注塑成型教案

1、注塑成型注塑成型教教案案2005 2 注塑装置注塑装置 逆流防止逆流防止阀阀RING,PIN,BALL形形态态 注塑时环后进螺杆螺杆 回回转时转时 环环前前进进Air Shutoff valveMovable pin valve Ball check - BALL CHECKER BODY (另一另一 CHECKER RING的外的外径与径与CYLINDER的的内径内径GAP范范围围在在 15/100) NON RETURN VALVE 逆流防止逆流防止阀阀 注塑成型的全部注塑成型的全部压压力力 在油脂上，在重要的在油脂上，在重要的 压压力力阶阶段后，仍能看段后，仍能看见见螺杆向前螺杆向前进进

2、的的现现象象 要要检查检查管子的磨耗管子的磨耗HEAD过胶过胶圈圈 推套推套3 螺杆螺杆头头 : 通通过过螺杆螺杆进进入的熔融入的熔融树树脂重新熔融一次脂重新熔融一次. 过胶过胶圈圈 : 防止防止 注塑注塑时时螺杆螺杆头头的的 前端受前端受压压力力 使使树树脂逆流的装置脂逆流的装置 由于螺杆由于螺杆头头一起回一起回转转的和的和 . 推套推套 : 防止螺杆防止螺杆头头松落及防止松落及防止 与过胶头与过胶头接接触触后后树树脂逆流的功能脂逆流的功能注塑装置注塑装置 螺杆螺杆头头套套4 L1.供供给给部部 (Feeding zone) :预热预热(Pre-heating) 树树脂量的脂量的 5060%

3、 (固体固体半熔融半熔融态态) L2.压缩压缩部部 (Compression zone) : Transition 树树脂量的脂量的 3020% (全熔融全熔融态态) 樹脂樹脂(半半 熔融熔融 狀態狀態 ) 專斷發熱專斷發熱 發生發生 熔融熔融 可塑化可塑化 L3.计计量部量部 (Metering zone) : Full-melting,混合混合与计与计量量 树树脂量的脂量的 20% (液体液体状态状态) 注塑装置注塑装置 螺杆螺杆 螺杆的螺杆的 L/D ( = Flight Length / Outside Diameter screw长长度度 按直按直径来径来平分的比例平分的比例) 长长

4、度越度越长长加加热热越越简单简单 。混合率中的。混合率中的 可塑化能力可塑化能力通常通常螺杆管小的螺杆管小的较较好。好。 85吨吨 成型机的液成型机的液压压用用100吨吨,螺杆用螺杆用50吨吨 规规格的速度格的速度,液液压则压则用用 100吨吨，精密成型是可能的，精密成型是可能的 为为了防止了防止 PC,PA66,PA46 等的等的长时间滞长时间滞留留发发生生热热水解，使用水解，使用 0.2 L1 : 0.2 L2 : 0.6 L3 比例的比例的专专用用 螺杆螺杆 螺杆的螺杆的长长度度 : 直直径径比例比例18:1 20:1(均一的熔融均一的熔融) : 超超过过 22:1(长长度度长长,螺螺丝

5、丝直直径径小小) 停留停留时间过长时间过长，树树脂就有可能老化。脂就有可能老化。 最好的最好的范范围围是是 16:1 24:1 . 螺杆的螺杆的 压缩压缩比比 CR : (FEED DEPTH / METERING DEPTH ) 热热可塑性可塑性树树脂脂 2:1 3:1,热热固化性的固化性的树树脂是脂是没没有的有的 高的高的 CR会会使使压缩压缩机台的机台的 压压力力 上升，上升，产产生生 熔融熔融树树脂脂 逆流逆流, 矮的矮的 CR使熔化使熔化时时空空气气混入和混入和质质量量发发生生变变化化 Metering zone的的 长长度度 1D 3D ( 螺杆直螺杆直径径的的3倍倍 ) 螺杆螺杆

