注塑成型缺陷改善PPT课件

注塑缺陷的原因分析与解决对策,专业技术研讨讲座,真诚双赢互动,持久前瞻,背景与目的,背景注塑生产过程中经常出现各种品质缺陷和异常现象；长期以来，大多数注塑工作者仅凭经验处理，盲目调机时间长，原料浪费大，对一些问题缺乏科学系统地分析。注塑加工是一门知识面广、技术性强的行业，仅凭经验是不够的，必须对高分子材料的性能、加工成型工艺、模具设计、注塑机械等有相当程度的认识和了解。采用大量的缺陷产品进行实例分析学员自带缺陷产品进行现场诊断讲师与学员、学员与学员之间进行互动研讨,背景与目的,目的诊断与解决常见且浪费成本的品质问题提高工艺改善能力改善品质，降低不良率使生产利润最大化提升学员面对注塑缺陷的原因分析能力拓宽学员的的视野与知识面了解欧盟国家对注塑产品的环保要求,安排,科学系统性地讲授中途小休实物案例分析相互研讨,目录,第一部分注塑机原理与材料注塑机原理注塑材料,目录,第二部分注塑缺陷注塑件的质量分析注塑件周边缺胶、不饱模披峰（毛边）注塑件表面缩水、缩孔(真空泡)银纹(料花、水花)、烧焦、气纹注塑件表面水波纹、流纹（流痕）注塑件表面夹水纹（熔接痕）、喷射纹（蛇纹）注塑件表面裂纹（龟裂）、顶白（顶爆）,目录,注塑件表面色差、光泽不良、混色、黑条、黑点注塑件翘曲变形、内应力开裂注塑件尺寸偏差注塑件粘模、拖花（拉伤）、拖白注塑件透明度不足、强度不足（脆断）注塑件表面冷料斑、起皮（分层）注塑件金属嵌件不良、盲孔喷嘴流涎（流涕）、漏胶、水口拉丝、喷嘴堵塞、开模困难螺杆打滑、塑化噪音,目录,第三部分新技术与应用热流道模具气辅成形利用注塑成型数值模拟（CAE模流分析）技术快速有效地解决注塑现场问题RoHS指令简介与对中国家电业的影响及解决对策,注塑成型机理,注塑成型(mouldforplastics)是一种注射injection兼模塑的成型方法，又称注射成型，是将聚合物组分的粒料放入注塑机的料筒内，经过塑化（加热、软化、压缩、剪切、混合、输送、均化、熔融），然后借助于螺杆向聚合物熔体施加压力，高温熔体便通过喷嘴、浇道系统射入闭合的低温模腔内，经过保压、冷却定型、开模顶出制品。注塑成型工艺过程包含三大阶段（准备、注射、制品的后处理），并需要三个条件（热量、压力、时间）和三个要素（模塑材料plastics、注塑机machine、注塑模mould有机地结合起来，周期性地重复各个动作。塑料熔体在模具的管道或平板间的间隙中，以一定的黏度、压力损失下，做具有一定阻力的的非牛顿流体的剪切流动。,注塑成型机原理,熔胶,注塑机,注塑模,1定模座班板2推杆固定板3注塑件4熔胶5分流梭6柱塞7原料8顶杆9型芯,注塑成型机原理,配料干燥塑化/计量锁模注塑保压塑化顶出取零件开模冷却,注射,准备,后处理,模塑料,注塑机,注塑模,压力,温度,时间,螺杆旋转，料顺着螺杆往前，螺杆头前的熔料压着螺杆往后推（后退时的阻力，由液压油提供，此阻力即为背压），最后螺杆往后抽一下,螺杆向前快速推进，然后慢慢地推进（保压）,注塑成型模具,注塑成型模具,注塑成型模具,注塑成型模具,注塑成型模具,注塑材料,具有塑性的高分子材料即合成树脂，以高聚物为主要成分，用相同或不相同的低分子化合物聚合成高分子材料，而不析出低分子副产品。热塑性塑料受热时，是通过物理变化使其几何形体发生变化，能反复加热软化和冷却硬化的材料。选材要考虑它的工艺性、热性能、电性能、力学性能、老化性能等。