Plasticmaterialknowledgestudy(注塑件基础简介)

2014-03-24LouisaLiuStarZhangPlasticmaterialknowledgeTraining

塑料件知识培训

塑料件的成分和不同原料的特性PlasticcompositionandcharactersofdifferentmaterialsCrosbyplasticpartcasesshare---LouisaLiu注塑模具介绍

Moldingdieintroduce

EMCplasticpartcasesshare---CheneyChen注塑工艺及参数介绍

Moldingprocessandparameterintroduce

IASplasticpartcases---CandyJiao塑料件主要失效模式汇总PlasticmajorfailuremodecollectMarigoldplasticpartcases---StarZhang

Agenda

塑料为合成的高分子化合物,一般所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin).Plasticissyntheticmacromolecularcompound,usuallynamedplasticorresin.

塑料简介

PlasticIntroductionABSPE塑料件的应用领域（PlasticApplication）塑料分类(PlasticClassification)根据用途：通用塑料和工程塑料Baseonapplication:generalpurposeplasticsandengineeringplastics根据加工方法：注射、挤出、吹塑、浇铸、膜压塑料等多种类型

Baseonprocessingmethod:injectionplastics,extrusionplastics,blowmolding

plastics,castingplastics,filmpressureplasticsandsoon.根据受热后的性质：热塑性塑料和热固性塑料Baseonthepropertyafterbeheated:thermoplasticplasticsand

thermosettingplasticsa)热塑性材料：可回收利用，如PE、PS、PC、PP、PVC、ABS等

Thermoplasticplastics：recyclable,forexample,PE\PS\PC\PP\PVC\ABS

etc.b)热固性材料：不可回收利用，如PF、UF、MF、EP等

Thermosettingplastics：un-recyclable,forexample,PF\UF\MF\EPetc.合成树脂:是塑料中最主要的成分,是决定塑料类型、性能及使用的根本因素.

SyntheticResin:

themaincomponentintheplastic,thedecisivefactorof

plastictypes,performanceanduse2.

填充剂:可以提高塑料的强度和耐热性能，比如木粉、纤维、硅藻土等

Filler:

canimprovethestrengthandthermalpropertiesofplastics,forexample,

woodpowder\fiber\diatomite

塑料主要成分PlasticsMajorIngredientPE3.增塑剂:

可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型

Plasticizers:

canincreasetheplasticplasticityandflexibility,reducethe

brittleness,easyprocessingmolding4.稳定剂:

防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长

使用寿命。比如硬脂酸盐、环氧树脂。

Stabilizers:

preventsyntheticresin’sdecompositionanddestructionbylight

andheatintheprocessinganduse,toextendtheservicelife.

Forexample,stearicacidsalt,epoxyresin.塑料主要成分PlasticsMajorIngredientPhthalateAcidEsters(PAE)2005/84/ECstatedthemaxaddingquantityis0.1%,flammable,suspectcarcinogen.

5.色母粒:使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色

ColorMasterBatch:makeplastichasallkindsofbright,beautifulcolors

塑料主要成分PlasticsMajorIngredient

合成树脂SyntheticResin五大通用树脂：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙

烯（PP）和ABS树脂FiveGeneralResin:Polyethylene(PE),polyvinylchloride(PVC),

polystyrene(PS),polypropylene(PP)andABSresin白色一级颗粒(Whiteone-levelparticles)PE6K-9K(RMB/ton)PVC5K-9K(RMB/ton)PS6K-9K(RMB/ton)PP5K-8K(RMB/ton)ABS9K-1.2K(RMB/ton)聚乙烯（PE）Polyethylene聚乙烯PEPEsummary概述性质Property工艺ProcessUses用途前景ProspectClassification分类历史History

Born：1898Mother：汉斯•冯•派克曼Father：雷金纳德•吉布森

埃里克•福西特发现背景：聚乙烯是在两次试验事故中被发现的，第一次是1898年派克曼在一次试验中发生事故，在爆炸现场发现白色蜡状物质。第二次是1933年3月雷金纳德•吉布森和埃里克•福西特研究高压对化学反应的影响时，在反应器里发现蜡状固体，后来确定是聚乙烯。Background:polyethylenethatwasfoundinthetwoexperimentaccidents,thefirsttimein1898Pacmanaccidentinoneexperiment,awhitewaxysubstancefoundatthesceneoftheexplosion.SecondisfoundbyReginaldGibsonandEricFawcettinMarch1933:astudyofhighpressureonthechemicalreaction,foundthewaxysolidinthereactor,thendeterminedisthepolyethylene.PESummary分子结构Molecularstructure是由乙烯经加聚反应制得的一种热塑性树脂。无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)。

Obtainedbytheadditionpolymerizationofethylene,isathermoplastic

resin.Odorless,non-toxic,feelslikewax,hasexcellentperformanceoflow

temperatureresistant(minimumtemperatureis-70~-100℃).PESummary分子结构Molecularstructure化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。