6、直直径径 压缩压缩 FEED & METERING DEPTH (米米,计计量的深度量的深度) 的差的差异异，由原材料的密度，由原材料的密度实实施施压缩压缩L1L2L35 -塑料是由塑料是由 石油石油-石石脑脑油油-单单体体-(-() )- -共重合共重合的工程的工程-塑料聚合体塑料聚合体 构构成的高分子化合物成的高分子化合物 单单体体(MONOMER) : (MONOMER) : 单单量体量体, ,聚合体分子聚合体分子构构成的小分子化合物成的小分子化合物 聚合体聚合体 (POLYMER) : (POLYMER) : 多多个单个单体体连连接形成的接形成的长长分子化合物分子化合物 ( (

7、聚合体分子聚合体分子长长度度 ,540,000 mm) ,540,000 mm) 聚合聚合 (POLYMERIZATION) : (POLYMERIZATION) : 由由单单体形成聚合体的反体形成聚合体的反应应或操作或操作长长分子分子长长度度 : 流流动动性差性差 成形成形难难, 冲冲击击强度大强度大. 短分子短分子长长度度 : 流流动动性好性好 延伸率大延伸率大 韧韧性差性差. 两种两种的的 GRADE A/B 平均分子平均分子 长长度相同，分子大小的分布不同度相同，分子大小的分布不同 B比比A短，短，长长分子多分子多 分分别对别对密度密度,延延长长度度,强性强性,收收缩缩,流流动动性由影

8、性由影响响注塑成型注塑成型 树树脂脂类类 特性特性6 加加热热装置装置 : : 熔融熔融树树脂的脂的电电加加热热装置能承受装置能承受 50,00060,000 PSI 50,00060,000 PSI 时时, ,为为了了调节调节温度装上温度装上电热电热偶偶 产产品壁厚薄的使用比品壁厚薄的使用比标标准温度高的高温成型，壁厚厚的要用低温成型准温度高的高温成型，壁厚厚的要用低温成型. . 温温度度调节调节 : 加加热热装置装置温温度度调节调节(HEATING BARREL) 喷喷嘴嘴温温度度调节调节 模具模具温温度度调节调节分分类类. 1.料桶加料桶加热热 : 一般分一般分 24区来区来加加热热。2

9、.料桶料桶温温度度调节调节 : 料桶料桶墙墙周周围围打眼打眼 , 利用利用电调节电调节装置提供装置提供电电. 调节调节好的好的温温度是料桶的金度是料桶的金属温属温度度 ，与树与树脂的脂的温温度差度差异异是是3040 。3.喷喷嘴嘴温温度度调节调节 :利用利用 CLOSED-LOOP 温温度度调节调节机机or POWER TRANSFORMER 调节温调节温度，使度，使树树脂不在脂不在喷喷嘴嘴处发处发生硬化生硬化4.模具模具温温度度调节调节 : 为为了消除了消除压压力等引起的尺寸力等引起的尺寸变变形形问题问题。LCP340340320300POM190 210180 200180 200170

10、190PP220 250210 240200 230190 220NOZZEL E1基準基準 溫度溫度-5 0-10 -20-20 -30E2 前部E3 中部中部E4 后部后部 ,() .34060 9030 50模具PA66260 280260 280250 270240 260PBT 250 270260 280250 270250 260PET60 10070 140250 27070 140260 280250 270250 260ABS210 240210 240200 300190 22060 80PC290 310300 320290 310280 30080 120 必结晶树脂

11、 (冷却,收缩) 结晶性树脂 (冷却T ,收缩) *加速冷却 结晶程度小比重也小 收缩率小，透明度增加 注塑成型注塑成型 理理论论 樹脂樹脂 溫度溫度7 ARLENOOOOOOOOPA46OOOOOOOPPSOXOOOOOLCPOOOOOXOOO1.拥拥有有 290度的高熔点和度的高熔点和韧韧性性, 吸收性吸收性 聚合体聚合体 合金化合金化 吸水性吸水性 ， 安全性好安全性好, . 2. 可以通可以通风风的注塑机是的注塑机是:高高温温或是或是长长的的滞滞留留时间时间 ，水分吸收，水分吸收发发生生 加水分解，使分子量加水分解，使分子量减减少少 注塑机的注塑机的 VENTING是不能是不能减减少少