,工艺性,热性能,电性能,力学性,塑料选材,老化性,注塑材料,塑料受热膨胀，体积增大、分子间距离增加、分子链变得更容易活动、黏度下降、异性取向减少（方向性排列增加）。高聚物熔体的黏性流动，主要是分子链之间发生的相对位移，分子质量越大，固态的力学强度越好，粘流态的黏性较高、流动性差。用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的长度，分子链断裂后（多次循环加工的废料），分子质量的分布宽度分散，力学强度降低。在高压注射下，熔体黏度提高、收缩增加（分子运动减缓、分子间距离减小）、摩擦热增加。,注塑材料,高聚物（除液晶聚合物外）的液体是无定形的，具有无定形的结构。热塑性高聚物分为：无定形结构和有结晶结构的高聚物。无定形料中的微观分子以粘结的连接形式保持着紊乱状态。常用结晶料：PP、PE、PA、POM、PTFE、PBT（部分结晶）、结晶料中的分子链沿着已生成的晶核有序地折叠着，但周围是无定形结构。结晶料有结晶态（固态）、粘流态，而无定形料有玻璃态（固态）、高弹态和粘流态；结晶料收缩率大、刚性和拉伸强度高，但冲击强度下降。高聚物热力学三态：玻璃态、高弹态、粘流态。必须充分认识塑料的工艺性和热性能，才能正确有效地控制流道系统的浇口冻结时间和流道温度。,注塑材料,塑料的热性能指流动期间黏度值的大小。剪切压力、剪切速率、表观黏度、牛顿流体和非牛顿流体塑料熔体在比较长的细小的流道，将容易超过允许的剪切速率和剪切压力，使高聚物或添加剂的结构分解、混合物分离、填料与颜料脱粘添加剂的影响改善某些物理性能、加工成型性能，由于较容易氧化、分解，使熔融塑料有热状态的时间限制、在流动中发生复合组分的分离和沉淀、在高剪切力下填料会脱粘着色剂会凝结或变色、熔融塑料的分解产物对模具有腐蚀效应、玻纤会磨损螺杆、喷嘴和浇口等零件。,注塑新材料,新材料木塑复合材料，具有木材（外观）和塑料的双重特性，防腐、不易变形、机械性能好、坚硬、持久、耐磨等优点。成型方法有挤出（应用多）、注射、热压；有取向性、厚度比塑料大，多为异型材、结构复杂(冷却较困难、水冷)。LCP,中文名称叫液晶聚合物。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。,注塑新材料,此外，有些液晶聚合物具有某些特殊的功能，如光导液晶聚合物、功能性液晶高分子分离膜及生物性液晶高分子等。一般热致性液晶聚合物具有较好的流动性，易加工成型。其成型产品具有液晶聚合物特有的皮芯结构，树脂本身具有纤维性质，在熔融状态下有高度的取向，故可起到纤维增强的效果。液晶聚合物的主要用途有：高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良，被用于电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。热致液晶聚合物还可与多种塑料制成聚合物共混材料，这些共混材料中液晶聚合物起到纤维增强的作用，可以大大提高材料的强度、刚性及耐热性等。