注塑生产工艺知识培训资料(doc 17)

1、COMBINE WILL INDUSTRIAL CO., LTDSubject:Date:19/9/99注 塑 生 產 工 藝 知 識(2)注塑成型工藝過程 注塑過程 完整的注塑過程包括: 加料, 塑化, 注射入模, 保壓冷卻和脫模等幾個步驟, 但究其實質可看做只是塑化和流動與冷卻兩個過程.塑化這是塑料在料筒內經加熱及螺杆旋轉剪切達到流動狀態並具備良好可塑性的全過程螺杆旋轉不斷地將料斗中落下的料粒拽入料筒的同時螺杆后退讓料筒中的料在外電熱及剪切摩擦熱下進行熔化, 最后將已熔融的膠料定量貯存到螺杆端部等待注射.流動與冷卻這一過程是指螺杆在油缸作用下前進, 將具有流動性和溫度均勻的熔膠注入模具開始

2、, 而后經過型腔注滿, 熔体在受控制條件下(如施以保壓)冷固定型, 直至塑件在模中脫出.充滿階段: 這一階段以螺杆開始向前移動起, 直玫模腔被熔膠充滿.壓實階段: 這是指熔膠充滿模腔時起至螺杆撤回(倒索)為至的階段.倒流階段: 這一階段是從螺杆后退時開始的, 這時模腔內的壓力比流道內高, 因此就會發生未凝結的熔膠倒流, 使模腔內的壓力下降.凍結后的凍卻階段: 這一階段是指澆口的塑料完全凍結時起到塑件在模內頂出為止.成型工藝條件 注塑工藝最重要的條件即影響塑化流動和冷卻的溫度. 壓力及相應的各個作用時間. 可以說: 要保證塑件質量合格及穩定, 必須的條件是準確而穩定的工藝參數. 在調整工藝參數時

3、, 原則上按壓力時間溫度的順序來調機, 不應該. 同時變動兩個或以上參數, 防止工藝條件紊亂造成塑件質量不穩定. * 對各工藝參數的說明溫度參數注塑成型過程中需控制的溫度有料筒溫度, 噴嘴溫度和模具溫度, 料筒溫度及噴嘴溫度主要影響塑料的流動和冷卻.料筒溫度: 一般自后至前逐步升高, 以使均勻塑化.噴嘴溫度: 通常略低于料筒最高溫度, 防止噴嘴發生“流涎”現象, 但亦不可太低防早凝堵塞.模具溫度: 對塑件內在性能和表現質量影響很大, 對于表面要求比較高的膠件模溫要求較高.壓力參數注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力(背壓)和注射壓力.塑化壓力(背壓)保證螺杆在旋轉覆位時增加塑化壓力使熔膠的溫度均勻

4、及把揮發性氣体包括空氣排出射料缸外.把附加劑(如: 色粉. 色種. 擴散劑等)與熔膠均勻地混合起來提供均勻穩定的塑化熔膠以便保證塑件重量穩定.在保證塑件質量的情況下盡可能低以免徙耗損材料背壓的大小調節視膠料不同而異, 一般不超過20KG/CM2(具体各膠料背壓值可參見本工藝資料第一部分有關內容)注射壓力克服塑料熔体從料筒流向型腔的滯阻力, 給予充模壓力及對充入的熔料進行壓質.對于流動性差的塑料, 注射壓力要取大, 對于型腔阻力大的薄壁膠料, 注射壓力也要取大. (3) 時間參數(成型周期) 充模時間注射時間保壓時間總冷卻時間成型周期閉模冷卻時間其它時間(如: 開模. 脫模. 噴脫劑等)注射時間

5、和冷卻時間是基本組成部分, 其多少對啤塑件的品質有決定性的影響.充模時間一般不超過10S保壓時間較長, 與膠件臂厚有關(厚壁取長時間), 以保證最小收縮.冷卻時間取決于塑料結晶性, 制品料厚, 模具溫度等因素視具体情形調整.注射速度注射速度通過調節單位時間內向注射油缸供油多少來實現.一般說來(在不引負作用的前提下)盡量使用高射速充模, 以保證塑件熔接強度及表現質量, 而相對低的壓力也使塑件內應力減小提高了強度.采用高壓低速進料的情況可使流速平穩, 剪切速度小, 塑件尺寸穩定, 避免縮水缺陷. 塑膠模的基本認識 塑膠模具是注射成型生產中賦予塑料形狀所用部件的組合体, 塑模的結構視塑料 性質. 制

