培养高职学生注塑制品缺陷分析及解决能力教学法初探
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）06-0168-02
注塑成型是塑料成型中最重要的一种工艺，它的最大优点是可以一次成型结构复杂的制品，注塑制品应用于国民经济的各个领域。但注塑制品在成型过程中常会出现如：填充不足、凹陷、翘曲变形等各种缺陷。本文以高分子单招学生对注塑制品表面缺陷分析及对策的教学法为例，从影响注塑制品质量的几个因素（材料、成型工艺、模具设计）着手，分析注塑制品的表观缺陷产生的原因及其对策。
一、问题提出
由于注塑成型是塑料成型中应用最为广泛的一种成型方法，能生产结构复杂、尺寸精确的制品，生产周期短，自动化程度高。塑料注塑制品广泛应用于汽车、电子电器、建材、医疗器械等产业，推动了这些产业的发展。随着我国塑料加工业的迅猛发展，塑料制品的产量、质量、效益都有了大幅度的提高，使得我国跨人了世界十大塑料制品生产国的行列。但与国际先进水平相比，不论是塑料制品的花色品种和档次，还是内在质量及外观，都存在一定的差距。为此，目前企业对于注塑工程技术人员及熟练注塑机操作人员的需要量大。为了适应21世纪我国塑料工业迅猛发展的要求，武汉职业技术学院轻工学院开设了高分子材料加工技术专业，并于2011年开始至今一直对本专业学生实行单招单考，即对中职毕业生、职业高中学生进行单招。
《塑料注射成型》是高分子材料加工技术专业的一门专业核心课程。该课程目标明确规定：“熟悉注射机的结构组成、工作原理、安全操作、保养维护；熟悉塑料注射成型工艺过程，掌握常用塑料注射成型工艺的特点，成型工艺条件的确定；能对注塑制品成型过程中常见的质量问题起进行分析并能有效地解决。”该课程最根本的目标是要求学生能运用注塑成型理论知识，掌握注塑成型技能，在生产过程中能快速解决生产异常问题，提升良品率及生产效率。而通过单招这一门槛相对较低渠道进校的高分子材料加工技术专业学生，自身存在基础知识薄弱，对高分子材料专业学习兴趣不高，理解能力、自主学习的能动性相对较差。
针对高分子专业单招学生的状况及塑料注射成型课程的特点，如果按照以前有些老师常规的教学方法，将塑料材料成型加工的基础理论、塑料材料注塑成型特点、注塑成型设备及操作、注塑工艺及制品质量控制等内容学习完后，再进行两周注塑操作实习。无奈学生没有进行注塑生产过程的系统训练，很难将相关知识内容串联起来，运用所学知识去解决生产中实际问题，无法提高分析及解决问题的能力。笔者在多年的教学实践中，以该课程目标为指导方针，依据高职高分子材料应用技术人才培养规格，确立以职业活动过程为导向，以“工学结合”为切入点，组织实施教学，总结出了提高学生注塑生产实际分析及解决问题能力的教学法。
二、制品缺陷分析及解决能力训练方法
塑料注塑成型课程标准是以素质教育和促进学生职业岗位发展为根本宗旨，旨在培养学生运用注塑成型理论知识及注塑成型基本技能，在注塑制品生产过程中能准确判断并快速解决生产异常问题，提升良品率及生产效率。而针对高分子单招学生要提高分析及解决注塑制品缺陷问题的关键，是要帮助学生在学习中获得学习成就感，增强其对该专业课学习兴趣，发挥学生学习积极性。因此，我们对塑料注塑成型加工岗位典型工作任务与职业能力进行剖析，以典型塑料注塑制品为载体，以工作过程系统化过程组织教学，改善教学方法，锻炼学生工作思路与方法，提高学生的学习兴趣，培养学生分析和解决实际问题的能力，加强理论与实践教学的结合，促进了学生对专业知识的吸收。归纳起来有：
1.调整课程结构，合理组织教学内容。按照塑料注塑岗位所需的理论和技能要求，整合教学内容，体现职业岗位需要什么，学生就学什么，理论知识遵循“必需、够用、实用”的原则。着重培养学生的岗位加工操作技能、塑料注塑制品质量控制、生产岗位的设备维护及故障处理等方面的能力。
2.注塑车间作为教学主场地。以“工学结合”为切入点，将教学主场地由教室转为注塑车间，从塑料材料的成型特点与塑化情况，注塑设备的结构及作用，注塑模具的结构及上、下模具的操作，注塑机的安全操作，塑料制品的成型过程，成型工艺条件的调整，制品的缺陷产生的原因及解决方法等模块知识及技能的教学过程均在实践操作中完成。
3.教师故障设定。为了还原注塑制品生产过程中可能遇到的实际问题，同时更有效地培养学生分析及解决问题的能力，在实施教学的过程中，教师有意事先在学生不知情的情况下，从原料选择、设备操作、模具安装、工艺参数调整等方面设置必要的故障，由学生根据所学知识分析判断故障原因，并排除故障。