,注塑料的加工性能比较,范围较宽的加工温度加热和冷却期间的黏度逐渐变化冷却期间需携去的热量较低需较低脱模温度以防止塑料件的变形因经济原因应用较低的模具温度对于技术性制品，较高的模具温度来降低内应力，为此控制热状态较小收缩率，保压时间和压力影响很小制品的耐久性取决于冻结的内应力,定义温度波动范围较严格才从黏流态变成结晶态，快速经过结晶温度冷却结晶需携去的较高热量可有高的脱模温度顶出以较高的模具温度来获取合适的结晶化为制品质量，模具本质上处于热状态控制中有较的收缩率，需要足够高的保压压力改善补缩制品的性能取决于结晶温度,无定形塑料结晶型塑料,注塑件的质量分析,在生产中,总是希望达到无废品生产的境界,但是由于注塑用的塑料、成型模具、注塑机及辅助设备、成型环境等多种因素的影响，总会出现这样或那样的问题，因此注塑件的品质管理显得重要把品质控制到最好、废品损失减少到最少。品质管理，包含以下几个方面：正确的选择机型、原材料的控制、模具的有效管理、注塑工艺操作与调整、推行品质检查与全面品质管理、建立完善的品质保证体系、选择适当的控制方法、实现品质的网络化管理品质管理是一项系统、复杂、繁琐的工作，没有固定的模式，各个企业应该根据自身的特点确定自己的管理思路及管理方法。总之，品质要常抓不懈，持之以恒，这样才能抓出效果，抓出品质。,注塑件的质量分析,对注塑件有精度和质量（表面和内在）的要求。注塑件的精度取决于塑料材料、模具、注射工艺、制品的结构。对于大制品，成型条件的波动所造成的误差占制品公差的1/3；对于小制品，模具的制造精度占制品精度的1/3，单个型腔的制品精度较高，运动型芯的部位精度较低，浇注系统、冷却系统、脱模力设计不当会使制品变形影响精度。大批量生产中，要保证每次注射时所有型腔流动和固化条件（时间、温度、压力均影响收缩）的一致性。提高注塑件的精度，主要依赖模具的设计与制造；而保证注塑件的质量主要是靠注射工艺的控制，与流道系统关系密切。,注塑件缺胶、不饱模-ShortShot,原因分析塑胶熔体未完全充满型腔。塑胶材料流动性不好。,注塑件缺胶、不饱模-ShortShot,对策制品与注塑机匹配不当，注塑机塑化能力或注射量不足。料温、模温太低，塑胶在当前压力下流动困难，射胶速度太慢、保压或保压压力过低。塑料熔化不充分，流动性不好，导致注射压力损失大。增加浇口数，浇口位置布置要合理、多腔不平衡排布充填。流道中冷料井预留不足或不当，冷料头进入型腔而阻碍塑胶之正常流动，增加冷料穴。喷嘴、流道和浇口太小，流程太长，塑胶填充阻力过大。模具排气不良时，空气无法排除。,披峰(毛边)-Burring(2)成型工艺条件波动;(3)模腔尺寸超差;(4)制品壁厚相差悬殊;(5)测量时和使用时的温度误差,尺寸偏差-DimensionalVariation,对策塑件总体收缩不合理。长度与宽度方向的尺寸变化差异。塑件内部尺寸变化。型腔之间的尺寸差异。,粘模、拖花（拉伤）、拖白stickmold&draghurt,原因分析与对策脱模斜度不够。抛光不良。脱模斜度不够。筋多、倒扣。顶针不足。过充、过保压。改善冷却。压力太大，过充过保压。由射胶转换为保压太慢。,强度不足（脆断）Brittleness,原因分析与对策降解，分子链断裂变小。熔接线。结晶不良。残余内应力太大。材料不相容。回收料太多。过度干燥。,表面冷料斑、起皮(分层)-Delamination,原因分析与对策未熔化塑胶进入型腔，出现于产品表面。制品表面呈云母状薄层裂痕的现象。塑胶熔体温度太低，未能熔化进入型腔的胶粒。回收料太多，带入过多空气，使胶料混合不均匀。不相容的材料混合；螺杆转速太低。不同材料的混入或成型条件不当。剪切应力太大。模温太低时，流动材料的内部发生交界面，亦会造成剥离现象。过度使用脱模剂；塑胶降解；塑胶干燥不足。,金属嵌件不良、盲孔、断针、顶针位凹凸cutstitch,原因分析与对策配模不良。飞边、批锋。同心度不好。