12、 3.最适宜机械的物性是最适宜机械的物性是 310320度之度之间间的熔融的熔融温温度度与与停停滞时间滞时间不超不超过过六分六分钟钟. 4.为为了高熔点了高熔点与与 结结晶化程度晶化程度 增速化容量增速化容量 ，PA46的比平均的的比平均的1/3L 长长的的 FEED ZONE是是 0.2-L1 , COMPRESSION ZONE是是 0.2-L2 ,METERING ZONE 0.6-L3 , (CR)用用 23:1. 在窄的在窄的FEED ZONE 上，可以上，可以设设定比定比 喷喷嘴高的嘴高的 HOPPER的的 周周边温边温度度. 计计量量阶阶段段发发生噪音，那生噪音，那么调么调高高

13、FEED ZONE的的温温度度. 5.PA46是在可能的最小回是在可能的最小回转转速度下速度下 ，在冷却，在冷却时间内时间内完成增塑化完成增塑化. 6.5BAR程度背程度背压压是熔融是熔融树树脂脂 均均质质化后，空化后，空气气融入了混合物中融入了混合物中 防止空洞和防止空洞和条纹条纹. 太高的背太高的背压会压会破坏破坏 C/T 的增加的增加与与玻璃占有的玻璃占有的长长度度,诱发诱发DROOLING. 7.为为了快速了快速决决定光滑的表面定光滑的表面 的的处处理理 注塑速度注塑速度 最少的最少的 使用使用80%以上以上,流流动动性好的高分子性好的高分子 在低注塑在低注塑压压力下可以高速注入力下可

14、以高速注入. 又一快速又一快速结结晶的原因，冷却晶的原因，冷却时间时间短短. 8.为为了防止在流路的末端，因柴油了防止在流路的末端，因柴油发发生燃生燃烧烧的的现现象象 ，而，而设设置通置通风风口口. 9.保保压压是注入口冷却所需是注入口冷却所需时间时间, 与产与产品的重量品的重量达达到到 一致一致时时所需的所需的时间时间10.汽缸汽缸,螺杆的螺杆的清洁清洁用用 HDPE SUPPER ENGINEERING PLASTICS (PA46-PPS-LCP) 中的中的 PA46(STANYL) 注塑成型注塑成型 树树脂脂类类 特性特性1 18 变变形力（形力（应应力力,STRESS) : 对对抗外

15、部的力而抗外部的力而产产生的生的内内部力部力 KGF/CM2 - 联联想成橡皮想成橡皮弹弹簧的簧的变变形力形力为为零零 内内部部变变形力形力 : 由于成型品由于成型品内内部冷却速度的差部冷却速度的差异异，收，收缩发缩发生差生差异异由此生成的由此生成的变变形力形力 残残留留 变变形力形力 : 由于注塑由于注塑压压力的不均力的不均匀匀，不能，不能 完全施加在整体面完全施加在整体面积积，个别个别的地方偏重的地方偏重发发生生残残留的力留的力 特特别别各角落各角落变变形力集中形力集中 ，容易破，容易破损损. 从从光坦性光坦性 歪曲歪曲检查检查 线纹线纹路密度高路密度高变变形力大形力大 : :卤卤素化素化

16、 碳碳化化, , , UL-94 UL-94是美是美国标国标准准,V-0(10,V-0(10秒秒 加加热热后后 切切断热断热源源 5 5秒秒内内就就会灭会灭火火),V-1(525),V-1(525秒秒),V-2,HB,BURN,NON-BURN ),V-2,HB,BURN,NON-BURN HALOGEN HALOGEN系列系列F,CI,BR,IF,CI,BR,I BLOOMING BLOOMING 现现象象发发生生 开开花花- - “ “溴溴系列系列” ”, ,” ”DECA DECA 系列系列” ” NON-BROMINE NON-BROMINE 溴溴系列系列, ,” ” ” 强化材强化材

