保温杯材料选择及工艺

保温杯材料的选择与加工工业设计0701王芳0107106102目录保温杯概况不同材质保温杯原理保温杯结构及造型保温杯的零部件展示大众保温杯案例分析（内胆）儿童使用保温杯案例分析（外壳）老人使用保温杯案例分析（特殊材质）具体案例分析

保温杯一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层作成的盛水的容器,顶部有盖,密封严实,真空绝热层能使装在内部的水等液体延缓散热,以达到保温的目的。

返回目录保温杯是从保温瓶发展而来的，保温原理与保温瓶一样，只是人们为了方便把瓶做成杯。保温杯内胆大多由玻璃镀银，铝，铜等金属，银色的杯胆能反射热水的辐射，杯胆和杯身的真空能阻断热力的传递，从而阻止热对流。以达到保温的效果。不同材质的保温原理1.

2.由富含多种人体所需元素的天然紫砂构成内胆。分为磁化紫砂保温杯和普通紫砂保温杯两种。(a)前者主要采用杯盖磁块装在杯盖磁套内，杯体磁块装在杯体磁套内，在杯盖磁套上放有杯盖封片，杯盖磁托衬托在杯盖磁套底部，在杯体内胆与杯壳体之间填充保温材料，以达到保温的效果。(b)普通紫砂保温杯由外壳、上外盖、内胆、磁铁、保温层以及水挡圈组成。它将保温层设置在内胆和外壳间的下部，其保温层采用由高分子材料制成，水挡圈是设置在内胆和外壳间的上部，它具有良好的密封性能，内胆采用紫砂材料制成。将双层优质不锈钢内部抽真空处理，容器内的真空隔热层，能有效地答到保温的效果。3.返回目录保温杯根据使用的功能要求，产生不同的结构：造型大方，时尚，有质感

色彩感强，线条流畅可携带，大容量，方便外出使用，耐摔易于携带，小容量大方美观，不易携带,适合家居使用返回目录

保温杯大致可以分为杯盖（上盖和按钮），外壳，内胆，底垫，橡胶圈等部分。

外壳：由于保温杯对外壳的要求不高，较多采用不锈钢，塑料（PP、PC、ABS等)，木材。杯盖：上盖的选材大多与外壳材质一致。按钮：多选用ABS或PVC。内胆：根据原理的不同，内胆可使用玻璃镀金属（多镀铝，银，少镀铜），紫砂，陶瓷，骨瓷等。底垫：其作用为防滑，可选用异戊橡胶。密封胶圈：材料为硅氧树脂或者通用橡胶。