4.学生必要的归纳总结。在整个典型注塑制品生产的教学实施过程中，为了充分发挥学生的学习主观能动性，对每个环节的学习，均要求每个学生首先进行必要的归纳总结，然后每小组进行汇总，最后将各组总结进行全班性的点评。使学生对理论知识更加理解，技能操作更加规范熟练。
三、制品缺陷分析及解决能力训练内容
在注塑成型过程中，制品的质量与所用塑料原料质量、注射成型设备类型、模具的设计与制造精度、成型工艺参数的设定与控制、生产环境和操作者的状况等有关，其中任何一项出现问题，都将影响制品的质量，使制品产生缺陷。
在注塑成型工学结合教学实施过程中，我们以标准注塑拉伸试样制品为例，提供了HDPE、LDPE、PP、ABS、PVC五种原料，要求生产五种原料的标准注塑拉伸试样。从影响注塑制品质量的几个因素（塑料材料、模具、成型工艺）着手，锻炼和培养学生对注塑制品的表观缺陷产生原因的分极及解决能力。 1.塑料原料质量对制品缺陷的影响训练
注塑成型所用原料是否正确（品种、规格、牌号等）；原料的色泽、颗粒形状及均匀性、有无杂质；原料的物理性能（熔体流动速率、含水量及收缩率等）是否符合要求等都会产生制品缺陷。如原料流动性太好，易出现溢边；而熔体流动性差，又可能造成制品充不满或凹陷；原料中水分过多又可能造成熔接痕、银纹、水花、气泡等；原料收缩率太大，可能造成凹陷；原料回收料过多，可能造成缺料、真空泡、裂纹等缺陷。针对原料对制品质量的影响，在教学过程中，学生根据不同原料的成型特点进行严格的选料、检验、原料的干燥处理及物理性能检测等注塑成型准备工作，并对在成型过程中因原料造成的制品缺陷及时作出处理。
2.模具对制品缺陷的影响训练
注塑模具结构设计合理与否，直接影响注塑制品的成型，特别是模具浇口位置与尺寸大小、流道尺寸、模具冷却系统、顶出系统、脱模系统等设计。
在教学实施过程中，针对标准注塑拉伸试样模具设计中出现的浇口及流道的尺寸过小，而使制品注不满或凹陷，学生提出修改模具，加宽加厚模具的浇口及流道尺寸，经过修改后的模具解决了因模具设计问题而引起的制品注不满或凹陷缺陷；模具因无冷却系统而使制品打到一定数量后制品出现严重收缩问题，针对这种收缩现象，学生通过适当降低成型温度或停机一段时间再生产等方法解决问题；因模具安装调试等问题而出现溢边、制品拉伤、顶白等缺陷，学生通过调整模具的锁模力或锁模时间、顶出力或顶出行程等方法解决模具安装调试造成的缺陷。通过训练学生了解到合理的模具结构设计对注塑制品的成型及质量很关键，修改模具的成本很高，风险也很大，同时模具的安装调试也不容忽视。
3.注塑成型工艺对制品缺陷的影响训练
注塑成型制品常见的缺陷主要是由注塑成型工艺技术条件中工艺参数设置不当、配合不良、不能相互弥补和调节不当造成的，正确地把握缺陷的尺度和消除产品缺陷的方法是非常重要的。
在实施工学结合教学过程中，学生根据不同原料的注塑成型特点，设置成型温度、加料量、注射压力、保压压力、保压时间、冷却时间、注射速度、开合模行程及顶出参数等工艺条件，根据预设参数打出制品，制品可能出现注不满、凹陷、气泡、熔接不良、溢边过大、翘曲变形、银纹、银丝、内应力过大、变色等外观缺陷，然后根据制品出现的缺陷分析哪个工艺参数设置不当或哪几个工艺参数配合不良等造成的，最后通过调整各工艺参数的尺度，从而消除产品缺陷。
四、结束语
笔者通过近两年的教学实践，认为对高分子单招学生进行注射成型工学结合、实施注塑制品缺陷分析及解决能力训练教学法，对帮助学生理解专业知识和提高解决注射成型生产过程中遇到的实际问题能力有很大帮助。高材13级共3个班75%以上的学生，通过塑料注射成型课程的学习，对塑料原料（选择、检验、处理）、设备选择与规范操作、模具设计制造及安装调试、成型工艺条件的选择与控制等因素对注塑制品质量的影响有很明确的认识，能进行分析并有效解决制品缺陷，降低制品废品率。同时能通过自己努力而消除一个个产品缺陷，有很大的成就感，而对塑料注射成型加工技术也产生了很大的兴趣，自主学习的能动性、分析问题和解决问题的能力大大提高。
众所周知，现代注塑技术不断发展，塑料注塑制品应用范围越来越广，对产品质量要求越来越高，注塑成型的实用性和技术性的学习与提高是个不断积累的过程。需要所有从事注塑行业的广大技术人员不断学习与实践，共同提高注塑成型技术，从而解决更多更难的实际问题。