长度不合理。过早顶出。,喷嘴流涎(流涕)、漏胶、水口拉丝dripplastics,原因分析与对策R角不匹配。装模不正，喷嘴未对准。喷嘴损伤。螺杆松退不够。烘干不足（尼龙+玻纤）料温太高，适当放松退量（56mm）。,喷嘴堵塞、开模困难obstruction&difficulties,原因分析与对策铁削、小螺丝等杂物混入料筒。温度过低。适当退炮台。导柱导套排气不良。防止真空。压力大，过充过保压,螺杆打滑、塑化噪slip&noise,原因分析与对策温度过高。料斗下料口冻结或堵塞。温度不够高（噪音），如PC、PMMA。,制品设计结构,热流道模具简介,热流道注塑模hotrunnermould是无流道凝料注射模中最常见的一种，是浇注系统采用绝热或加热方法，使塑料熔体始终保持熔融状态不固化，其装备主要有流道板、喷嘴和温度控制器。热流道的优势1)原材料损耗减少，2)流道凝料无需脱模，容易实现自动化生产，3)使得长流程流道成为可能也保证了多型腔注塑件的一致性，提高了制品的精度，4)有利于熔料压力传递，流道中的压力损失小，可实现充模平衡，5)容易实现对大型薄壁制品的注射加工，6)强化了注射机的功能、改善了注射工艺。热流道的努责劣势1)模具制造与注射生产的技术难度高、要有操作经验、维修难(模具的的安装不仅是机械装配也是仪表电器的安装)，新模一次注射成功率低，2)模具费用高，特殊材料、专业设计，3)对热性敏、剪切敏感的塑料容易热损害，胶料必须清洁无杂物，4)需要精确控制温度，5)针对某种胶料设计(针对不同的喷嘴)，6)由于喷嘴的直径关系,一些小型腔的分布和数量受限制，7)着色塑料、黏度变化大更换困难。热流道品牌美国Incoe硬壳(首先家)、上海克朗宁KLN等。,热流道模具简介,浇注系统feedsystem绝热采用陶瓷、钛合金、绝热和辐射片；加热采用铍铜或钼合金做导热元件，使塑料熔体始终保持熔融状态不固化。浇口gate类型有两种（主流道型直浇口和顶针式浇口），点浇口熔体温度较高（与冷流道比），浇口直径应慎重考虑；设置方法有两种（喷嘴壳体的末端、定模板的嵌件上）,点浇口附近充模剪切速率高,固化残余应力大(容易开裂),可将浇口对面的壁厚局部适当增加。流道板runnerplate要承受流道高压熔体的作用力和各喷嘴的热膨胀，它要足够的刚度和强度，流道板（与喷嘴等）的连接、紧固、密封应熔体可靠地防止熔体泄漏，流道常用圆形截面，有内加热式、外加热式（多用管状弯管式少用圆棒式），用热作模具钢制造；流道板压承圈必须有刚性好、导热性差的材料。喷嘴nozzle有主流道喷嘴、浇口喷嘴（与冷模之间要绝热），必须有加热（线圈式）和测温元件（热电偶），有的带过滤芯套，有气动式和液压式，用热作模具钢（钼钛合金）。,热流道模具简介,温度控制器（加热和测温元件）加热系统有自己的控制回路，热电偶设置有两个重要点（浇口和高温），以防止熔体分解。易换零件经良好的表面处理（镀铬、镀镍或氮化钛处理）以保证浇口有合适的温度并使用可靠无泄露(密封有用机械配合、不锈钢密封圈密封)。在生产热敏性塑料（PBT、PET、POM、PVC等）前，要注意建立喷嘴的绝热仓皮层，可先用热稳定塑料（如PA66）注射充填，建立起稳定的绝热皮层；加工期间的工艺参数禁止变动；不得用喷灯的火焰加热清理流道板和喷嘴，使零件硬度降低；热敏性塑料不能中断注射（容易使氮化分离），关机前流道应该被稳定性清洗，用温度接近热稳定性好的（如HDPE）塑料，对高温塑料先用PC料降温后再用HDPE或PP料；同品种同黏度的塑料换色较为容易，用本色料低压慢速地充填密封绝热皮层。