17、(REINFORCEMENT) (REINFORCEMENT) 玻璃玻璃纤维纤维 ( (纤维纤维粗度粗度为为 1013 1013 的的话话，成型材料的通常，成型材料的通常长长度是度是 0.5 0.5 太太长会长会使螺杆使螺杆断断裂裂) ) CORBON FIBER CORBON FIBER WHISKER WHISKER ARAMID FIBER ( ARAMID FIBER (方向方向侧侧) ) 玻璃玻璃纤维纤维长长度度 0.5 0.5 以下以下 : : GLASS BEADGLASS BEAD 珠子珠子, ,粉末形粉末形态态的的 20 % 20 %左右平坦度好左右平坦度好, ,均一收均一收

18、缩缩, , 0.5 1.5 0.5 1.5 : : 玻璃玻璃纤维纤维( (長長) 30 % ) 30 % 左右收左右收缩随纹缩随纹出出现现注塑成型注塑成型树树脂脂类类特性特性 2 29 1.填填充充阶阶段段 (MOLD FILLING PROCESS); 注入注塑量的注入注塑量的90 - 升升压阶压阶段段 ( 保保压转换阶压转换阶段段, Fill-to-Pack Transfer ) : 模具模具内压内压上升上升, 螺杆慢慢推螺杆慢慢推进进. 2.保保压阶压阶段段 定定压压 (Packing Process) 维维持持压压力直到力直到阀门阀门冷却，螺杆慢慢推冷却，螺杆慢慢推进进注入注入树树脂的

19、脂的阶阶段段. 树树脂的保脂的保压压 压压力力, 温温度度,明确量明确量 (Specific volume)的的关关系而系而决决定定. 3.垫垫子是最小的好子是最小的好(5mm 7mm 程度程度) 少的少的话话 : 计计量的偏差量的偏差 填填充不能安定充不能安定 多的多的话话 : 滞滞留留时间长时间长，树树脂的物性脂的物性发发生生变变化化 压压力力传输传输慢制止慢制止难难. 为为了了补补充充树树脂的逆流和收脂的逆流和收缩缩量量 ，阀门变阀门变硬，硬，维维持保持保压压使使型腔型腔内树内树脂不再逆流脂不再逆流 = GATE SEALING POINT .保保压时间压时间是在是在产产品的重量品的重量

20、没没有有变变化化时设时设定定 重量重量过过重就是保重就是保压压太久太久 所以所以阀门阀门厚度要比厚度要比产产品薄品薄 要先要先变变硬硬 计计量量时间与时间与冷却冷却时间时间同同时开时开始，始，计计量先量先结结束束 填填充充 - - 保保压压 - - 垫垫子子 -( -(冷却冷却) ) 10 计计量是注塑完成后，量是注塑完成后， 为为了下次注塑了下次注塑树树脂加速化脂加速化 的操作螺杆回的操作螺杆回转转 固体的固体的 树树脂脂从从 HOPPER流入螺杆流入螺杆 ，计计量一次注入量的重量量一次注入量的重量 随随着着树树脂充脂充满满型腔型腔内内部，螺杆自部，螺杆自动动退出退出来来。 机器注塑机器注塑

21、质质量量 * 70% 成型品成型品质质量量 + 螺杆螺杆 +流道流道质质量量 机器注塑机器注塑质质量量 * 90% 螺杆螺杆 +流道流道质质量量 机器注塑机器注塑质质量量 * 30% 背背压压是是 在可塑化在可塑化阶阶段，段， 螺杆后退螺杆后退时时，用后面，用后面垫垫着得力防止逆流着得力防止逆流 ，喷喷嘴的嘴的树树脂脂压缩压缩的好的好 (为为了部了部产产生生气气泡，泡， 加加大熔融大熔融树树脂的密度脂的密度) (一般一般 510 kg/ - glass类类 515kg/- GLASS类类得比重更大的得比重更大的维维持密度的力持密度的力 大大) -施加背施加背压压大的大的话话 C/T 得更得更长