6、件形狀. 結構以及注射機的不同等因素而可能形式. 大小差異很大, 然而其基本結構大致相同, 即主要由澆注系統. 成型零件. 結構零件.三大部分組成. 其中澆注系統與成型零件是塑料直接接触的部分, 並隨塑料制品而變化, 它是模具中最重要. 最複雜. 變化最大. 要求表面精度及光潔度最高的部分.* 澆注系統&成型零件 澆注系統指塑料從噴嘴進入型腔的流道部分, 包括:主流道. 冷料穴. 分流道和澆口等. 成型零件指構成成品形狀的各零件, 包括: 動. 靜模型腔. 型芯. 排氣槽. (成型)頂針等.* 典型的模具結構 典型的模具結構包括以下幾個主要部分:主流道:是模具連接注射機噴嘴通至型腔或分流道的一

7、段, 主流道進口頂部呈凹 形, 以便與噴嘴連接. 主流道進口直徑應略大于噴嘴直徑(0.8mm)以免溢 料並防止兩者連接不準而發生堵截. 進口直徑根據制品大小而定, 一般 為4-8mm主流道直徑應向內擴大, 呈3-5角度, 以便流道順利出模.分流道: 在多型腔模中連接主流道和各個型腔的通道. 為使熔料能等速度地充 滿各型腔, 分流道在模里的排列應盡可能等距 對稱, 而分流道的截面 積形狀 尺寸對熔料的流動有很大影響, 且對脫模 造模的難易都有影 響. 常用的分流道截面形狀是梯形或半圓形而且是開在帶有脫模杆的 半模上. 流道的表面必須拋光以減小流動阻力而提供較快速度充模, 流 道的尺寸決定于塑料品

8、種, 制品尺寸及壁厚(具体參見有關資料數據) 在滿足成型要求的前提下應盡量減少截面積, 以免增加水口料的比例 及使冷卻時間增加, 降低了生產效率.冷料位: 設在主流道末端的空穴, 用來容納噴嘴兩次注射之間所產生的冷料, 從 而防止分流道或水口堵塞. 如果冷料進入型腔則會導致制件內應力加 大或機械強度不足, 冷料位尺寸一般為3-10mm, 深度6mm左右, 為 便于脫模(拉出水口), 其底部通常都是拉料杆位(脫模杆), 拉料杆的頭 部通常都設計成下凹陷或帶有溝槽形成, 便于拉出主流道連整個流道 系統. 澆口(入水口)是熔料通過直 分流道后進入型腔的通道, 澆口的截面積通常是整個流道系統中截面積最

9、小的部分.內澆口的尺寸形狀對制件的質量影響很大, 其主要的作用可列述以下幾點:控制料流速度成型中水口位早凝結可防其倒流使料通過時產生較高的剪切力使料溫提升, 從而降低其表面粘度, 提高其流動性.便于制件與流道分離澆口的形狀尺寸和位置設計都須根據塑料品種, 制件結構和形狀等具体情況做出選擇, 一般來說, 澆口的位置都是開在制件厚壁位(以利補縮)及不影響外觀的位置. 澆口尺寸設計應考慮熔体的性質.三. 型腔 是制件在模具中成型的部分, 用來構成型腔的零件稱為成型零件, 一般包含以下: 凹模構成制件外形的成型零件 凸模/型芯構成制件內部形狀, 如: 溝 孔 槽等 由于熔体進入型腔后產生很高的壓力,