加热元件容易受潮、导线100以上绝缘容易失效，导线电线要在模具的上方。,气辅成形简介,GasInjection气体辅助注射系统是借助气体（氮气）的作用（可用压缩空气或油压350bar巴）将熔融塑料注射入模腔，所有受压气体在塑件内部膨胀水塑件形成断面但保持完整的外形，是将泡沫结构和注射成型的优点结合在一起。气辅注射特点：1）降低成型压力（并压力分布均匀），减少了因压力集中而残余许多内应力，从而减低成品的变形量，提高尺寸稳定性，可解决许多注塑上的困难，令模具设计更加灵活，可取替注射机的保压程序并且保压力可局部或平均地分布，可由分模线或成品表面及多点注入气体，分段压力（升、升、高保、减、低保下降）控制，并氮气可回收，模具的浇口及流道的数目可减少(改善结合线、困气)。2）降低射胶压力，3）减低塑料重量，4）消除厚壁成型的缩痕（改善外观、光洁度），5）缩短成型周期，6）降低生产成本（减少塑料30%），7）厚壁和薄壁塑件(所有热塑性塑料、一般工程塑料及部分热固性塑料)均适用。,气辅成形简介,注塑周期：1）注射期所需熔料份量要经过试验找出，以确保在充气期，气体不会把成品表层冲破。2）充气期可于注射期前、中、后，不同时间注入气体，气压必须大于塑料压力以达到使产品成中空状态。可由螺杆行程或时间来触发。3）气体保压期当成品内部被气体充填后，可减少成品的缩水和变形。4）脱模期模内气压降到大气压力。,气辅成形简介,注意事项：1)防止困气2)防止气体进入成品薄壁3)防止气体冲破成品表面4)防止引起塑料前机进缓慢而造成成品表面不光滑5)决定融合系线位置和大小6)保证气体充填均匀,选好气体进入流动方向7)气道的分布尽量保持均匀,避免产生慢射8)慢射容易引起气体冲破表面（特别是加强级的塑料）,CAE技术简介,利用有限元法原理，电脑软硬件为工具，辅助工程分析，模拟熔料流动、充模状态，进行流动、压力、应力、温度分析、冷却固化、收缩和热动变形分析；也是利用注塑成型数值模拟技术快速地有效解决注塑现场问题；优化制品设计、浇口位置确定、改善注射工艺参量。CAE技术包含数值计算技术、计算机图形学、工程分析与仿真、数值库等的综合性软件系统。对注塑件加工而言，它的理论基础是高聚物的流动变学和传热学。帮助使用者进行诊断的工作，以解决工程上现有或潜在的问题。当材料、设计或条件改变时，可以帮助使用者了解这些改变对制品质量和生产力的影响。可以在概念设计、产品设计、模具设计、开模、试模、生产的各个阶段进行CAE分析，缩短各个阶段的时间，减少失误、浪费，提高成功率，增强企业的竞争力。,CAE技术简介,Moldflow软件主要功能有：1）流动充模过程模拟分析2）冷却系统模拟分析3）注塑件的结构应力分析4）注塑件的收缩分析5）注塑件的翘曲变形分析6）注塑件的纤维取向分析7）气体辅助注射分析Moldflow系列软件有注塑成型顾问MPA、模拟分析MPI、成型过程控制专家MPX。,RoHS指令与对策,RoHS指令简介根据欧盟委员会的要求，其各成员国必须在2004年8月13日之前依据WEEE指令和RoHS指令制定本国的相关法律，并在2006年7月正式实施。两个指令都要求制造商负责任，但是达到RoHS指令是进入欧盟市场的前提，而履行WEEE指令的回收责任则建立在已经进入欧盟市场的前提下。因此，应对RoHS指令，对中国家电行业而言，更为急迫。