22、长, 如果粉碎如果粉碎剂剂用的多，粒子就用的多，粒子就会会不不规则规则，计计量麻量麻烦烦，背，背压压也要大也要大. -填填充充 -保保压压- CUSHING-向冷却向冷却转换转换, 为为下次注塑下次注塑计计量量-背背压压-吸回的吸回的计计量量 工程同工程同时进时进行，在冷却行，在冷却时间时间内计内计量要完成量要完成, 计计量完成后量完成后 12秒后秒后 ) 螺杆要前螺杆要前进进10 mm 通常冲通常冲进压进压的的 80%要持保要持保压压, 5 7 mm 之之间间 加入加入垫垫子子0510152025 可塑化可塑化过过程程(Plasticating Process)-(Plasticating

23、Process)-计计量量11 注塑成型理注塑成型理论论 (Fountain flow & Mono Sandwich Inj. Molding)(Fountain flow & Mono Sandwich Inj. Molding) 固化固化层层 (表面表面). RUNNER断断面面积积小的小的话话，流量速度快，流量速度快 树树脂前端面脂前端面积积 =树树脂向前端流脂向前端流动时测动时测定的距离定的距离 * 壁厚壁厚 注塑注塑压压力力 : 推推动树动树脂脂填满填满模腔模腔并并持持续续注入料桶的力注入料桶的力, 因因为为先充先充满满的的树树脂抵力脂抵力 ，要，要设设定比必要的注

24、塑定比必要的注塑压压 大的注塑机的注塑大的注塑机的注塑压压力力, 树树脂前端的速度加快，支撑脂前端的速度加快，支撑压压力就要按比例增加力就要按比例增加. 随随着着树树脂充脂充满产满产品，形腔前端品，形腔前端 变变窄，速度增加，相窄，速度增加，相对对比例比例压压力也要增加力也要增加. 所以所以为为了了减减少少压压力，而降低螺杆的前力，而降低螺杆的前进进速度（注塑速度速度（注塑速度).压压力力 ( kgf / cm ) ( kgf / cm ) = = 力力 ( kgf ) / ( kgf ) / 断断面面积积( cm )( cm )树树脂流脂流进进速度速度 =喷喷嘴的流量嘴的流量 / 树树脂前端

25、的脂前端的断断面面积积12 连连接杆距离接杆距离 (H)连连接杆距离接杆距离 (V)设设置置盘盘尺寸尺寸形板尺寸形板尺寸Mold base连连接杆接杆合模力合模力 (TON)连连接杆距离接杆距离 ( H * V ) mmMOLD BASE可能可能设设置的置的形板尺寸形板尺寸 (mm)设设置板尺寸置板尺寸 (mm) 15225-22515020023025260-26020025028030260-26020025028050310-31025030035075360-360300350400100410-410350400550150510-510450500550180510-5104505

26、00550220260-560450500550250610-610550600700280660-660550600700350710-710 750-750600700-450810-810 855-855700800890550860-860 900-900700800890 , 注塑成型模具的合模力注塑成型模具的合模力连连接杆距离接杆距离13 Two-Plate Molds(Cold Runners)2Two-Plate Molds(Cold Runners)2板式模具板式模具 Two-Plate Molds (Hot Runners) 14 Three-Plate Molds 3Th

27、ree-Plate Molds 3板式模具板式模具 Gates 15 Injection locationsRunner systemRunner system 16 Air TrapsFlashingCracking成型成型 不良不良 类类型型 UnderflowShort ShotSink MarksFilletMeld Line17 Charge StrokeCushionScrewScrew Back PositionScrewScrew Screw Forward Position18 注塑注塑时过胶时过胶圈后圈后进进螺杆回螺杆回转时过胶转时过胶圈先圈先进进模具树树脂脂干燥机干燥机成

