塑料及注塑模具设计与加工基础知识

1、2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 几种常见塑料的基本知识几种常见塑料的基本知识 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 塑料的加工成型工艺塑料的加工成型工艺 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 -几种常见塑料的基本知识几种常见塑料的基本知识 1.聚乙烯塑料（PE） 化学性能稳定，通常制作食品袋及各种容器，耐酸、耐碱及盐 类水溶液的侵蚀，可用于耐腐蚀和绝缘零件，但不宜用强碱 性洗涤剂擦拭或浸泡。 参考收缩率： 2.2%， 加工特性： 流动性极好，不宜用直接浇口，冷却速度慢。 2.聚丙烯（PP ） 聚丙烯塑料，无毒、略带香味，可在100的沸

2、水中浸泡不变 形、不损伤，常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。多 用于食具、机械零件、耐腐蚀和绝缘零件 。 参考收缩率： 2.0% ， 加工特性：流动性好，成型性好，冷却速度快。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 3.聚苯乙烯（PS ） 容易着色、透明性好，多用于制作灯罩、牙刷柄、玩具、电器 零部件。它耐酸碱腐蚀，但易溶于氯仿、二氯乙烯、香蕉水 等有机溶剂。用于绝缘透明件，装饰件，化学、光学件。 参考收缩率： 0.5% 加工特性：流动性较好，材质较脆，易产生内应力，脱模角 应大。 （HIPS ）参考收缩率： 0.5%，加工特性：流动性较好，成型 性好。 用于减摩耐磨零件，结构件

3、，外壳 。 4.聚氯乙烯 （PVC ） 色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑 剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料，故其产品一般不存放食 品和药品。 参考收缩率： 加工特性：。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 5. ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合的塑料） 色彩醒目，用于减摩耐磨零件，结构件，外壳； 耐热、坚固、外表面可镀铬、镍等金属薄膜，可制作琴键、 按钮、刀架、电视机外壳、伞柄等。 参考收缩率： 0.5% 加工特性：流动性较好，成型性好。 6. 聚碳酸酯（PC ） 耐冲击，弹性及柔韧性好，用于仪表小零件，绝缘透明件， 防弹窗； 参考收缩率： 0.6% ， 加工

4、特性：流动性差，尽量增大进浇口横截面积 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 7.尼龙（PA） 坚韧、牢固、耐磨，常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、 网袋绳、水果外包装袋，减摩耐磨零件，化工、电器，仪表 件等。无毒性，但不可长期与酸碱接触。 参考收缩率： 1.5% 加工特性：流动性极好，易产生毛刺（飞边）。 8.聚甲醛（POM ） 耐磨，用于传动零件（齿轮），化工容器等。 参考收缩率：1.8%; 加工特性：流动性好，成型稳定性好。 9.聚苯醚（PPO ） 流动性差，要增大进浇口横截面积，注塑时模具需升温，模 具零件需耐热。 热件，绝缘件，耐磨件，医疗器械和电子设 备件。加入玻璃纤维等

5、填料后，材质的流动性和收缩率都会 大幅降低 。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 1 塑料的外观鉴别 通过观察塑料的外观，可初步鉴别出塑料制品所属大类：热 塑性塑料，热固性塑料或弹性体。 热塑性塑料有结晶和无定形两类： 结晶性：外观呈半透明，乳浊状或不透明，只有在薄膜状态 呈透明状，硬度从柔软到角质。 无定形：一般为无色，在不加添加剂时为全透明，常加有增 塑剂等添加剂，硬度硬于角质橡胶。 热固性塑料：通常含有填料且不透明，如不含填料时为透明。 弹性体：具橡胶状手感，有一定的拉伸率。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方

6、法塑料的鉴别方法 2.塑料的加热鉴别：塑料的加热鉴别： 上述三类塑料的加热特征也是各不相同的，通过加热的方法可以鉴别。上述三类塑料的加热特征也是各不相同的，通过加热的方法可以鉴别。 热塑性塑料：加热时软化，易熔融，且熔融时变得透明，常能从熔体拉出丝来，通常易于热合热塑性塑料：加热时软化，易熔融，且熔融时变得透明，常能从熔体拉出丝来，通常易于热合 热固性塑料：加热至材料化学分解前，保持其原有硬度不软化，尺寸较稳定，至分解温度炭化热固性塑料：加热至材料化学分解前，保持其原有硬度不软化，尺寸较稳定，至分解温度炭化 弹性体塑料：加热时，直到化学分解温度前，不发生流动，至分解温度材料分解炭化。弹性体塑料

