注塑成型条件

成型教材1大纲概述成型三要素成型加工四大要素成型条件五要素典型射出成型周期射出机之组成射出机之选择2概述对于成型之组成要素概略说明，成型周期之各步骤介绍，在经由成型机的组成导入成型机的选择注意事项，最后介绍成型参数，将成型参数分成四大部分一一说明，最后提醒成型试模开始作业前之注意事项。3成型三四五4成型三要素5外观尺寸精度物理特性成型加工四大要素6成型设备成型条件塑料模具成品成型条件五要素必须综合塑料、模具、成型机的品质

71.温度2.时间3.压力4.速度5.位置射出成型机的组成89射出成型机的种类柱塞式螺杆式鱼雷加热外部加热+摩擦热射出机之组成主要组成单元10射出机之组成射出机=射出单元+锁模单元11射出单元进料熔胶混炼升压锁模单元开闭锁模调整射出机之组成射出单元12射出机之组成锁模单元锁模机构：直压式、肘节式及肘节直压式三种。13直压式合模装置可分为：

1.升压滑块式

2.辅助缸式

3.增压缸式。直压式射出机之组成锁模单元

14以肘節接头将油压缸或电动机产生的力放大，使合模力增大。其中又分为：

1.单肘节2.双肘节式单肘节双肘节肘节机构射出机之组成锁模单元

15肘节直压式锁模装置是组合肘节机构与直压式锁模缸装置，外观为肘节式的一种，但锁模力的发生接近于直压式。直压式与肘节式的比较直压式肘节式合模行程方面可依模厚改变可依肘节式长一定受构造限制，不能太长模厚调整方面容易要依模厚移动肘节装置在合模压力上容易调整可用量计直读不易调整不能直读在模子开闭速度方面容易广范围调整速度比较快16锁模单元

射出成型循环周期17典型射出成型周期已合模，注射螺杆开始前进注射螺杆将塑料注入模腔并予以填满模腔内塑料开始收缩，注射螺杆继续二次射胶(保压阶段)塑件浇口凝固，二次射胶(保压)停止模具内塑料开始冷却，同时注射螺杆使原料进加热筒熔融胶化螺杆退至定位，原料已完全胶化螺杆向后退一下，称为倒索、松退、防延，避免塑料从喷嘴漏出8.塑件冷却定形，同时注射螺杆完成射料准备9.移动侧模板后退，开模10.顶出机构将产品顶出11.清除塑件，喷脱模剂，安装嵌件、插针等12.模具重新合模，下一个循环开始18射膠鎖模關模頂出開模冷卻保壓充填12345,67,8910,111219Cycletime&Pressurehistory射出成型机的选择考虑因素20射出机之选择1.锁模力(Clampingforce)21模腔内之压力难测，由经验推定通常在3500psi~7000psi之间，射出机说明书中的压力值通常远大于模腔压力，这是因为压力损失的缘故锁模力(顿)=模腔压力(psi)x模腔投影面积(in2)2240模腔投影面积=塑件及流道在模板上的投影面积射出机之选择2.容模空间(Moldspace)模具之长与宽都不应超出设出机模板的尺寸(必须在隔离柱范围内)；模具开启时的最大距离為全张开度(Daylightopening)；模具闭合时的距离为模具高度(Moldheight)或容模厚度(Moldthickness)

22射出机之选择3.注射量(shotweight)

通常以最大射出量表示为克或盎司(oz)23理论射出容量，换算苯乙烯(PS)熔胶之重量射出机之选择4.塑化能力(Plasticizingcapacity)

注塑机构能将粒状塑料变成熔胶的能力以每小时多少公斤表示，一般以PS为塑化能力的基准24射出机之选择5.注射压力(Injectionpressure)

射出机螺杆对塑料所施加的最大压力一般而言普通塑料1000kg/cm2；工程塑料1600kg/cm225射出机之选择6.射出速率(Injectionrate)

单位时间内所能射出原料的最大容量(cm3/sec)

