2025年塑料注塑成型師高級(jí)模擬試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10分）1.某薄壁醫(yī)療器材采用PC/ABS共混料注塑成型，成型后發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)銀紋，最可能的原因是（）A.模具溫度過(guò)高B.材料干燥不充分C.注射速度過(guò)慢D.保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)答案：B解析：PC/ABS吸濕性較強(qiáng)，若干燥不充分，水分在料筒高溫下汽化，隨熔體注入模腔后在表面形成銀紋（氣痕）。模具溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致制品收縮增大或粘模；注射速度過(guò)慢可能引起缺料或熔接痕；保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力增加，但不會(huì)直接形成銀紋。2.對(duì)于結(jié)晶型塑料（如PP），提高模具溫度對(duì)制品性能的主要影響是（）A.降低收縮率B.減少結(jié)晶度C.提高表面光澤D.縮短成型周期答案：A解析：結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度與冷卻速度負(fù)相關(guān)。提高模具溫度可減緩冷卻速率，使分子鏈有更多時(shí)間排列結(jié)晶，結(jié)晶更完善，收縮率降低（因結(jié)晶度提高導(dǎo)致體積收縮更充分）。同時(shí)，較高的模具溫度會(huì)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，延長(zhǎng)成型周期；結(jié)晶度增加而非減少；表面光澤主要受模具表面粗糙度和熔體充模狀態(tài)影響。3.多型腔模具設(shè)計(jì)中，平衡式流道的核心要求是（）A.各型腔到主流道的流道長(zhǎng)度相等B.各型腔澆口尺寸完全一致C.流道截面采用圓形D.流道表面粗糙度Ra≤0.8μm答案：A解析：平衡式流道的關(guān)鍵是確保各型腔的熔體流動(dòng)路徑長(zhǎng)度、阻力一致，使熔體同時(shí)充滿所有型腔，避免因充模順序差異導(dǎo)致的尺寸偏差或缺陷。澆口尺寸需根據(jù)型腔體積調(diào)整；流道截面形狀（圓形、梯形等）需結(jié)合材料流動(dòng)性選擇；表面粗糙度影響流動(dòng)阻力，但非平衡設(shè)計(jì)的核心。4.注塑機(jī)液壓系統(tǒng)中，比例閥的主要作用是（）A.控制液壓油流量或壓力的連續(xù)可調(diào)B.防止液壓油反向流動(dòng)C.過(guò)濾液壓油中的雜質(zhì)D.降低系統(tǒng)工作溫度答案：A解析：比例閥通過(guò)電信號(hào)控制輸出流量或壓力，實(shí)現(xiàn)注塑過(guò)程中注射速度、保壓壓力等參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)，滿足精密成型需求。單向閥防止反向流動(dòng)；過(guò)濾器負(fù)責(zé)雜質(zhì)過(guò)濾；冷卻器降低油溫。5.某ABS制品頂出時(shí)發(fā)生變形，經(jīng)檢測(cè)頂針區(qū)域應(yīng)力集中，最有效的解決措施是（）A.增加頂針數(shù)量B.提高頂出速度C.降低模具溫度D.減小保壓壓力答案：A解析：頂針區(qū)域應(yīng)力集中通常因頂出力分布不均或頂針面積過(guò)小。增加頂針數(shù)量可分散頂出力，減少局部壓力；提高頂出速度可能加劇變形；降低模具溫度會(huì)使制品更硬脆，頂出時(shí)易斷裂；減小保壓壓力可能導(dǎo)致收縮，但對(duì)頂出變形改善有限。二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述注塑成型中“短射”缺陷的常見(jiàn)原因及解決方法。答案：短射（缺料）指熔體未完全充滿型腔，常見(jiàn)原因包括：（1）材料流動(dòng)性不足（如材料分子量過(guò)高、溫度過(guò)低）；（2）注射壓力/速度不足，無(wú)法克服流動(dòng)阻力；（3）模具流道/澆口設(shè)計(jì)不合理（如流道過(guò)細(xì)、澆口尺寸過(guò)?。?