

5.1 概述 30

5.2 车间总平面图的设计内容 30

5.2.1 车间布置设计的内容 30

5.2.2 车间总平面的设计内容 30

5.3 总平面设计的规划 31

5.3.1 车间的具体布置安排 31

5.4 注塑生产车间的结构设计 32

5.5 生产车间总平面CAD图及布局设计 33

第六章 产品质量检测及后处理 34

6.1 概述 34

6.2 塑料杯的质检方法 34

6.3 制品出现的缺陷产生原因及解决方法 34

第七章 注塑车间的组织管理与经济核算 37

7.1 概述 37

7.1.1 车间管理 37

7.1.2 车间生产组织 37

7.1.3 车间人员的安排 38

7.2 车间经济核算 38

第八章 三废处理与安全生产 40

8.1 三废处理方法 40

8.1.1 废气处理 40

8.1.2 废水处理 40

8.1.3 废料处理 40

8.2 安全生产 41

8.2.1 安全生产的预防措施 41

第九章 结论与展望 42

参考文献 43

致 谢 44

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