常随螺杆截面面积与螺杆速度的乘积而改变；较精准的射出机配有独立的注射速率控制系统，分别控制每一段速率

26射出成型机的成型参数27成型条件28注塑参数时间参数开合模参数温控参数注射量计量行程余料量松退量螺杆转速预塑背压注射压力保压压力注射速率注射位置保压切换点射出时间保压时间冷却时间注射周期锁模力开合模速度开模行程顶出力顶出速度顶出摩擦力干燥温度料筒温度模具温度油温注塑参数注射量29注射量=螺杆推进容积×ρ×Cρ=常温下塑料密度(g/cm3)C=注塑温度下，塑料体积膨胀率校正系数结晶聚合物C≒0.85；非结晶聚合物C≒0.93定義：注射机螺杆在注射时，向模具内所注射塑料的熔体量(g)注塑参数注射量30计量方式：柱塞式成型机─1.容积计量式；2.重量计量式螺杆式成型机─在螺杆末端及喷嘴间计量设定方法：1.首先计算成品的重量，为默认值，先采用默认值稍少的量开始试射，再慢慢增加。

2.若成品复杂会有比预测值高的结果，有时亦可采较预测值稍高之量开始试射，记量不足会短射，实际计量值为模腔容量加上缓冲容量注塑参数计量行程(预塑行程/加料量)31注射量是透过计量行程来调整，计量行程太小注射量会不足，而计量行程太大会使料筒前部每次注射后余料太多，使熔体温度不均或过热分解。计量行程重复定位精度的高低会影响注射的波动。定义：螺杆计量过程中后退的距离，称为计量行程。注塑参数计量行程(预塑行程/加料量)–设定原则32依据产品的大小及机台大小而设定计量行程不能太大，以免注射多余的塑料在料管中，停留时间太长而引起碳化计量行程不能太小，确保足够的注射量及避免螺杆与喷嘴发生机械损伤，应有3~5mm的缓冲量计量行程(预塑行程/加料量)–设定方法首先计算成品之重量，为预测值，先采用较预测值稍少的量开始试射，再慢慢增加；若成品复杂时会有比预测值高的计量结果，此时亦可采较预测值稍高之量开始试射。注塑参数余料量33定义：螺杆注射完后，螺杆头部所留存的塑料料作用：1.防止螺杆头部和喷嘴接触，发生机械破损事故。

2.控制注射量的重复精度，达到稳定住宿产品质量目的。设定原則：1.余料量需适中，过大会造成余料过多，形成压力损失及原料分解；过小则达不到缓冲目的。

2.依产品/机台大小具体确定。※注射机是通过螺杆注射终止时的极限位置来控制缓冲量注塑参数松退量/防延量34定义：螺杆计量到位后，又直线的倒退一段距离，使计量室中熔体的比容增加，内压下降，防止熔体从计量室向外流出(透过喷嘴或间隙)，此后退动作称为防延动作，后退之距离为防延量或防延行程作用：降低喷嘴流道系统的压力，减少内应力。。注塑参数松退量/防延量35防延量不能过大，否则会使计量室中的熔料夹杂气泡，严重影响产品质量，对于黏度大的物料可不设防延量。设定原則：1.视塑料黏度，相对密度和产品的实际情况进行设定。

2.松退量的设定应与螺杆转数、背压相互适应

3.黏度较大之塑料，如PC可不设松退量注塑参数螺杆回转速度36当计量结束时(2~3mm)，转速特别要放慢，以减少惯性冲击，提高惯性精度螺杆之回转速度是左右塑料可塑化能力的重要因素，因此在设定螺杆之回转速度时，应详细依据熔融速率、塑料的热特性、螺杆驱动源之最大驱动力来决定。塑料之熔融温度速率与螺杆之回转速度成正比，因此缺乏热安定性的塑料，应选用较低的回转数。若塑料中添加纤维材料，当螺杆之回转速度太高时会破会其物理性质可提高背压而提升螺杆回转数，亦可考虑降低加热缸之温度，以提升回转数注塑参数预塑背压37定義：预塑背压表示螺杆在预塑时，计量室中熔体的压强作用：背压的提高有助于螺槽中物料的密实，排出物料中的气体，改善塑化质量，但过大的背压会增加计量段螺槽熔体的反流和漏流，降低熔体输送能力，增加功率消耗。设定原则：1.背压调整应考虑塑料的性质