Goodchemicalstability,erosionresistanttomostacids(notresistant

tooxidizingacid),notsolubleincommonsolventsatroomtemperature,

weakwaterabsorption,excellentelectricalinsulationproperties.结构最简单的高分子，通用合成树脂中产量最大的品种，也是应用最广泛的高分子材料。

Thepolymerofmostsimplestructure,andisthevarietieswiththelargest

productioningeneralsyntheticresin,andalsoisthemostwidelyused.PESummary物理性质Physicalproperties聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。性质Property化学性质Chemicalproperties化学稳定性优越，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质。但是硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。性质PropertyPE分类Classification

中空制品管板材挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工。也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料高密度聚乙烯强度较高，适宜作真空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容PE主要用途MainUses纤维中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。目前已研制出超高强度聚乙烯纤维（强度可达3～4GPa）,可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。PE主要用途MainUses杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。PE主要用途MainUses塑料工艺

基本简介

注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注

塑还可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是将热

塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，

注射成型是通过注塑机和模具来实现的。塑料工艺

主要类型橡胶注塑：橡胶注射成型是一种将胶料直接从机筒注入模型硫化的生产方法。橡胶注塑的优点是：虽属间歇操作，但成型周期短，生产效率高取消了胚料准备工序，劳动强度小，产品质量优异。塑料注塑：塑料注塑是塑料制品的一种方法，将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型得到想要各种塑料件。有专门用于进行注塑的机械注塑机。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。所得的形状往往就是最后成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的

加工。许多细部诸如凸起部、肋、螺纹都可以在注射模塑一步操作中成型出来。

塑料工艺

注塑成型工艺塑件的注塑成型工艺过程主要包括合模-——填充——保压——冷却——脱模等4个阶段。这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。塑料件主要失效模式汇总

(Plasticmajorfailuremodesummary)

Failuremodesummary毛边flash气泡bubble黑点blackspot熔接痕weldingline起皮peeling缺料shortfilling变形deformation缩水shrink定义/Define图示/Photo缩水/缩痕是指制件在壁厚处出现表面下凹的现象，通常在加强筋、沉孔或内部格网处出现。Shrinkisaphenomenonofthesurfaceconcave,usuallyhappenedinthestiffener,sinkholesorappearsattheinternalgrid.原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction壁厚部分及加强筋部位的冷却不足，由于模腔内压力不足引致，随内部收缩而产生的表面凹陷。Thickpartcooltimeisinsufficientwhichleadtoinnercavitypressureislowandconcavehappened.◆提高模具温度Increasethemoldtemperature◆扩大注口，流道尺寸Expandgatedimension◆提高保压压力，增加保压时间

Raisevalueandtimeofholdingpressure◆保持缓冲料量，直到浇口封闭Keepbuffercapacity,untilthegateisclosed◆调整壁厚：将加强筋厚度设置为基板厚度的1/3

Improvewall-thickness塑料件主要失效模式(1）——缩水Plasticmajorfailuremode(1)——Shrink

塑料件主要失效模式(2）——毛边

Plasticmajorfailuremode(2)——Flash

定义/Define图示/Photo毛边是指在模具分型面或顶杆等部位出现多余的塑料，使制件在上述地方出现不规则的边角。Flashisaphenomenonofneedlessplastic,usuallyhappenedindiejoint.原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction1.原料温度太高

Rawmaterialtoohightemperature2.射胶压力太高

Toohighejectionpressure3.填料过饱

Fillertoofull4.合模线或贴合面不良

Moldinglinedamage5.锁模压力不够

Modelockingpressurenotenough6.制品投影面积过大

Toobigprojectionarea7.入水口分布不均

Uneven

distributionofgate1.降低原料温度及模具温度Lowermaterialtemperature2.降低射胶压力Lowerejectionpressure3.降低射出时间.速度及料量Lowerejectiontime/speedandreduceamountofmaterial4.检修模具Adjustmold5.增加锁模压力Increasemodelockingpressure6.选用较大的注塑机或者选用合适面积的制品模具Choosebiginjectionmachineorbigmold7.重新分配入水口Redistributegatelocation塑料件主要失效模式(3）——缺料

Plasticmajorfailuremode(3)——ShortFilling

定义/Define图示/Photo缺料或者叫做欠注是指模具型腔不能被完全填充满的一种现象。Shortfillingisaphenomenonofmoldcavitynotfull

原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction熔体温度、模具温度或注塑压力和速度过低Material/moldtemperaturetooloworinjectionpressure/speedtoolow原料塑化不均Materialplasticizationinsufficient排气不良Badventing原料流动性不足Rawmaterialshortageofflow-ability制件太薄或浇口尺寸太小Toosmallgate聚合物熔体由于结构设计不合理导致过早硬化或是未能及时的进行注塑.Molddesignunreasonable成型材料Moldingmaterial：增加熔体的流动性Increasetheflow-abilityofmaterial2.模具设计Molddesign：a.填充薄壁之前先填充厚壁，避免出现滞留现象，导致聚合物熔体过早硬化。Fillthin-wallbeforefillingthicknessb.增加浇口数量，减少流程比。Increasegateqtyc.增加流道尺寸，减少流动阻力Increasechannelsize

d.排气口的位置设置适当，避免出现排气不良的现象,.增加排气口的数量和尺寸.Checkventinglocationandincreaseventingholesizeandamount3.成型工艺a.增大注塑压力b.增大注塑速度，增强剪切热c.增大注塑量d.增大料筒温度和模具温度塑料件主要失效模式(4）——气泡