；（4）料筒供料不足（如料量設(shè)定少、螺桿計(jì)量不準(zhǔn)確）；（5）排氣不良，型腔氣體無(wú)法排出阻礙熔體填充。解決方法：（1）提高料筒溫度或模具溫度以改善流動(dòng)性；（2）增加注射壓力和速度（需避免飛邊）；（3）優(yōu)化流道/澆口尺寸（如擴(kuò)大澆口、縮短流道）；（4）檢查料量設(shè)定，校準(zhǔn)螺桿計(jì)量精度；（5）增設(shè)排氣槽或利用頂針間隙排氣。2.對(duì)比分析熱塑性塑料與熱固性塑料的注塑成型工藝差異。答案：（1）材料特性：熱塑性塑料加熱熔融、冷卻固化，可反復(fù)加工；熱固性塑料加熱時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，固化后不可再熔融。（2）料筒溫度控制：熱塑性塑料需控制在熔融溫度以上（如ABS220-260℃）；熱固性塑料需控制在交聯(lián)反應(yīng)臨界溫度以下（如酚醛樹(shù)脂100-120℃），避免提前固化。（3）模具溫度：熱塑性塑料模具溫度較低（如PE30-50℃），依賴(lài)?yán)鋮s固化；熱固性塑料模具溫度較高（如環(huán)氧樹(shù)脂150-180℃），促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)。（4）成型周期：熱塑性塑料以冷卻時(shí)間為主；熱固性塑料以固化時(shí)間為主（需足夠時(shí)間完成交聯(lián)）。（5）設(shè)備要求：熱固性塑料注塑機(jī)需防固化（如螺桿短、料筒帶冷卻），且需快速注射避免料筒內(nèi)固化。3.解釋“熔體破裂”現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防措施。答案：熔體破裂是高聚物熔體在高剪切速率下，因粘彈性行為導(dǎo)致的流動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。當(dāng)剪切速率超過(guò)臨界值時(shí)，熔體內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)分子鏈間作用力，分子鏈斷裂或取向不一致，表現(xiàn)為制品表面粗糙、波紋或裂紋（常見(jiàn)于高粘度材料如PC、PMMA）。預(yù)防措施：（1）降低注射速度（減少剪切速率）；（2）提高熔體溫度（降低粘度，減少剪切應(yīng)力）；（3）增大澆口尺寸（降低澆口處剪切速率）；（4）優(yōu)化模具流道設(shè)計(jì)（減少截面突變，避免流動(dòng)死角）；（5）添加潤(rùn)滑劑（如硅酮母粒）改善熔體流動(dòng)性。4.簡(jiǎn)述注塑成型中“后收縮”的產(chǎn)生原因及控制方法。答案：后收縮指制品脫模后因內(nèi)部應(yīng)力釋放、結(jié)晶完善或吸濕等導(dǎo)致的尺寸持續(xù)變化。原因包括：（1）結(jié)晶型塑料（如PA、POM）脫模時(shí)結(jié)晶未完全，后續(xù)繼續(xù)結(jié)晶導(dǎo)致體積收縮；（2）注塑過(guò)程中分子鏈取向凍結(jié)，脫模后應(yīng)力松弛引發(fā)收縮；（3）吸濕性材料（如PA）吸收環(huán)境水分后分子鏈膨脹（與收縮方向相反，但總趨勢(shì)可能表現(xiàn)為尺寸變化）?？刂品椒ǎ海?）延長(zhǎng)保壓時(shí)間，增加補(bǔ)料，減少內(nèi)部空洞和應(yīng)力；（2）提高模具溫度，減緩冷卻速率，使結(jié)晶更充分（針對(duì)結(jié)晶塑料）；（3）調(diào)整工藝參數(shù)（如降低注射速度）減少分子鏈取向；（4）對(duì)制品進(jìn)行后處理（如退火：PA在120℃烘箱中保溫2h，釋放應(yīng)力）；（5）控制環(huán)境濕度（如PA制品存儲(chǔ)在50%RH環(huán)境中）。5.分析注塑機(jī)“背壓”對(duì)成型質(zhì)量的影響。