2.背压调整参考产品表面质量和尺寸精度注塑参数注射压力38定義：射出压力是当成型材料由成型机射出时，在螺杆前端或注塞所承受每单位面积之压力(kgf/cm2)公式：油压力(P)(kgf/cm2)×射出滑块断面积(A)(cm2)螺杆断面积(A)(cm2)射出压力=上式计算出的射出压力并非真正作用于模穴内的有效射出压力，实际上必须需通过喷嘴、浇道、浇口，损失大部分压力，以螺杆式成型机而言，约损失30％~50％的压力。PMMA、PC流动性较差-----------压力损失大PS、PE、PA流动性较佳----------压力损失小注塑参数注射压力39设定原则：1.设定值必在成型机的额定压力范围内

2.设定时尽量用低压，由低到高调整

3.避免在高速时采用高压若设出压力设定过高，会减短油压缸与模具寿命，并使产品产生毛边及残余应力。柱塞式成型机的射出压力设定要比螺旋式高。注塑参数保压压力40定義：塑料射出后维持射出压力，亦称为二次射压作用：1.在浇口尚未冷却前维持被压缩状态，阻止模腔中未硬化塑料，在残于应力作用下倒流，防止产品收缩、避免缩水、减少真空泡

2.减少产品因受过大的注射压力而易产生黏膜爆裂或弯曲注塑参数保压压力41设定原则：1.保压压力及速度通常设定为模腔填充最高压力及速度的50％~60％

2.保压时间的长短与料温有关，料温高则浇口封闭时间长，因此包压时间长

3.保压与产品投影面积及壁厚有关，厚而大者需要较长的保压时间

4.保压与浇口尺寸形状、大小有关注塑参数注射速率42定義：由成型机喷嘴所射出熔融塑料之速度，以单位时间所射出成型材料来表示作用：1.注射速度提高，将使充模压力提高，因为高速率填充可维持熔体有较高的温度、黏度低、流道阻力小

2.过高的注射速率会增加压力损失，造成熔体的不稳定流动，会发生弹性湍流或造成胀模、溢料注塑参数注射速率43设定原则：1.防止撑模或溢料

2.防止注塑速度过快导致烧焦

3.保证产品质量前提下，尽量高速填充缩短周期

4.设定时需考虑成品形状、材料特性等因素注塑参数保压切换点44定義：射塑过程中，由射压切换至保压状态时的特定位置，该位置可由时间确定，亦可由位置决定。设定原則：一般切换点设置在射压完成后，形腔填充完成95%~100%，但产品有明显缩水时。成型条件45注塑参数时间参数开合模参数温控参数注射量计量行程余料量松退量螺杆转速预塑背压注射压力保压压力注射速率注射位置保压切换点射出时间保压时间冷却时间注射周期锁模力开合模速度开模行程顶出力顶出速度顶出摩擦力干燥温度料筒温度模具温度油温时间参数射出时间46定義：塑料熔融后，射入模腔至成品成型完成为止之时间；相当于成型机加压螺杆前进停止的时间。设定原则：1.在保证产品成型条件下，尽可能让射出时间缩短。

2.由射出压力、射出速度及产品大小等因素决定，一般塑料若黏度低、加热缸温度高、浇口直径大、射出压力高将会使射出时间较短。

3.射出时间亦受料温、模温影响。时间参数保压时间47定義：射出后维持射出压力的总时间。作用：确保在浇口未被封住(gate-seal)之前，能使模腔内之塑料维持被压缩状态，以确保成型成型时塑料所注入之适当容量，能维持至冷却为止。射出时间与保压时间之长短，直接影响成品的收缩率、残留内应力、表面光泽及短射之结果时间参数保压时间48设定原则：1.在保压压力不变时，连续延长保压时间，再确认产品重量变化状况，当产品重量不随时间增长而增重时的最小时间，可作为适当的保压时间。

