注塑成型技术

学习纲要一、注塑二、注塑机三、模具四、塑料五、成型工艺六、射出成型不良处理对策第一页，共25页。注塑1、注塑的定义：

注塑成型是一种注射兼模塑的成型方法，是将聚合物的料粒或粉料放入注塑机的料筒内，经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用，使物料进行均化和熔融，这一过程称为塑化。然后再借助柱塞或螺杆向聚合物熔体施加压力，使其射入闭合的低温模腔中，经过冷却定型，然后开启模具顶出制品的过程。2、注塑的周期及动作合模——注射——保压——加料——冷却——开模——顶出——顶退——合模3、注塑的五大要素人、设备、模具、塑料、成型技术第二页，共25页。注塑机一、注塑机的种类

曲肘式、直压式、伺服全电式、复合式二、各类注塑机的优、缺点

1、曲肘式注塑机的优缺点优点缺点

a、开关模速度快，运动特性良好a、模厚调整费时

b、消耗动能小b、活动、固定车壁易受力变形、翘曲

c、制造成本低，较具经济性c、受力不均哥林柱易断

d、开关模行程易受限制

e、曲肘需经常保养

2、直压式注塑机的优缺点优点缺点

a、模厚调整容易a、制造成本高

b、活动、固定车壁易受力平均b、动作时油吞吐量大、消耗动能大、油温易高

c、保养容易c、模厚大小与锁模行程成反比

3、伺服全电式注塑机的优缺点优点

a、噪音低、污染低

b、精度高、

c、节约能源、维护性佳

d、可同步动作，缩短周期时间

第三页，共25页。三、注塑机的四大控制系统

锁模系统、射出系统、电控系统、油压系统锁模系统：哥林柱、固定车壁、活动车壁、曲手、调模马达、调模齿轮射出系统：双座油压缸、螺杆、炮管、加热片、法兰、射嘴电控系统：操作面板、端子、稳压器、继电器、主板油压系统：马达、泵、电磁阀、油管第四页，共25页。1、锁模力：为克服注射充模和保压阶断所产生的使模具分开的胀模力，合模系统必须施加模具以紧闭力称为合模力。

Pr≥Pcp*Fr/1000(Pr:工艺合模力，Pcp：模腔平均压力，Fr制品投影面积）

Pr≤（0.8——0.9）PH

（PH：额定合模力）第五页，共25页。2、注塑机锁模力与注塑重量的关系注塑机以锁模力的吨数作为型号注塑机的注塑重量是以盎司（OZ）为单位：1磅=16盎司1盎司=28.4克注塑重量与成品重量成正比，锁模力与产品投影面积成正比注塑机锁模力吨数与注塑重量（PS塑料）的关系

1/1.41.4

F=101.97*（OZ/6.285）OZ=6.29*(9.807*F/1000)

吨数与盎司换算表吨数盎司吨数盎司

804.51207.9905.31308.81006.11409.81107.015010.8

第六页，共25页。3.料管组

计量段1/4L压缩段1/4L

进料段1/2LLt1t2D压缩比：t1/t2长径比：L/D均化段玻璃态粘流态高弹态第七页，共25页。3.1螺杆的功能输送、熔融、混练、除湿、排气、计量3.2螺杆参数压缩比：螺杆前段螺牙深度/螺杆后段螺牙深度长径比：L/D