答案：背壓（螺桿預(yù)塑時(shí)熔體的反壓力）主要影響：（1）塑化質(zhì)量：提高背壓可增加熔體剪切，促進(jìn)材料混合均勻（如色母分散）、排除氣體（減少氣泡），但過(guò)高會(huì)導(dǎo)致熔體過(guò)熱分解（如PVC）；（2）熔體密度：背壓增大，熔體被壓縮，密度提高，制品收縮率降低（但需匹配保壓參數(shù)）；（3）計(jì)量精度：背壓穩(wěn)定可使螺桿計(jì)量更準(zhǔn)確（熔體密度一致），避免注射量波動(dòng)；（4）成型周期：背壓過(guò)高會(huì)延長(zhǎng)預(yù)塑時(shí)間（螺桿后退速度減慢），增加周期。典型背壓范圍：通用塑料（PE、PP）5-15bar，工程塑料（PC、PA）15-30bar，熱敏性塑料（PVC）≤10bar。三、工藝分析題（每題10分，共30分）1.某汽車(chē)儀表板骨架（材料為GMT，玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料）注塑成型時(shí)，出現(xiàn)纖維分布不均（局部纖維含量過(guò)高）和表面浮纖缺陷，試分析原因并提出解決方案。答案：原因分析：（1）GMT材料流動(dòng)性受纖維長(zhǎng)度影響大，注射速度過(guò)高時(shí)，纖維因慣性向流動(dòng)前沿聚集，導(dǎo)致局部纖維含量高；（2）模具溫度過(guò)低，熔體表層快速冷卻，纖維無(wú)法被樹(shù)脂充分包裹，浮于表面；（3）澆口設(shè)計(jì)不合理（如澆口過(guò)?。?，熔體通過(guò)澆口時(shí)剪切速率過(guò)高，纖維斷裂或取向異常；（4）材料預(yù)干燥不足，樹(shù)脂與纖維界面結(jié)合力弱，纖維易分離。解決方案：（1）降低注射速度（避免纖維過(guò)度取向），采用多級(jí)注射（低速填充+高速補(bǔ)壓）；（2）提高模具溫度（80-100℃），延長(zhǎng)表層熔體流動(dòng)時(shí)間，促進(jìn)樹(shù)脂包裹纖維；（3）優(yōu)化澆口設(shè)計(jì)（如采用扇形澆口，增大截面積），減少剪切應(yīng)力；（4）加強(qiáng)材料干燥（120℃×4h），提高樹(shù)脂與纖維的界面結(jié)合力；（5）調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速（降低至30-40rpm），減少纖維斷裂（GMT纖維長(zhǎng)度通常需保留6-12mm）。2.某薄壁電子連接器（壁厚0.8mm，材料為L(zhǎng)CP，液晶聚合物）需達(dá)到IT7級(jí)尺寸精度，分析影響其尺寸穩(wěn)定性的關(guān)鍵工藝參數(shù)及控制方法。答案：關(guān)鍵參數(shù)及控制：（1）料筒溫度：LCP熔點(diǎn)高（300-350℃），溫度波動(dòng)±5℃會(huì)導(dǎo)致熔體粘度變化顯著（影響充模均勻性），需采用高精度溫控（±1℃）；（2）注射壓力與速度：薄壁件需高注射壓力（120-150MPa）和高速（80-90%射速），但需避免過(guò)壓導(dǎo)致飛邊，可采用多級(jí)注射（高速填充+低速保壓）；（3）模具溫度：LCP結(jié)晶速度快，模具溫度（120-150℃）需穩(wěn)定，溫差≤3℃，否則結(jié)晶度不均導(dǎo)致收縮差異；（4）保壓壓力與時(shí)間：保壓壓力需為注射壓力的60-70%（80-100MPa），保壓時(shí)間需足夠（5-8s），避免因補(bǔ)料不足導(dǎo)致收縮；（5）冷卻時(shí)間：LCP熱導(dǎo)率低，冷卻時(shí)間需延長(zhǎng)（10-15s），但需避免過(guò)度冷卻導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力；（6）材料干燥：LCP吸濕性低（<0.02%），但仍需干燥（150℃×2h），避免水分影響熔體流動(dòng)性。3.某家電外殼（材料為HIPS，高抗沖聚苯乙烯）成型后，表面出現(xiàn)“虎皮紋”（交替的亮暗條紋），試從材料、工藝、模具三方面分析原因并提出改進(jìn)措施。答案：（1）材料方面：HIPS中橡膠相分散不均，或材料分子量分布過(guò)寬（低分子量組分易遷移至表面），導(dǎo)致表面光澤差異。措施：更換分散性更好的HIPS牌號(hào)（如添加相容劑的改性料）。（2）工藝方面：注射速度過(guò)低，熔體前沿冷卻形成冷料，與后續(xù)熔體融合不良；模具溫度過(guò)低，表層固化快，后續(xù)熔體無(wú)法覆蓋冷料層。