内胆底垫按钮密封圈杯盖保温杯上盖：不锈钢上盖运动型杯上盖盖上盖和按钮合合一双盖的盖子多盖杯各零部件的不不同结构展示示：按钮：侧面及正面图图底垫：防滑设计，减减少杯子倒下下坏损的概率率。外壳：塑料外壳木质外壳不锈钢外壳密封圈：返回目录案例分析：大众使用保温温杯保温杯的主要要功能是保温温效果及保温温时间的长短短，属于盛物物器皿，要求求无毒，具有有良好的绝缘缘性，非导热热性。避免高高温及热源处处，避免骤冷冷骤热。造型需求：为为了迎合大众众的口味，保保温杯大多需需要时尚新颖颖，美观大方方，易于携带带。重点分析内胆的材料选择A.内胆多采用玻璃镀铝（银，铜）。。其中玻璃为为热的不良导导体，银色的的杯胆能反射射热水的辐射射，同时在真真空构成，三三层加保。真空内胆的两两层玻璃间夹夹层需为气压压低于10-1pa的真真空，使气体体传热可忽略略不计；内壁壁镀有低辐射射膜，使辐射射传热尽可能能小。其中玻璃镀金金属的原理利利用了银镜反应，即银粒离子子与葡萄糖反反应，葡萄糖糖中的醛基有有还原性，将将银离子还原原成银单质，，以一薄层附附着在瓶胆上上，形成了光光亮的银镜。。由于银的造价价高，因此目目前制镜技术术正朝着真空空镀铝(铝镜镜)或离子真真空镀膜(钨钨镜或钛镜)方向发展。。但后者要求求设备复杂、、技术难度大大且厂家一次次性投资大，，而且目前镀镀层的面积有有限(如受离离子真空镀膜膜机容积所局局限)，因此此目前仍广泛泛采用镀银技技术。玻璃的性能要要求：耐温急变性能能（经受温度度的急剧变化化），耐水性性能（抗水解解性能，不污污染内盛物）），耐压性能能，适应吹制制和加工性能能。选用的材料：：保温杯玻璃镀镀银采用耐热热硼硅酸盐玻玻璃，其热膨膨胀系数低，，耐温度急变变性强，硬度度高、脆性大大、原料的来来源丰富，生生产工艺简单单材料加工工艺艺：配合料制备→→玻璃的熔制制→瓶坯吹制成型→退火消除不均衡冷冷却造成的热热应力、检检验→（内瓶瓶坯→洗瓶、、割口；外瓶瓶坯→割底））→套瓶→塞塞石棉→拉底底→接尾→外外瓶割口→封封口→两层玻玻璃夹层为气气压低于10-1pa的的真空，通过过抽空管进行行水洗、镀银→→抽真空→割割尾密封→瓶胆检验→→成品镀银采用化学学镀：化学粗化、敏敏化，溶剂加加硝酸银一步步法。化学镀银加工工工艺特性：：1、均镀能力力和深镀能力力好，可在形形状复杂的表表面上产生均均匀厚度的镀镀层；2、空隙少；；3、设备简单单、操作容易易；4、镀层具有有特殊的机械械、物理、化化学性能5、速度较慢慢、成本较高高玻璃吹制机生产过程B.不锈钢内胆需要原料焊接接性能好，耐耐腐蚀性能好好，厚度公差差一般要求较较高，为-3%~5%，，延伸率高（（》53%））硬度较低（（≦170%），内部晶晶粒等级在7.0~8.0之间，深深冲性能极佳佳，产品一般般都需经过几几道次的拉伸伸才能完成，，如果原料延延伸方面达不不到的话，在在加工深拉制制品时产品极极易产生裂纹纹、拉穿的现现象，影响成成品合格率，，当然也就加加大了厂家的的成本。(1)选材的的基本要求：：1、0Cr19Ni9(304)作为不锈耐热热钢使用最广广泛，用于食食品设备、一一般化工设备备、原子能能工业等；高高延展性、耐耐腐蚀性、耐耐热性、低温温强度、机械械性能良好；；深冲压、弯弯曲等常温加加工性能较好好，热处理后后不会硬化；；非磁性，使使用温度：-196至800℃。。2、13Cr-7.7Ni-2Cu（304Cu）添加Cu，拔丝性和抗时时效裂纹性好好，故可进行行复杂形状的的产品成形，，以提高抗菌性性及塑造性的的钢种。暖暖瓶、厨房用用SinkPot、团团体供饭设施施保温瓶、厨厨房洗涤槽、、锅、壶、保保温饭盒等。。3、0Cr17Ni12Mo2(316)添加Mo，耐耐蚀性、耐空空气腐蚀性、、高温强度特特别好，适合合于使用在恶恶劣条件。加加工硬化性能能良好。海海水设备、化化学、造纸，，肥料生产设设备、照相、、食品工业。。4、1Cr18Ni9Ti(AISI321)具有较好的力力学性能便于于进行机械加加工,冲压和和焊接.在氧氧化性环境中中具有优良的的耐蚀性和良良好的耐热性性,但对溶液液中含有Cl离子的介质质特别敏感容容易发生晶间间腐蚀.使用用最广泛适用用于食品、化化工、医药、、原子能工业业等；(2)选用材材料的特点：：名称0Cr19Ni9