Plasticmajorfailuremode(4)——Bubble

定义/Define图示/Photo气泡是指空气被困在型腔内而使制件产生的现象。困在型腔内气体不能被及时排出，易导致出现表面起泡，制件内部夹气，注塑不满等现象。Someairisstuckintheinsidethecavityandcan’tbedischargedintime,thiscanleadtobubble.8113-007-012原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction塑料潮湿，含水分、溶剂或易挥发物质Materialiswetorcontainsomevolatile

substances料粒太细、不均或背压小，料筒后端温度高或加料端混入空气或回流翻料Someairmixintothematerial模腔填料不足或浇口、流道太小Fillernotenoughorgatetoosmall注射压力和速度设置太低Injectionpressureandspeedtoolow模温低或温度不均匀，射嘴温度太高Unevenmoldtemperatureandtoohigh

nozzletemperature注塑先干燥处理胶料，也要避免处理过程中受过大的温度变化Beforeinputmaterial,dryingit对细料粒或不均匀料，设置好料筒各区端的温度，以防止注塑成型时有空气介入扩大浇口、流道尺寸，检查下料口或射胶动作参数Expandgatesize/channelsize,checkfeedgateandinjectionparameter增加射胶压力、速度、时间设定值Increaseinjectionpressure,speedandadjusttimesetting检查模具冷却系统，重新排列，使工模温度一致，降低射嘴设定温度值Checkmoldcoolingsystem,rearrange,makethemoldtemperatureconsistent,lowernozzletemperaturevalues塑料件主要失效模式(5）——黑点

Plasticmajorfailuremode(5)——Blackspot

定义/Define图示/Photo黑点/黑纹是指在制件表面存在黑色斑点或条纹，或是棕色条纹。Blackspot/streaksisaphenomenonofplasticdiscolor8102-016-012原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction材料降解:塑胶过热分解将导致黑点或条纹。塑胶如果在封闭的料筒内、螺杆表面停留时间过长，将导致炭化降解，故而在注塑过程中产生黑点或条纹。Duetomaterialcarbonizeintheprocessofheating材料污染:塑胶中存在脏的回收料、异物、其他颜色的材料或易于降解的低分子材料，都可能引起上述现象。空气中的粉尘也容易引起制件表面的黑点。Materialmixedwithotherforeignmattersorotherdirtalsocancausethisissue材料Material采用无污染的原材料Usepollution-freematerial将材料置于相对封闭的储料仓中Improvematerialstorageenvironment增加材料的热稳定性Increasethermalstabilityofmaterial2.模具设计MoldDesign清洁顶杆和滑块Cleanejectorpinandslipper.改进排气系统.Improveventingsystem清洁和抛光流道内的任何死角，保证不产生积料Cleanandpolishrunner’severycornner注塑前清洁模具表面.Beforeinjection,cleanmoldsurfece塑料件主要失效模式(6）——熔接痕

Plasticmajorfailuremode(6)——Weldline

定义/Define图示/Photo塑料在模具内流动时，各流动液会合处所遗留的纹线。Weldinglinehappeninthejunctionoftwoliquidinthemold原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction浇口系统形式不当，浇口小，分流道小，流程长，流料阻力大，料温下降快Toosmallgate料温太低或模温太低Materialtemperaturetoolow塑料流动性差，冷料掺入，冷却速度快Materialflow-abilitynotgood模具内有水分或润滑剂，融料充气过多，脱模剂过多

Someliquidortoomuchmoldreleaseagentinthemold注射压力太小或注射速度慢Injectionpressuretooloworspeedtooslow制品型状不良，壁厚薄不均匀，使融料在薄壁处汇合Non-uniformwallthickness冷却系统不当或排气不良Ventingsystembad成型材料Material：

改为流动性好的材料Choosethematerialthatflow-abilityisgood2.成型工艺Formingprocess：a.提高注塑温度Increaseinjectiontemperatureb.提高熔接痕部分对应的注塑速度Increaseinjectionspeedc.提高模具温度Increasemoldtemperatured.提高注塑压力Increaseinjectionpressuree.减少使用脱模剂Reducetheamountofmoldreleaseagent3.模具设计Molddesign：a.采用大浇口Usebiggatemoldb.改短浇口shortgatec.改变浇口位置Improvegatepositiond.加大冷料穴Improveventingandcoolinge.在熔接痕前部设护耳Onthefrontoftheweldlinesettab塑料件主要失效模式(7）——起皮

Plasticmajorfailuremode(7)——Pee