牙面宽：≈1/10D

螺杆与料管之间的间隙：≈1/1000D4、安全保护装置：安全导杆、近接开关、急停开关第八页，共25页。四、注塑机的保养

1、安全保护装置（安全导杆、近接开关）检查/每月

2、自动打油机油量、滤油网清理、管路畅通检查/每月

3、黄油加注点加注黄油/每季度

4、油温冷却器清理/半年

5、射移滑轨、调模齿轮、曲手清理、加黄油/半年

6、油箱油量检查/半年

7、油箱滤油网清理/每年

8、电控箱清理、端子是否松动、电磁阀检查/每年

9、哥林柱水平校正/每年

第九页，共25页。模具一、模具的分类

1、按生产材质分：注塑模与冲压模

2、注塑模按类型分：热流道模、冷流道模按结构分：两板模、三板模（开模理念：产品与料头分开）、抽芯模、绞牙模

3、注塑模一般结构：

3.1流道系统：衬套、主流道、分流道、浇口、冷料井、滞料针

3.2顶出系统：顶针、顶针固定板、弹簧、复位针、推板、刮板、斜顶、司筒等

3.3冷却系统：水口通道、水嘴、冷却棒、分流片

3.4导向系统：导柱、导套、铲机、滑块、斜导柱

3.5锁定机构：销钉、螺丝、限位杆

第十页，共25页。4、模具的保养

4.1保养的原则：使模具上机运作正常，减少异常发生，保证产品尺寸结构稳定性，模具使用寿命延长。

4.2上机前保养

A、检查锁定结构B、模面清理及检查C、给活动部位零件更新定量润滑油D、检查水路是否畅通E、零件的拆卸排放及安装

4.3生产中保养

A、模具安装调试，资料参数设定B、生产中定时给活动部位加适量润滑油C、定时检查锁定机构零件是否松动D、模面整洁干净E、模温的高低

4.4下模保养

A、清理模面B、防锈处理C、定位摆放第十一页，共25页。5、模具保护（曲肘式注塑机低压低速调试）

5.1定义：为了避免生产中因模具内异物或因模具结构复杂在合模时导致模具损坏或减少模具损坏程度在架模时对低压低速的合理设定。

5.2调试方法：

A通过目视对比换下的模和将要换上的模大小，开模到位把前后车壁的间距调模到大于要换上的模。

B射嘴对正模具衬套后合模，以调模方式合，打上夹板

C打开模具，根据模腔结构设定适当的合模高压压力（锁模力）

D根据模具大小设定适当的几段合模压力和速度，根椐模具结构设定适当的几段合模位置。

F低压压力设定0-5，。低压速度不超过25，原则只要能合模越小越好

G以调模方式合模，关注压力表，指针未到设定压力时把模具打开，点按调模进再合模，如果合模时指针居高不反回则把模具打开，点按调模退，如此反复至到指针达到输入的合模压力第十二页，共25页。H低压位置点设定很重要，在模具调模好后打开模具，低压位置暂设定为0然后合模，这时模具是起不了高压的，找到显示屏上的位置数据，然后以小于等于此位置数据的原则设定，只要能起高压，合模位置越小越好。J低压低速调试是否得当检查：以一张A4纸挂在模具中然后合模如果模具保护自动弹开说明低压低速调试得当，反之不得当，按以上几条重新操作。第十三页，共25页。塑料一、塑料的组成与分类

1、定义：塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为主要成分，在一定的温度和压力条件下，可塑制成一定形状，当外力解除后，在常温下仍能保持其形关不变的材料。

2、组成：40％以上的树脂+填料（一般、金属、有机、纤维填料）

3、分类：

3.1热塑性塑料（可回收再成型）和热固性塑料（不可回收再成型）

3.2热塑性塑料分类：通用塑料：聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）工程塑料：可做工程结构材料的塑料，有金属性能，能承受一定外力，有良好的机械、电性能，尺寸稳定，高低温下保持其优良性能的塑料。如：聚酰胺（PA）、聚碳酸脂（PC）、聚苯硫醚（PPS）结晶型塑料：分子规则排列且保持其形状。如：聚丙烯（PP）聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）非结晶型塑料：长链分绕成团且保持其形状。如：聚苯乙烯（PS）、聚碳酸脂（PC）第十四页，共25页。