(304)13Cr-7.7Ni-2Cu（304Cu）0Cr17Ni12Mo2(316)1Cr18Ni9Ti（AISI321)耐腐蚀性良好良好优秀一般延展性良好优秀良好良好焊接性能优秀优秀优秀良好价格约20元/kg约20多元/kg约30元/kg约60元/kg（3）所选材材料的比较：：不锈钢内胆真真空技术分为为有尾和无尾真空技术两大大类。（4）内胆技技术要求：技术1：“有尾真空””-（管式真空空）属传统的的工艺技术，，采用的是““压封技术””，缺憾是这这种技术措施施在微观上是是不能完全保保证密闭的。。“无尾真空””是目前国内外外最先进的工工艺技术之一一，即器皿在在真空的环境境条件下，由由计算机控制制完成抽气、封焊、、冷却的工艺过程。。它采用的是是“熔封技术术”，可以保保证长期不放放气不漏气。。整体抽气—““无尾真空””的设备属大大型设备，自自动化程度高高，产品质量量水平高，故故造价也昂贵贵。而且管理理和使用技术术复杂，不易易掌握，单件件产品电耗高高于“有尾真真空”数倍，，然而，由于于技术水平高高等特点，必必定成为不锈锈钢真空器皿皿生产技术的的发展方向和和消费追求产产品的技术条条件。内胆与外壳的的镶接采用的是焊接接。钎焊是采采用比母材熔熔点低的填充充材料作钎料料，将焊件和和钎料加热到到高于钎料熔熔点、低于母母材熔点的温温度，借钎料料熔化填满母母材间的间隙隙并与母材相相互扩散实现现连接的焊接接方法。钎焊的加工工工艺分类很多多，按热源分分为：烙铁钎钎焊、波峰钎钎焊、火焰钎钎焊、浸沾钎钎焊、感应钎钎焊、炉中钎钎焊和真空钎钎焊。其中，保温杯杯所使用的钎钎焊为火焰钎焊。用可燃气体与与氧气或压缩缩空气混合燃燃烧的火焰作作为热源进行行焊接。火焰焰钎焊设备简简单、操作方方便，根据工工件形状可用用多火焰同时时加热焊接。。同时，保保温杯的钎焊焊属于硬钎焊。应用特点：接头表面光洁洁，气密性好好，形状和尺尺寸稳定，焊焊件的组织和和性能变化不不大，钎料熔熔化而焊件不不熔，可连接接相同的或不不相同的金属属及部分非金金属。技术2：304采用H0Cr21Ni10焊接，焊焊后固溶处理理；316采用H0Cr19Ni12Mo2焊焊接，焊后1050~1100摄氏氏度固溶处理理；AISI321采用H0Cr21Ni10焊接，焊焊后固溶处理理。加工工艺特性性：（1）钎焊加加热温度较低低，接头光滑滑平整，组织织和机械性能能变化小，变变形小，工件件尺寸精确。。（2）可焊异异种金属，也也可焊异种材材料，且对工工件厚度差无无严格限制。。（3）有些钎钎焊方法可同同时焊多焊件件、多接头，，生产率很高高。（4）钎焊设设备简单，生生产投资费用用少。（5）接头强强度低，耐热热性差，且焊焊前清整要求求严格，钎料料价格较贵。。材料的加工工工艺及特性：：返回目录儿童保温杯1.由于儿童童行动不小心心，易受损，，材料选择上上宜耐摔的类类型；2.儿童的负负重力小，可可选用质量较较轻的塑料产产品；3.为使用方方便可附加中中栓，小口盖盖等零构件；；4.产品颜色色鲜艳，造型型小巧可爱。。综上所述，可可选塑料作为为儿童保温杯杯的原材。儿童保温杯内内胆结构与大大众使用保保温杯内胆结结构大致相同同。重点分析外壳塑料的选材。（1）材料的的选择：A.PC的选用PC是一种无无定型、无臭臭、无毒、高高度透明的无无色或微黄色色热塑性工程程塑料，具有有优良的物理理机械性能，，尺寸稳定；；具有良好的的耐热性和耐耐低温性；拉拉伸强度、弯弯曲强度、刚刚性和绝缘性性也突出；重重量轻、抗冲冲性好，耐一一定的高温和和腐蚀溶液洗洗涤，作为可可回收利用。。PP的选用无毒、无味，，度小,强度度刚度,硬度度耐热性均优优于低压聚乙乙烯,常见的的酸、碱有机机溶剂对它几几乎不起作用用，可用于食食具，但是成成型收缩率大大，冲击性差差。ABS的选用用ABS树脂是是目前产量最最大，应用最最广泛的聚合合物，它将PS，SAN，BS的各各种性能有机机地统一起来来，兼具韧，，硬，刚相均均衡的优良力力学性能。它它一般是不透透明的，外观观呈浅象牙色色、无毒、无无味，兼有韧韧、硬、刚的的特性，有极极好的冲击强强度、尺寸稳稳定性好、耐耐水、无机盐盐、碱和酸类类，不溶于大大部分醇类和和烃类溶剂。。种类PCABSPP透明度好一般好刚度、强度好、较高好、高较好、较高韧性较好好低温下差价格约26000元/t约10000元/t约9000元/t（2）选用材材料物理性能能的比较：（3）材料的的加工工艺及及加工特性的的比较：PC的加工工工艺：可采用注塑、、挤出、吹塑塑、热压和旋旋转模塑成型型，也可采用辊辊压和冷压法法惊醒冷加工工成型。PP的加工工工艺：PP可用挤出出、吹塑、注注塑、模压、、真空成型等等方法，但主主要是注塑法法为主。ABS的加工工工艺：可以通过注塑塑、吹塑、挤挤出、发泡及及热成型等工工艺加工。