措施：提高注射速度（60-70%射速），使熔體前沿保持高溫；提高模具溫度（40-50℃），延緩表層固化。（3）模具方面：流道/澆口設(shè)計(jì)不合理（如流道過(guò)長(zhǎng)、澆口尺寸過(guò)小），導(dǎo)致熔體流動(dòng)前沿速度不一致；模具表面粗糙度不均（局部Ra>0.4μm），影響熔體鋪展。措施：縮短流道長(zhǎng)度，增大澆口尺寸（如由φ2mm改為φ3mm）；拋光模具表面至Ra≤0.2μm，確保熔體均勻流動(dòng)。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某矩形制品尺寸為200mm×150mm×3mm（長(zhǎng)×寬×厚），材料為POM（收縮率1.8%），采用一模一腔，澆口為側(cè)澆口（截面尺寸2mm×3mm），注塑機(jī)最大注射量為200cm3，計(jì)算：（1）制品體積（忽略飛邊）；（2）所需注射量（考慮10%的料柄及流道體積）；（3）判斷該注塑機(jī)是否適用（POM密度1.41g/cm3）。答案：（1）制品體積=長(zhǎng)×寬×厚=200×150×3=90000mm3=90cm3。（2）料柄及流道體積=90×10%=9cm3，總注射量=90+9=99cm3。（3）注塑機(jī)最大注射量為200cm3>99cm3，適用。2.某圓形制品投影面積為800cm2，材料為PC（熔體粘度η=1000Pa·s），注射速度v=5cm/s，模具平均厚度h=4mm，計(jì)算所需鎖模力（安全系數(shù)取1.2，注射壓力P=η×v/h）。答案：（1）注射壓力P=η×v/h=1000Pa·s×5cm/s÷4mm=1000×0.05m/s÷0.004m=12500Pa=12.5MPa（注：?jiǎn)挝晦D(zhuǎn)換：5cm/s=0.05m/s，4mm=0.004m）。（2）鎖模力F=投影面積×注射壓力×安全系數(shù)=800cm2×12.5MPa×1.2=800×10??m2×12.5×10?Pa×1.2=800×10??×12.5×10?×1.2=1200000N=1200kN（1kN=1000N）。五、綜合應(yīng)用題（20分）某新能源汽車(chē)電池包支架（材料為PA66+30%GF，玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66）要求耐溫120℃、拉伸強(qiáng)度≥150MPa、尺寸精度IT8級(jí)，且需通過(guò)IP67防水測(cè)試。現(xiàn)生產(chǎn)中出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）支架安裝孔尺寸超差（+0.3mm）；（2）防水密封面存在微裂紋；（3）拉伸強(qiáng)度僅130MPa。結(jié)合材料特性與成型工藝，分析原因并制定改進(jìn)方案。答案：原因分析與改進(jìn)方案：（1）安裝孔尺寸超差：PA66+30%GF收縮率約0.5-0.8%（各向異性顯著），可能因：①模具溫度不均（局部冷卻快，收縮?。?；②保壓不足（孔位補(bǔ)料不充分，收縮過(guò)大）；③纖維取向?qū)е驴孜辉诹鲃?dòng)方向收縮率差異。改進(jìn)：①優(yōu)化模具冷卻系統(tǒng)（孔位附近增設(shè)冷卻水道，溫差≤5℃）；②提高保壓壓力（由60MPa增至80MPa），延長(zhǎng)保壓時(shí)間（由5s增至8s）；③調(diào)整澆口位置（使孔位處于流動(dòng)末端，減少纖維取向影響）。（2）密封面微裂紋：PA66吸濕性高（平衡吸濕率2.5%），可能因：①材料干燥不充分（水分導(dǎo)致熔體水解，分子鏈斷裂）；②模具溫度過(guò)低（表層快速冷卻，內(nèi)應(yīng)力集中）；③頂出時(shí)局部應(yīng)力過(guò)大（頂針位置靠近密封面）。改進(jìn)：①加強(qiáng)干燥（120℃×6h，含水率≤0.1%）；②提高模具溫度（80-90℃），減緩冷卻速率；③調(diào)整頂針位置（遠(yuǎn)離密封面），增加頂針數(shù)量（分散頂出力）。（3）拉伸強(qiáng)度不足：PA66+30%GF強(qiáng)度依賴(lài)?yán)w維長(zhǎng)度（理想保留長(zhǎng)度0.3-0.5mm），可能因：①螺桿剪切力過(guò)大（纖維斷裂嚴(yán)重）；②注射速度過(guò)高（纖