10、故對成型零件的材料強度 剛度要求較高, 且材料應具耐腐蝕性. 成型零件一般都經過熱處理提高硬度. 注: 常用于塑膠模的鋼材有: 718. S-136. 而合金模具是用熱作鋼8407.四. 排氣位 開設在模具內的槽形排氣位, 防止熔料進入型腔時卷入氣体. 當熔料進入型腔時 原存入型腔的空氣及熔料帶入的氣体必須在料流的盡頭通過排氣槽向外排出, 如 排出不完全, 則可能會造成件帶氣孔, 熔接痕, 充模料不齊, 甚至困入高溫壓縮空 氣而燒傷膠件的情況出現. 一般情況下, 排氣孔既可開設在型腔內熔料流動的盡端, 也可開設在模具的分模 面上.(在凹模上開一般0.03-0.06mm深, 1.5-6.0mm寬

11、的槽) 注射件排氣孔是不會有很多熔料滲(迫)出的, 因為熔料會在該處冷卻固化而自動 將通道堵死. 此外, 實際應用中亦可利用頂出杆與頂出孔配合間隙, 頂塊和脫模 皮與型芯的配合間隙來排氣.五. 塑模的冷卻裝置(冷卻系統) 使熔料在模具內冷卻定型而設置的, 在模具中通入冷卻介質的流通(通常是水或 油), 然後憑借著循環流動帶走熱量來達到目的, 通入冷卻介質種或溫度可能隨塑 料的種類和塑件結構而異. 采用的介質有: 冷水 熱水 熱油 蒸汽等. 模具冷卻的關健就是: 要求高效率的均勻冷卻. 因為冷卻快慢及均勻與否會直接 影響制件的質量和尺寸. 設計冷卻系統應根據熔料的熱性能(如結晶因素). 制品的形

12、狀和模具結構, 考慮冷 卻通道的排布和冷卻介質的選擇.* 附件一 注塑成型常見問題及改善指引 附件二 常見塑膠材料干燥條件 附件三 塑料著色性比較及注意事項(附件一)注塑成型常見問題及改善指引填充不足(SHORT SHOT) 表現為注塑件不完整或細節不完全, 是因為塑料未完全充滿模腔所致.* 改善指引:檢討成型工藝增加注射壓力增加注射速度增加熔膠溫度增加注射時間适當增加背壓檢查注塑機檢查料斗料量及料斗口是否堵塞是否正確設置了噴射行程機器塑化能力不足以提供足夠料量, 需換大機料筒溫度計顯示不真實, 明高實低噴嘴部分封住, 檢查是否嘴孔是否有異物或未熔料檢查模具是否排氣不足影響, 檢查排氣孔有否堵

13、塞或增加多排氣位入水口太小或流道太細長, 需相應加大入水口, 加粗主入水, 轉角應圓弧過渡塑件局部斷面過薄, 需在結構上改進, 加多入水口對多型腔而言, 入水口位置是否恰當(平衡), 視情形做調整披鋒(FLASHING) 表現為塑料上有多余的飛邊 棱角, 通常出現在分型面或模腔拼合線或孔位.* 改善指引:檢討成型工藝注射壓力過大, 需降低或早些從注射壓轉到保壓.減少螺杆向前時間及降低注射速度.适當減少射膠量及將熔料溫度降低.檢查注塑機鎖模力太小, 換用大機機器鎖模力不穩定檢查模具外來物粘附于分型面, 致鎖模不密合.模具物料配合不準, 針對性檢修. 多型腔模需調整分流道及澆口尺寸以平衡壓力.氣泡

14、(BUBBLES) 如果熔膠中含有氣体(揮發物質)那麼熔膠去除壓力后會在塑件中留下氣泡.* 改善指引檢討成型工藝提高注射壓力將注射速度降低降低料筒溫度(特別是后段的)增加背壓, 並适當調低螺杆轉速, 防止透入空氣量增多注射熔膠量不足, 需适當增加檢查模具增加澆口尺寸, 防止材料在澆口處過早固化增加排氣槽或加深現有排氣槽, 改善型腔排氣模具上澆口位置開設不合理, 致膠料流不均, 有空氣困于其中檢查運水情況是否使模溫不均並改善, 模溫不能過低加粗流道制件厚壁薄壁的轉角處圓滑過渡, 避免膠料流速變化過大裹入空氣塑件壁過厚: 改模將原料處偷空減薄檢查膠料 主要是干燥問題, 要保證充分干燥及避免在成型前