PP板ABS板PC板中空制品的性性能特点与用用途：这类的塑料制制品具有重量量轻，强度高高，密封性好好，不易破损损，耐水防潮潮，防腐蚀，，阻隔性好等等特点，既美美观又卫生，，方便携带和和运输。生产工艺的顺顺序如下：主、辅原料按按配方要求计计量→掺混在在一起搅拌均均匀→挤出混混炼造粒（或或直接用粉料料）→挤出机机或注塑机塑塑化原料→塑塑化熔料成型型型坯冷却定型→预预热型坯→吹吹账成型→修修边→制品吹胀成型→修修边→制品｛→吹塑成型特点注塑成型特点1.原料塑化化质量好2.模具结结构简单，，制造费用用低3.可成型型带有嵌件件容器和带带把手容器器及各种不不规则形状状容器4.能成型型不同原料料多层复合合制品5.叫容易易调换不同同颜色的制制品，颜色色在原料中中分散较均均匀1.制品没没有飞边，，外形尺寸寸精确，稳稳定性好，，生产中没没有回料和和废料2.制品厚厚度可预先先在成型型型坯时调控控3.可适应应多种塑料料成型，但但更适合硬硬质的注射射成型4.制品没没有拼合缝缝，颈部和和螺纹尺寸寸精度高，，适合成型型广口和形形状简单的的小型容器器保温杯外壳壳属于中空空制品综合保温杯杯的性能要要求，可选选择注塑工艺进行加工，，三种材料料注塑工艺的的比较：PCPPABS干燥处理PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为120℃~130℃，8~12个小时。加工前的湿度必须小于0.02%如若储存适当则不需要干燥处理。建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度260~340℃220~275℃，注意不要超过275℃210~280℃；建议温度：245℃。模具温度40~80℃40~80℃，建议使用50℃25~70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）注射压力尽可能地使用高注射压力可大到1800bar500~1000bar注射速度对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射中高速度三种材料加工的工艺特性PC流动性差，所以注塑比较困难，多用于吹塑，有良好的热稳定性和再加工能力，优异的熔体强度使拉伸不易断裂。PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP粘度随剪切速度的提高而下降，有较大的收缩率。ABS无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，宜取高料温、高模温、但过高易分解。总结：保温杯外壳壳的温度要要求并不高高，可以根根据制作外外壳的透明明度来决定定使用PC或是ABS，用PC加工易易使用吹塑塑成型，尺尺寸精确度度不高但是是成本更低低，PP不不好加工，，所以除了了特定要求求外使用范范围没有前前两种广泛泛，尽管价价格更便宜宜。返回目录中老年人群群使用保温温杯1.可可以使用大大众型保温温杯；2.中中老年人由由于身体状状态逐渐衰衰弱，可使使用具有保保健功能的的保温杯；；造型上更偏偏稳重，富富有古典气气息。陶瓷保温杯杯B.紫紫砂保温杯杯紫砂：采用用天然紫砂砂泥，主要要化学成分分有氧化硅硅、铝、铁铁、钙、镁镁、锰。。属性为陶陶瓷，但是是介于陶与与瓷之间，，最适宜于于泡茶，传传热缓慢，，保温性强强，冷热急急变性好。。内胆采用天天然紫砂泥泥（富含多多种人体需需要的微量量元素和矿矿物质），，避免了高高真空杯易易煮熟茶叶叶现象，也也能保证紫紫砂杯的透透气性，具具有泡茶不不走味，不不易变质的的优点，让让茶汤更加加香醇美味味。紫砂保温杯杯紫砂保温杯杯紫砂壶的成成型不同于于瓷器，而而是采用泥泥片镶接发发成型，即即先将紫泥泥打成一定定厚薄均匀匀的泥片，，分别做出出壶的各个个部件，再再黏结在一一起，成为为壶的雏形形；再加以以修整、完完善，才算算制成壶坯坯。由于紫紫砂有圆器器和方器两两类，故又又形成“拍拍身桶成型型”及“镶镶身桶成型型”两种基基本成型工工艺。制作圆形紫紫砂壶，用用拍身桶成成型法，制制作紫砂壶壶方形器用用镶身桶成成型法。磨磨具成型型是一种将将打好的泥泥片或身桶桶，放入石石膏模具内内，通过挤挤压而成型型。这种方方法操作简简单，能够够制作出复复杂多变的的器形，有有利于批量量生产。C.骨骨瓷骨质瓷本身身是目前瓷瓷种中最高高档的一种种，透明度度很高，质质地轻巧，，为自然的的奶白色，，本身成型型与色泽形形成主要依依靠氧化硅硅、氧化铝铝和氧化钙钙，其中氧氧化钙的含含量越高，，色泽越好好。在烧制制的过程中中因为加入入了牛骨粉粉，也就提提高了其含含钙量，长长期使用骨骨瓷杯冲水水饮用，使使人体充分分吸收有益益的矿物元元素。加工工艺同同陶瓷。