2.依成品大小(塑料射出量)与浇口大小决定保压时间。时间参数冷却时间49定義：保压时间完成后至模具开启的这段时间。设定原則：受成品厚度、加热缸温度及模温等因素影响，若冷却时间不足，顶出时将会使产品容易损伤、变形。冷却时间在成型循环中占了大部分时间时间参数注射周期50定義：完成产品整体成型之所有时间。合模时间射出时间保压时间加料时间冷却时间开模时间顶出时间延迟时间注射周期成型条件51注塑参数时间参数开合模参数温控参数注射量计量行程余料量松退量螺杆转速预塑背压注射压力保压压力注射速率注射位置保压切换点射出时间保压时间冷却时间注射周期锁模力开合模速度开模行程顶出速度干燥温度料筒温度模具温度油温开合模参数锁模力52定義：锁紧模具力量大小。当塑料射入模腔时会产生撑开模具的力量，此力若大于锁模力，则模具会被撑开。公式：所模力(tf)≧模腔内单位面积之平均压力P(kgf/cm2)×模腔之投影面积A×10开合模参数锁模力53设定原則：成品之最大投影面积可由成型机所能提供之锁模力决定，而模腔内之实际压力因各种情况而不同，依公式虽可大约计算出射出压力之值，但一般仍然引用预测数值法，此数值依塑料黏度，浇口系统与成型条件来预测。开合模参数开合模速度54设定原则：1.保证机台运行平稳，振动越小

2.应尽量缩短时间

3.速度切换合理

4.遵循由慢→快→慢，为原则

5.模具低压保护位置的合理确定开合模参数开模行程55设定原则：1.各切换位置间距不得小于30mm2.最大的距离由最大的速度完成

3.最大开模位置，以方便取件，取件不伤母模为原则。

4.最大开模位置应使成型周期尽量短

5.不得使机台有过大振动开合模参数顶出速度56设定原則：顶出宜慢，后退宜快成型条件57注塑参数时间参数开合模参数温控参数注射量计量行程余料量松退量螺杆转速预塑背压注射压力保压压力注射速率注射位置保压切换点射出时间保压时间冷却时间注射周期锁模力开合模速度开模行程顶出速度加热缸温度模具温度油温控温參数加热缸温度58加热缸温度可区分为：喷嘴区、前端区(计量部)、中间区、后端区。喷嘴部计量部(前端部)压缩部(中间部)供料部控温參数加热缸温度59喷嘴部温度与塑料熔融无直接关系，一般熔融黏度较高的塑料，其喷嘴温度必须较高；喷嘴温度是否洽当，直接影响浇口附近出现流痕、料头拉高及残留料丝的现象。前端部为计量部，除可塑化外，最重要的是执行塑料混合与均一化，内部发热较小，是一保温状态，施以高温加热控温參数加热缸温度60中间部为压缩部，因机械剪断之作用而发热，是执行可塑化最重要的部份，其热量为电热器热量加上剪断产生之热量。后端部温度最低，是供料部，功能为塑料预热，软化塑料成半熔状态，若温度过高会侵蚀螺杆材料，一般为50℃~60℃

。控温參数模具温度61模具温度主要是透过水路导入加热水，藉此传导控制模温，模具温度过高将会引起产品或料头黏膜、毛边，过低有可能出现产品龟裂、流痕、结合线等问题，也必须考虑公母模侧温差不可太大，将使产品变形或使导柱导套定位出现误差。一般料温及模温皆以塑料特性为准，设定之温度不可高过塑料之裂解温度，亦不能低于塑料之止流温度。控温參数油温62设定原則：成型机动作油的温度，控制在35~45℃之间。作用：油温稳定是确保注射压力稳定。成型过程与不良缺陷63成型过程与不良缺陷成型进度机械进度主要条件材料特性模具构造不良现象熔化状态螺杆旋转料筒温度螺杆旋转螺杆背压黏度的温度依然存在--强度不良银线黑点流动射出射出速度射出压力模具温度黏度的速度依然存在排气孔浇口抛光面表面温度流痕喷痕结合线光泽不足填充不足气泡充填保压保压压力保压时间成型收缩--缩