7、：加热时，直到化学分解温度前，不发生流动，至分解温度材料分解炭化。 常用热塑性塑料的软化或熔融温度范围见表常用热塑性塑料的软化或熔融温度范围见表 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 3 塑料的溶剂处理鉴别塑料的溶剂处理鉴别 热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀，但一般不溶于冷溶剂，在热溶剂中，有些热塑性热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀，但一般不溶于冷溶剂，在热溶剂中，有些热塑性 塑料会发生溶解，如塑料会发生溶解，如聚乙烯聚乙烯溶于二甲苯中，热固性塑料在溶剂中不溶，一般也不发生溶溶于二甲苯中，热固性塑料在溶剂中不溶，一般也不发生溶 胀或仅轻微溶胀，弹性体不溶于溶

8、剂，但通常会发生溶胀。胀或仅轻微溶胀，弹性体不溶于溶剂，但通常会发生溶胀。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 4 塑料的密度鉴别 塑料的品种不同，其密度也不同，可利用测定密度的方法来鉴别塑料，但此时 应将发泡制品分别出来，因为发泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在实际 工业上，也有利用塑料的密度不同来分选塑料的。常用塑料的密度见下表： 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 5.塑料的燃烧试验鉴别塑料的燃烧试验鉴别 燃烧试验鉴别法是利用小火燃烧塑料试样，观察塑料在火中和火外时的燃烧燃烧试验鉴别法是利用小

9、火燃烧塑料试样，观察塑料在火中和火外时的燃烧 性，性， 同时注意熄火后，熔融塑料的落滴形式及气味来鉴别塑料种类的方法。同时注意熄火后，熔融塑料的落滴形式及气味来鉴别塑料种类的方法。 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的鉴别方法塑料的鉴别方法 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的加工成型工艺塑料的加工成型工艺 塑料加工常见的五大工艺 1；注塑工艺：注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先 在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合 模具的模腔中成型的一种方法。常见的有排气式注射成型、 流动式注射成型、共注射注射成型、无流道注射成型。 2：压

10、延工艺：用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不 相同材料的两层或多层结合为整体的方法。用或不用粘结剂， 借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体 的方法。 3：浇铸工艺（搪塑）：模塑中空制品的一种方法。模塑时 将塑料糊倒入开口的中空模内，直至达到规定的容量。 2009-6-11. 4：挤出工艺：挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机 中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的 方法。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄 膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、塑化 造粒、着色、掺合等。 5：吹塑工艺：借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为 中空制品，

11、或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。常见的有 注射吹塑成型，挤出吹塑成型，拉伸吹塑成型， 另有二次加工工艺，成型后的塑料制品或型材，按需要进行 的再加工：如先注射后吹塑、吸塑、喷漆、开孔割板、模塑、 机械加工、连接、修饰、发泡、电镀等。 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的加工成型工艺塑料的加工成型工艺 塑料加工常见的五大工艺塑料加工常见的五大工艺 2009-6-11. 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的加工成型工艺塑料的加工成型工艺 二次加工工艺二次加工工艺 发泡成型发泡成型: 发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性 和热塑性

12、塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚 氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。 按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的，按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的， 则称为开孔泡沫塑料；如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡则称为开孔泡沫塑料；如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡 沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。 (1) 化学发泡。由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料组分间

13、发生化学发泡。由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料组分间发生 化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释 放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑 料的生产。料的生产。 2) 物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或气物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或气 化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。 (3) 机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混

14、合料中，然后经定型机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中，然后经定型 过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂，其它如聚乙烯醇过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂，其它如聚乙烯醇 缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。 2009-6-11. 二次加工工艺二次加工工艺 电镀工艺电镀工艺 湿法电镀工艺基本流程：除油湿法电镀工艺基本流程：除油 (预处理预处理)浸蚀浸蚀中和中和(表表 面清洗面清洗)添加催化剂添加催化剂活化活化非电解电镀非电解电镀电镀。电镀。 (1)除油 (2)预浸蚀 (3)浸蚀 (4)中和 (5)表面清理 (6)添