3.3塑料种类ABS、PS、AS、PE、PP、PBT、POM、PVC、PMMA、PA、TPR、TPU、PPS、PC、PC+ABS、LCP、PEI、PES等

4、塑料特性

4.1ABS：非结晶（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）良好的模塑性、光泽、刚性；耐热、耐腐蚀以及抗冲击强度和低温回弹性。不透明，象牙色；火焰呈黄色、黑烟、无滴落。成型温度200-240℃，250℃开始变色，270℃以上开始分解，烘干温度70-90℃2-4H。退火效果好，可消除内应力，提高机械性能。通用级用于玩具、仪表、计算机、电话等外壳；阻燃级用于电子部件，家用电器产品。

4.2PP：结晶（聚丙烯）绝缘性好，机械强度高，耐弯曲疲劳性尤为突出。熔点160-170℃，收缩率大1-2.5％，吸水率低于0.02％不用干燥，成型温度200-230℃。流动性比PE更好，注意收缩而引起的翘曲和扭转变形，防止变形的方法可采用多点浇口，保证熔体流畅或退火处理。用于化工、管道、医疗器材等。第十五页，共25页。4.3PMMA：结晶（聚甲基丙烯酸甲酯）俗称有机玻璃或压克力，透明性好，透光率可达92％。粘度高，流动性差，充模速率对粘度影响大，过高会产生旋涡、气纹，过低会使合胶线明显，产生水印；收缩率随模腔压力变化明显。提高模温可改善光的折射率。螺杆设计宜加强压缩比，减小杆径；模具流道、浇口应放大，加开冷料井。成型温度240-260℃，干燥温度80-90℃4-6H。用于光学仪器、广告照明、医疗器具等方面。

4.4PBT：结晶（聚对苯二甲酸丁二醇酯）韧性和耐疲劳耐磨性好，吸湿性小，耐化学、油、有机溶剂性好。结晶快，冷却也快模温控制高些，在40-60℃，粘度低，流动性好，收缩率大％。成型温度240-260℃，280℃开始分解，干燥温度120℃4-6H。浇口开设应大，排气槽小于0.025mm，因收缩率大，开模应注意脱模斜度。注塑压力的增加可改善其熔体的流动性，也有利于成型收缩率的改善。用于变压器、插销、小型马达罩、录音机、电风扇、家用器具等。第十六页，共25页。4.5LCP（液晶高分子聚合物）一般为米色，密度为1.4~1.7g/cm3。液晶聚合物具有高强度，高模量的力学性能，由于其结构特点而具有自增强性。液晶聚合物还具有优良的耐热性及耐化学药品性，抗蠕变性，而且耐磨、减磨性均优异。LCP的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，是防火安全性最好的特种塑料之一。LCP具有优良的电绝缘性能。作为电器应用制件，间断使用温度可达316℃左右。LCP的成型温度高，因其品种不同，熔融温度在300~425℃范围内。LCP熔体粘度低，流动性好，具有极小的线膨胀系数，尺寸稳定性好。成型加工条件参考为：成型温度300~390℃；模具温度100~260℃；成型压力7~100MPa，压缩比2.5~4，成型收缩率0.1~0.6。对模具排气要求高（容易注塑后产品表面起泡）；高玻纤LCP对注塑机的螺杆要求高，一般用双合金螺杆。第十七页，共25页。4.6PEI(聚醚酰亚胺)非结晶，PEI具有优良的机械强度、电绝缘性能、耐辐射性、耐高低温及耐疲劳性能和成型加工性；加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性目的。PEI的密度为1.28~1.42g/cm3,玻璃化温度为215℃,热变形温度198~208℃,可在160~180℃下长期使用,允许间歇最高使用温度为200℃。加工前须在150℃充分干燥4小时，注塑温度为330~400℃，模具温度为65~117℃。PEI广泛应用于汽车工业的高强度空气温度传感器、燃料系统的部件、灯座、反射器、喷气发动机零件、飞机上的耐温阻燃装饰件，电子电器、机械部件、医疗器皿、日用品及包装用品第十八页，共25页。4.7PES（聚醚砜）具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能等，在高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定突出优点。耐热性热变型温度在200～220℃，连续使用温度为180～200℃。耐水解性可耐150～160℃热水或蒸气，在高温下也不受酸、碱的侵蚀。抗蠕变性在180℃以下的温度范围内其抗蠕变性是热塑性树脂当中最优异的一种，特别是玻璃纤维增强PES树脂比某些热固性树脂还好。尺寸稳定性线膨胀系数小，而且其温度信赖性也小是其特点。耐冲击性具有与聚碳酸酯相同的耐冲击性。不增强的树脂可以铆接，但对尖细的切口较敏感，因此设计上要注意。难燃性具有自熄性。料筒温度（℃）中间300～350喷嘴300～350模具温度(℃)140～160注射压力(MPa)100～140螺杆背压(MPa)50～100保持压(MPa)50～70注射速度中速～高速螺杆转数（rpm）50～60。应用于电器、电子领域第十九页，共25页。成型工艺一、工艺参数