15、回潮縮水痕(SINK MARKS) 通常表現為塑件表面收縮缺料所致凹痕* 改善指引 a) 檢討成型工藝溫度太高或過低, 都會使保壓補縮達不到效果适當增加冷卻時間, 減少熱收縮膠料射入量不足: 增加射膠量增加注射壓力和速度檢查注塑模螺杆磨損, 注射保壓時熔料漏流增加加料量, 保留一定緩沖區以發揮保壓作用減小加料量, 減小緩沖墊厚度, 使注射壓力不過份消耗而發揮作用檢查模具模具溫度太高使膠料冷凝太慢模具溫度太低使膠料沖填不完全模上局部高溫區: 改善冷卻水布置适當加大澆口以增加進膠量增大縮短流道/注口, 減少壓力損失, 使料流順通過改變澆口位置及流道粗細, 必要時增加多澆口如可能將件厚處改模偷空減小

16、厚壁料位收縮差異熔接痕(POOR WELD LINE) 產生在塑件表面的冷料熔接的痕線.* 改善指引檢討成型工藝增加熔膠溫度及噴嘴溫度适當增加背壓力及調整螺杆轉速以獲得更高的均勻的熔膠溫度有效型腔壓太低: 增加注射壓力, 增加螺杆向前時間增加注射速度檢查模具使用了過多的清潔劑: 省模或對模做其它處理, 盡可能不用脫模劑模具表面太冷 : 增高模溫, 限制冷卻液速度模內排氣不足 : 在熔接區加排氣孔或增大排氣孔尺寸澆口 流道太小 : 增加澆口尺寸, 增大流道直徑澆口離熔接區太遠 : 改變澆口位置或增加輔助澆口塑件在熔接區部位太薄: 改模加厚料檢查塑料保證原料干燥良好, 以改善其流動性 六. 銀條紋

17、(SILVER STREAKS) 由于氣泡及充填過程中沿拉應力的垂直方向產生應力集中點使塑件對外呈現銀 現象. * 改善指引.檢討成型工藝熔膠溫度太高至揮發物過多: 降低料筒溫度(尤其是后端溫度)也可能熔膠溫度太低至充填不穩定, 內應力增大: 相應增高料溫及噴嘴溫度可能膠料滯留在料筒內時間過長, 需減短總周期時間增加或減小射膠速度适當調低注射壓力适當增高背壓(如過高需調低)及減小螺杆轉速檢查注射機是否溫度控制器不精確, 控制有差異.清理噴嘴部位有可能堵塞減小螺杆蓄壓段距離檢查模具模表面溫度太低, 增高模溫(限制冷卻劑流量 流速)檢查澆口及流道是否有堵塞情況, 如有需增加澆口深度和流道直徑模具表

18、面過多脫模劑: 限制脫模劑使用, 或轉用無硅型脫模劑成型檢查是否有油 水泄漏致模腔物料受污染檢查排氣情況要保持良好, 必要時加深或增加排氣檢查膠料要保證原料的充分干燥, 清除水份膠料已被(其它種料)污染, 糾正改善. 另外, 需徹底將料筒清洗干淨後再使用潔淨料生產.原料中(水口)細粉末過多或是多次回料導玫在料筒中易降解, 需過篩清除及控制多次回料加入量.* 註: 對成品塑件可試用退火方法消除銀紋: 對PS類, 78保持15分鍾 對PC類, 160以上保持數分鍾 七. 空洞(VOLDS) 塑件料截面出現的空心孔(如是透明件清晰可見), 常因材料收縮所致.* 改善指引:檢討成型工藝增加注射量增加注

19、射壓力增加保壓時間及适當增加射膠時間降低溶液溫度降低或增加注射速度(例如: 對非結晶性料要增加速度)增加料溫使流動暢及降低料溫減小收縮(視情形而調節)縮短塑件在模內冷卻時間, 必要時投入熱水緩冷檢查模具适當提高模溫, 特別是形成“真空泡”位的局部模溫將模具澆口開設在塑件厚壁位, 檢討改善流道. 澆口流動情況, 必要時將其加粗加大.改善模腔排氣* 可參見“3.氣泡(BUBBLE)”部分彎曲彎形(WARPAGE DISTORTION) 塑件形狀與型腔相似, 但呈現彎曲或彎形. * 改善指引:檢討成型工藝增加冷卻時間調整注射壓力, 減小螺杆向前時間在保證充料情況下, 減小螺杆轉速和背壓, 降低料密度