作为WEEE(废弃电子电器产品指令)的有力补充，RoHS（电子电器产品的特定有害物质指令）意在减少废旧电子电器产品（WEEE）中有毒物质对环境的影响。RoHS指令的影响范围和WEEE基本一致，涵盖8大类电子电器产品，白色家电产品基本上都在指令的规定范围之内。从2006年7月1日开始，进入欧盟市场的电子电器产品含有的6种有害物质不得超出指定标准，即在任何均匀材料（HomogeneousMaterial）中镉的重量百分比不得超过0.01%；铅、汞、六价铬和阻燃剂PBB和PBDE的重量百分比不得超过0.1%。,RoHS指令与对策,定义的思路：RoHS指令对于有意添加的有害物质，则不能含有。如果产品中所有均质材料都符合RoHS指令，那么该产品本身就符合RoHS指令。“均质物质”：指一种物质或几种不能用机械方法分离的具有一致组成物质（比如：焊料，树脂，端子等）的混合物。就是说，零件必须拆分到不能用机械方法再拆分为止。部件必须拆分成零件，零件必须一直拆分，直至拆分成均质材料为止。对于镀层和涂层，目前没有统一的说法和规定。,RoHS指令与对策,欧盟官方公告的指令附件明确显示，这两项指令将会涉及产品近20万种，初步估计直接涉及金额达122亿美元。欧盟两项指令付诸实施后，中国受到直接影响的电器产品出口额将达数百亿美元，占到中国出口欧盟机电产品总值的71%，在6800家商会会员中95%以上都会受到这两个指令的直接影响。91/157/EEC关于电池的指令，要求电池（包括蓄电池）应标明其重金属含量，以及不得与生活垃圾混合处理的标志。包装件(包括所有安装后丢弃的物料,产品包装纸盒，产品箱，用于搬运部件包装上的产品)必须符合包装指令。RoHS指令对我国企业的影响企业将需要承担更多的社会责任，成本将大幅度提高，中国制造业的成本优势将大大削弱，对自有品牌的出口将带来更多的困难，零部件和原材料的国产化率将会有所影响。,RoHS指令与对策,可能含有RoHS指令物质的组件或用料铅：铅管、油料添加剂、包装件、塑胶件或合成高聚物（PVC硅胶聚四氟乙烯电木特殊环氧树脂回用的塑料等）、橡胶件、颜料、涂料、墨水涂层合成纤维等。塑胶的热稳定剂。金属表面处理层（电镀层）。基础原料(如天那水稀释剂润滑油绝缘油脱模剂清洗剂其它添加剂等)。镉：包装件、塑胶件（热稳定剂）、橡胶件（电线电缆）、颜料、涂料、墨水、玻璃件、表面处理。六价铬：包装件、颜料、涂料、墨水、电镀处理（金属电镀的塑料）、镀锌防锈表面处理（如：所有使用螺钉的零件中）。汞：塑料橡胶合成纤维墨水油墨油漆颜料涂料、印刷涂层合成高聚物硅胶、包装件电池。某些特殊材料(如聚四氟乙烯电木特殊环氧树脂等)，基础原料。汞的成分比较单一，汞及汞化合物在空调产品的零件中很少发现。PBDEs与PBBs(溴化耐燃剂：主要用在塑胶件与电线电缆的阻燃剂,。塑胶料(含合成纤维，橡胶等等合成材料)。,RoHS指令与对策,RoHS对中国家电业的影响及解决对策对中国家电企业的影响1。整个产业链将可能因此重新进行整合RoHS指令对电子电器产品生产供应链中的任何一环都将产生影响，包括电子电器设备原材料供应商、零部件供应商、生产商等。但对每一环的影响根据不同的子行业以及产品所在的市场将有所不同，同样具体有多少成本能够转移到消费者身上，也和不同的行业和产品有关。2。中国企业的成本优势将大大削弱RoHS指令给中国家电行业最直接的影响就是成本大大增加，中国企业的制造成本优势将逐渐失去。,RoHS指令与对策,RoHS对中国家电业的影响及解决对策对