15、加催化剂及活化处理 (7)非电解电镀-化学电镀 (8)电镀 塑料基础知识塑料基础知识 - 塑料的加工成型工艺塑料的加工成型工艺 2009-6-11. 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 注塑成型各种缺陷及原因注塑成型各种缺陷及原因 一、龟裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是由于应力变形所致。 主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。 （）残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成 的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手： （1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附

16、近， 则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。 （2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融 粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。 （3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速 度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。 （4）非结晶性树脂，如AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙 烯、聚甲醛等容易产生残余应力。 在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力。因为金属和树脂的热膨胀系 数相差悬殊，而且随着时间的推移，应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生 裂纹。 2009-6-11. 塑料注射成型常

17、见缺陷塑料注射成型常见缺陷 （二）外部应力引起的龟裂（二）外部应力引起的龟裂 主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。 （三）外部环境引起的龟裂（三）外部环境引起的龟裂 化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟 裂。裂。 二、产品变形二、产品变形 2009-6-11. 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 三、产品有气泡三、产品有气泡 2009-6-11. 四、产品分层四、产品分层 五、产品表面光泽不良五、产品表面光

18、泽不良 注塑工艺方注塑工艺方 面面 模具方面模具方面材料方面材料方面 加热缸温度 太低 模具温度太 低 材料没有完 全干燥有 水分 加热缸温度 太高 模具表面研 磨不良 含有挥发性 物质 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 六、产品填充不满 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 七、产品有飞边七、产品有飞边 沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的飞边。 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 八、白点 料头附近有未熔化的颗粒。对薄壁制品来说是不 可能获得光滑的表面。 对于薄壁制品，其生产成型周期短，因此必须以很 高的螺

19、杆转速进行塑化从而使熔料在螺杆料筒内残 留时间缩短。 加工参数方面： 1、熔料温度太低 增加料筒温度 2、 螺杆转速太高 3、螺杆背压太低 4、循环时间短， 即熔料在料筒内残留时间短 设计方面： 1、不合理的螺杆几何形状 选用适当几 何形状的螺杆（含计量切变区） 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 九、灰黑斑纹 灰黑斑纹可能发生在浇口附近、流道的中间和远离浇口的部 分。只能在透明的零件中可看出，并且往往用PMMA，PC 和PS料制成的产品有此现象。 料筒内熔料中被挤入的空气就会使制品内产生灰黑斑纹。熔 料和挤入的气泡交接的地方由于压缩作用产生高温，同时空 气内的氧气

20、通过氧化作用使熔料产生断裂。 加工参数方面： 1、螺杆背压太低 2、喂料区的料筒温度过 高 3、螺杆转速过快 4、循环时间短，即熔料在料筒内残留 时间短 设计方面： 1、不合理的螺杆几何形状，加料段的螺槽较 浅。 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 十、放射纹 从浇口喷射出，有灰黯色的一股熔流在稍微接触模壁后马上被 随后注入的熔料包住。此缺陷可能部分或完全隐藏在制品内部。 放射纹往往发生在当熔料进入到模腔内，流体前端停止发展的 方向。它经常发生在大模腔的模具内，熔流没有直接接触到模 壁或没有遇到障碍。通过浇口后，有些热的熔料接触到相对较 冷的模腔表面后冷却，在充模过

21、程中不能同随后的熔料紧密结 合在一起。除去明显的表面缺陷，放射纹伴随不均匀性，熔料 产生冻结拉伸，残余应力和冷应变而产生，这些因素都影响产 品质量。在多数情况下不太可能只通过调节成型参数改进，只 有改进浇口位置和几何形状尺寸才可以避免。 加工参数方面： 1、注射速度太快 2、注射速度单级 3、熔料温 度太低 设计方面： 1、浇口和模壁之间过渡不好 2、浇口太小 3、浇口 位于截面厚度的中心 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 十一、冷料头 有一块冷料卡在或粘在料头附近的表面上。冷料头会导致制 品表面出现痕迹，严重的还会降低制