20、料溫太高或太低: 根據具体情況調整(流動性差的塑料溫度不可調低)頂出塑件時要緩慢出模后借助夾具定型在水中快速冷卻檢查模具增加模具冷卻能力, 使冷卻液速度加快, 將模溫降低(以增硬塑件外表面)塑件不均勻的收縮導致變形: 檢討件的設計及運水分布情況並修正澆口位置是否開在最厚位處增大澆口尺寸及流道尺寸且盡可能使流道粗而短, 減少成型取向性 檢查是否型芯 型腔偏移導致壁厚變化引起變形模內有倒扣, 導致出模時變形, 改善方法是減少倒扣深度及在任何可能處增加轉角R及省滑模具頂針太小, 數量太少或分布不合理, 這些都會使頂出不平衡, 針對性做改善改善排氣, 減小塑件內應力不平衡程度在設計上的可能位增加加強筋

21、.調整模溫: 厚壁位強水冷, 偏遠薄壁位應提高溫度, 以使整件收縮均勻, 減小內應力檢查膠料結晶性塑料變縮率普遍偏大, 易產生應力變形困氣燒痕(TRAPPED GAS BURN MARKS) 表現為塑件表部變色(從黃到黑)通常出現在塑流道尾處和空氣壓縮地帶.* 改善指引檢討成型工藝膠料過熱, 降低熔液溫度降低注射速度, 太快使氣体不易排出降低背壓, 減小螺杆轉速鎖模力過度, 在不致披鋒情況下稍降低材料在料筒內滯留時間過長, 需減少總循環時間檢查模具檢查並清潔排氣位, 並在燃燒痕處加多加深排氣位澆口太小: 增加澆口深度, 寬度檢查材料必須保證徹底干燥去除水份 十. 黑褐斑點(BLACKBROWN

22、 SPECKS) 注塑件呈現黑色 褐色 濃淡的斑或條紋, 塑件染色無根本變化. * 改善指引:檢討成型工藝降低熔液溫度(特別是后料筒區), 避免過熱注射速度過快引致過度剪切調低注射壓力減少冷卻時間檢查注射機膠料困于炮筒裝置的“死角”或不流動區, 使它在高溫下停留時間過久: 將筒和螺杆拆下來徹底清潔與聚合物接触的表面檢查模具澆口過小, 增大澆口尺寸塑件壁部分太窄, 材料在高壓下流過時產生衰變, 需檢查修正, 保持壁厚的正確性和一致性檢查膠料材料中混入的熱敏感的其它已多次回用的膠料, 檢查來源, 清除雜質 十一.脆弱性(BRITTLE NESS) 表現為注塑件在頂出時斷裂, 或在出模后易斷裂.*

23、改善指引:檢討成型工藝熔膠溫度太低: 增加料筒(后區)溫度及噴嘴溫度熔膠溫度過高致膠料降解, 需降低各區域料筒溫度以及調低背壓力, 降低螺杆轉速.增加注射速度, 保證熔合強度檢查模具增加模溫, 限制冷卻劑循環速度流道和澆口過小, 注射中過度剪切, 需加粗加大流道及澆口檢查膠料塑件內應力過大沒釋放出來, 需進行退火處理(如尼龍件浸熱水)水口料過多, 或多次回用雜料的使用, 需通過試驗控制用量異類膠料混入(熔點低的), 查明改善並將料筒徹底洗淨十二.粘模(STICKING IN THE MOLD) 塑件(可能連水口)在模內被粘住, 不能出模或出模困難. * 改善指引:檢討成型工藝模內膠料過度充填:

24、 減低注射量, 減低注射壓力及注射速度料溫過高需适當調低保壓時間過長:減少螺杆向前時間增加冷卻時間或縮短冷卻時間(視型腔或型芯粘模而不同)在允許的情況下借助脫模劑脫模檢查模具模具表面刮傷 擦花等, 需做拋光處理模內出模角不夠: 改模加大設計有不合理的倒扣高度拋光的模面會使塑件在真空負壓作用下難以出模頂出機構不适當, 如頂出面不足等十三. 尺寸差異(DIMENSIONAL VARISTIONS) 注塑件尺寸變化超過允許範圍 * 改善指引檢討成型工藝注射壓力低: 提高注射壓力适當增加射膠時間及保壓時間料筒溫度/ 噴嘴溫度過高, 相應調整模型充填太慢: 增加注射速度/ 采用多級充填速度檢查注塑機不同

25、機種的注塑機所致成型工藝條件的差別螺杆轉速, 停止動作不穩定不穩定的注射壓力: 如檢查是否每次循環都有恒定的熔膠緩沖, 返回塑流閥是否泄漏等, 相應修理或更換熔料溫度波動: 檢查熱電偶及溫度控制器是否出現故障檢查模具檢查是否有殘留物堵塞澆口, 尤其是潛水式澆口模溫是否恒定, 冷卻液通道是否順暢, 冷卻回路是否正確連接檢查是否模具成型構件出現問題, 如行位 鑲塊松動等 d) 檢查膠料不同型號材料收縮率的差異水料回用時注意篩去細粉末不用 十四. 碎裂(CRAZING) 注塑件表面有細小裂紋或裂縫 * 改善指引:檢討成型工藝調整注射壓力: 升高壓力, 使充模順暢, 降低粘度 過高壓力致內應力大易開裂

26、, 故需降低.調整料筒溫度: 過高溫度, 使料降解 過低溫度, 使熔接位強度不足适當增大射膠速度适當提高模溫, 減小分子取向性降低背壓及調低螺杆轉速, 避免膠料降解冷卻時間太短, 未充分硬化, 頂出時發白或開裂檢查注塑機機器的塑化能力不足(塑化容量小, 不充分), 需換用大機器檢查模具增加頂針直徑, 降低頂針頂出速度頂針油傳到模腔表面, 檢修模具型腔或型芯內漏水, 檢查是否模有細裂痕, 或是“0”封閉環不良引起漏水澆口過大使塑件過分受壓: 減小澆口尺寸塑件設計過于單薄, 需增加加強筋檢查型腔. 型芯是否足夠脫模斜度模具排氣不良, 易形成夾水紋使強度下降檢查膠料原料被污染: 查明原因作出控制過多

27、的水口料加入: 用試驗結果確定适宜的加入量保證充分的干燥去除水份 十五.表面粗糙(MATT PATCHES) 塑件表面精度不一, 有些部分比其它部分有光澤 * 改善指引:檢討成型工藝增加噴嘴溫度增加熔膠溫度(檢查是否料筒加熱帶混亂失調, 局部過熱或過冷)可能填充過快過度剪切: 适當調低注射速度增加射出壓力廷長射料時間背壓不足, 熔料疏松並帶有氣体檢查注塑機檢查噴嘴處有否滴漏有冷膠檢查模具增大或增加冷料穴收集冷料模表面質量不良, 拋光改善並檢查是否有運水泄漏提高模溫料流在模型內突然轉變: 模內避免尖利邊緣, 盡可能用圓角過度型腔內的噴射痕: 增大澆口或用薄片形澆口入水在表面光澤差的部位加排氣位改善使用脫模劑的影響: 停止使用脫模劑檢查膠料摻入水口料過多, 或多次回用料降解 十六. 顏色分布差(POOR COLOR DISPERSION) 塑件顏色不一致, 局部有濃淡差別或有條紋, 斑塊形狀出現 * 改善指引:檢討成型工藝增加背壓, 降低料筒溫度以使色料混合充分嚴格限定生產工藝參數: 特別是不可隨便變更料溫及生產周期檢查膠料混料不均勻新料與水口料配比的差異色粉擴散不良, 加入擴散劑改善附件二常 用 塑 膠 材 料 干