1、注射量：螺杆注射入模腔内的熔体量

2、计量行程：加量时螺杆后退距离

3、余料量：螺杆注射完后料管内剩余料量

4、防延量：为了使计量室的内压下降，比容增加，防止熔体向外流出，在加料完成后射退的距离

5、背压：螺杆在加量时计量室中熔体的压强（背压有助于提高物料的密实度，排出气体和塑化质量，但也降低了熔体输送能力及塑化量，还增加了功率消耗;过高背压会使剪切热过高，剪切应力过大，使高分子物料发生热降解。）

6、注射压力：注射时螺杆头部熔体压强

第二十页，共25页。7、保压压力：提高保压压力延长保压时间会使熔体凝固推迟，有助于减小制品收缩率，同时对制品比容有很大影响。

8、注射速率：单位时间内注入模腔中熔体的体积。注射速率提高使充模压力提高，是因为高速充模可维持熔体较高的温度，流体的粘度低流道阻力小，得到较高的模腔压力；注射速率过高会导致湍流和飞边。

9、模温：模温的提高会减小制品的定向作用和流线的方向性，增加密度和制品表面光洁度，以及垂直于流线方向的收缩率，会降低流方向的冲击强度。第二十一页，共25页。二、注塑制品的成型机理

1、充模机理：熔体充模过程是新熔体流不断地从内层压出，推动前峰波的滞流移动，同时前峰波不断受到拉伸形成波纹，由于流动阻力使稍后的熔体压力上升又把前面刚刚形成的波纹压平构成制品表面。

2、射（湍）流现象：反应出来的不良现象为气纹。浇口深度与型腔入口深度接近或相等时充模速率低，不会发生湍流，而是细流，反之发生射流现象。调试参数时为防止发生射流尽可能低速成型。

3、分子取象机理：聚合物熔体受剪切变形时分子由无规则卷曲状态解开，并向流动方向延伸和有规则的排列，如果熔体很快冷却到相变温度下大分子就没有足够的时间松弛和恢复到它原来的无规则卷曲的构象程度，这时的聚合物就处于冻结取向状态，这种冻结取向使注塑胶品在双折射、热传导以及力学性质方面显示出各向异性。第二十二页，共25页。

4、各向异性：即收缩情况随料流方向不同而不同，沿流动方向收缩小，垂直于流动方向收缩变化大，近浇口收缩小，远浇口收缩变化大。小结：由3和4得出结论：温度决定了收缩，收缩反映了取向，取向导致了变形。（收缩和取向一个是宏观一个是微观，其不良现象为变形。变形分弯曲和翘曲）

5、降解：递降分解，在化学或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低过程，即发生大分子键断键引起聚合物机械性能改变。

6、热降解：聚合物在高温下受热时间过长，发生变色、降解现象。

7、热稳定性：抗热降解的能力第二十三页，共25页。总结：了解了以上部分对注塑成型有了理论上的基础，要学会把理论基础运用