22、品的力学性能。 当熔料可以在机器喷嘴或热流道附近冷却时往往会产生冷料 头，由于先注射进的熔料总是聚集在浇口附近，在此区域就 会产生缺陷。它的成因是因为机器喷嘴或热流道喷嘴周围的 温度控制不合理。 加工参数方面： a、热流道温度太低 b、喷嘴温度太低 设计方面： a、喷嘴横截面太小 b、浇口几何尺寸不合理 c、 热流道几何尺寸不合理 2009-6-11. 十二、唱片纹 在整个料流方向上甚至到流道末端可以看出很深的槽。在采 用高粘性（流动性差）材料和厚壁的制品生产时出现这种现 象，这些槽看上去象唱片上的纹路。在PC料做成的产品上 非常清晰，但在ABS制品上更大，并且呈灰黯色。 如果在注射过程中特别

23、时在低注射速度的条件下，接触模 具表面的熔体凝结速度太快，流动阻力太高，就会在流体前 端产生扭曲。凝固的外层材料不会完全接触模腔壁而形成波 浪状。这些波浪状的材料会冻结，保压也不再能够将它们弄 平整。 加工参数方面： 1、注射速度太低 2、熔料温度太低 3、模 具表面温度太低 4、保压太低 设计方面： 1、浇口横截面太小 2、喷嘴孔太小 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 十三、熔接缝（Weld line） 熔接缝是指各流体前端相遇时的一条线。特别是模具有高抛光表面的地 方，制品上的熔接缝很象一条刮痕或一条槽，尤其是在颜色深或透明的 制品上更明显。熔接缝的位置总是在

24、料流方向上。 熔接缝形成的地方为熔料的细流分叉并又连接在一起的地方，最典型的 是型芯周围的熔流或使用多浇口的制品。在细流再次相遇的地方，表面 会形成熔接缝和料流线。熔料周围的型芯越大或浇口间的流道越长，形 成的熔接缝就越明显。细小的熔接缝不会影响制品的强度。然而，流程 很长或温度和压力不足的地方，充模不满会造成明显的凹槽。原因主要 是流体前端未均匀熔合产生弱光点。聚合物内加入颜料的地方可能会产 生斑点，这是因为在取向上有明显的差异。浇口的数量和位置决定了熔 接缝的数量和位置。流体前锋相遇时的角度越小，熔接缝越明显。大多 数情况下，工艺调试不可能完全避免熔接缝或料流线。所能做到的是降 低其亮度，

25、或将它们移到不显眼或完全看不见的地方 加工参数方面： 1、注射速度太低 2、熔料温度太低 3、模具表面温度太 低 4、保压太低 设计有关方面： 1、浇口位置不合理 2、料流道处无排气孔 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 十四、水迹纹（Moisture streaks） 水迹纹是在制品表面有很长的银丝，水迹纹的开口 方向沿着料流方向。在制品未完全充满的地方，流 体前端很粗糙。 一些塑料如PA、ABS、PMMA、SAN和PBT等容易 吸水。如果塑料储藏条件不好，潮气就会进入颗粒 或附在表面。当颗粒熔化时，潮气会转变成蒸汽形 成气泡。在注射期间，这些气泡会暴露在流体前锋

26、 的表面，爆裂然后产生不规则的纹路 加工参数方面： 1、颗粒内残留的水分太高 ，2、 颗粒在料斗内的时间过长， 塑料注射成型常见缺陷塑料注射成型常见缺陷 2009-6-11. 十五、颜色不均： 颜色不均是制品表面的颜色不一样，可在料头附近和远处， 偶尔也会在锐边的料流区出现。 颜料分配不均而造成的，尤其是通过色母、色粉或液态色料 加色时。在温度低于推荐的加工温度情况下，母料或色料不 能完全均匀化。当成型温度过高，或料筒的残留时间太长， 也容易造成颜料或塑料的热降解，导致颜色不均。当材料在 正确的温度下进行塑化或均化时，如果通过料头横截面时注 射太快，可能会产生摩擦热造成颜料的降解和颜色的改变。 通常在使用色母料时，应确保颜料及其溶解液需上色的树脂 在化学、物理特性方面的相容性。 加工参数方面： 1、材料未均匀混合 2、熔料温度太低 3、 螺杆背压太低 4、螺杆速度太高 设计方面： 1、螺杆行程过长 2、熔料在料筒内停留时间短 3