骨瓷保温杯杯紫砂和骨瓷瓷保温杯返回目录具体的解决决实例：我选择的具具体分析实实例为运动动型大容量量保温杯，，如图示。。使用环境：：此款产品为为运动型大大容量保温温杯，特点点是适用于于室外，携携带方便，，是外出休休闲旅游的的好帮手，，居家使用用也同样快快捷方便。。材料需要要有强的韧韧性，耐挤挤压和磕碰碰，良好的的延展性，，和一定得得防腐性能能。主要功能是是装饮用水水，其他饮饮料不建议议经常装入入，同时具具有保温保保冷功能，，实用性更更广。目标人群：主要适用于于喜爱旅游游，休闲出出行的人群群，居家使使用，大容容量等同于于保温瓶的的功能，造造型简单时时尚，更是是能吸引大大家的目光光。价格考虑：：设计定位为为中端产品品，面向大大多数的人人群，功能能多重，容容量大，易易于携带，，价位在100~150元之之间。此保温杯采采用不锈钢内胆胆，选择有尾真空加工选用13Cr-7.7Ni-2Cu（304Cu）为原材材料→冲裁裁→拉深→→胀行→翻翻边；1、外壳加加工流程外管领料——►割管管—►水胀胀—►分段段—►胀形形—►滚中中角—►缩缩底—►割割底—►冲冲筋—►平平上口—►►冲底—►►平底口——►清洗烘烘干—►检检验敲坑——►合格外外2、内胆的的加工流程程内管领料——►割管管—►平管管—►胀形形—►滚上上角—►平平上口—►►平底口——►滚螺纹纹—►清洗洗烘干—►►检验敲坑坑—►对焊焊—►试水水检漏—►►烘干———►合格内内胆3、外壳和和内壳装配配流程配杯口—►►焊口—►►压中底——►焊底——►检焊口口焊底—►►中底点焊焊吸气剂——►抽真空空—►测温温—►电解解—►抛光光—►测温——►检验抛抛光—►压压外底—►►喷漆—►►抽检测温温—►检验验喷漆—►►丝印—►►包装—►►成品入库库按钮的材料选择择及加工方方案：选择择ABS塑塑料，注塑塑加工，可可加工出螺螺纹和颈口口，尺寸精精确，与外外壳中塑料料部分选择择同种方案案，减低成成本。橡胶圈材料的选择择方案：氯氯丁橡胶，，耐酸碱，，耐老化，，可作各种种垫圈，密密封圈。9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。20:28:1020:28:1020:2812/28/20228:28:10PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2220:28:1020:28Dec-2228-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。20:28:1020:28:1020:28Wednesday,December28,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2220:28:1020:28:10December28,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。28十十二月20228:28:10下午午20:28:1012月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月228:28下下午12月-2220:28December28,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2820:28:1120:28:1128December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。8:28:11下下午8:28下下午20:28:1112月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。20:28:1120:28:1120:2812/28/20228:28:11PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2220:28:1120:28Dec-2228-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。20:28:1120:28:1120:28Wednesday,December28,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2220:28:1120:28:11December28,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。28十二月月20228:28:11下午20:28:1112月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派