28、型机成型机 Hopper Screw/Barrel Heater 逆流防止逆流防止环环 制制动动油油 油油压发动压发动机机 冷却管冷却管/冷媒冷媒成形成形条条件件 环环境境注塑成型注塑成型 品品质质 不良不良 要因要因19 缩痕是 Moldflow的保压解析的结果中可以看见的,冷却推迟各部分的收缩增加的地方，出现塌陷的形态. 降低成型过程中模具温度，加速 固化层进程的话，表面的缩痕可以防止, 内部出现空洞，产品的强度降低SINK MARK (SINK MARK (收收缩缩) )20 一般的树脂温度高 ，在容器中流动停滞时间长 ，受热损伤表面变色，并出现褐色或银色或是 模具内没能排出的空气(Ai

29、r Trap), 或因 Gas的原因而引起的. BURNT STREAKS(燃烧线)21 湿气线(Moisture streak)是按产品外形的流向成 “U”字形态出现。模具表面的湿气形成的湿气线幅宽, 面薄.MOISTURE STREAK (湿气线)22 色线(Color streak)是流程中树脂成分不均一分布或颜料的方向性不一致而形成的。 热损伤及 严重的变形，色变或是色差的出现.COLOR STREAK (色线)23 空气线有网状, 银线或白线,在 及壁厚严重 部位可以发现.螺杆周围, 从阀门开始出现薄膜状的线. AIR STREAK(空气线)/AIR HOOK24 Glass Fib

30、er Streak (玻璃纤维线) 使用玻璃纤维(Glass Fiber)会出现表面粗糙现象。在表面上会出现金属模样的玻璃纤维的痕迹. 25 Gloss (闪耀)/GlossDifference (光度差异) 光度会引起成型品的外观缺陷, 成型品外观太亮, 未达到标准亮度, 成型品表面有出现光度差异的可能. 光度差异是在成型品外观的厚壁变化中体现. 26 熔接线 是在两股以上的熔体汇合时发生的.塑料品的熔接线在光合面/机械面的缺陷上体现. Weld Line 27 喷射(Jetting)是在表面出现粗糙的网状现象. 喷射是光态及颜色的差异上体现的，与凹陷现象形态上比较接近 。通过阀门的熔融树脂

31、，由于速度快，到达制品的末端时，形成蛇形图画。在阀门附近通过时，要放慢树脂注入速度. 利用侧面阀门防止(加快速度也可). 在阀门前安装 塑孔栓来防止。Jetting 28 能看能看见见成型品表面的黑点成型品表面的黑点(燃燃烧线烧线),故此部位就故此部位就会发现会发现有完全未成型有完全未成型现现象象燃燃烧烧的痕迹的痕迹( Burns Mark/DIESEL EFFECT) 29 成型品表面出成型品表面出现现凹陷和凹陷和极极其其细细微的微的浅浅坑坑图图案案. Pin Point Gate周周围围出出现现同心同心圆圆形形态态. (Record Grooves effect) 30 白化及应力龟裂 (

32、Stress Creak)是由于内部及外部受应力发生的. 受压力部位发生白化,应力龟裂在成型后数日内也可发生. 白化白化(Stress Whitening) / Stress Creaks 31 在形状上未完整填充的注塑成型品叫做未成型品.流程的末端成型压力不足, 阀门接触部位注塑速度快的情形下，流程的停滞现象的出现 会导致未成型现象的发生。未成型未成型(Short shot) 32 形状上未完整填充的注塑成型品被称作未成型品.流程的末端成型压力不足, 阀门接触部位注塑速度快的情形下，流程的停滞现象的出现会导致未成型现象的发生。未成型未成型(Short shot) 33 冷却的冷却的树树脂脂从喷从喷嘴流出形成如同彗星尾一嘴流出形成如同彗星尾一样样