注塑成型基础.ppt

1、Logitech - Confidential,注塑成型基础 Mold Technology Development Engineering,Logitech - Confidential,目录,基本成型槪念 射出成型原理 成型实践 Troubleshooting 生產異常主要檢查項目,Logitech - Confidential,Chart I,基本成型槪念,Logitech - Confidential,基本成型槪念,基本成型槪念 注塑成型机 模具,Logitech - Confidential,基本成型槪念,基本槪念 所谓注塑成型（Injection Molding）是指,将已加热融化

2、的材料喷射注入到模具内,经由冷却与固化后,得到成形品的方法. 射出成型过程包括:合模注射保压冷却开模取出产品.,Logitech - Confidential,基本成型槪念,合模,Logitech - Confidential,基本成型槪念,螺桿直線前進射膠,射出,Logitech - Confidential,基本成型槪念,保压,Logitech - Confidential,基本成型槪念,螺杆旋转后退储料,冷却,Logitech - Confidential,基本成型槪念,开模和取出,Logitech - Confidential,基本成型槪念,合模重复,Logitech - Confid

3、ential,注塑成型机,基本结构 螺杆 逆止环,Logitech - Confidential,注塑成型机,控制系统,锁模系统,模具,注射系统,液压系统,Logitech - Confidential,注塑成型机,Logitech - Confidential,注塑成型机,螺杆,计量段,压缩段,进料段,螺杆,料管,Logitech - Confidential,注塑成型机,螺桿,Logitech - Confidential,注塑成型机,螺杆功能 进料段:其槽深一定要比原料之最大颗粒的最长对角线还要深,原料才会顺利掉进料槽,其长度约占螺杆螺旋槽部分的50%.此段在原料熔解过程为输送,推挤与预

4、热功能. 压缩段:原料到此段,部分开始熔解,其料管与螺旋杆温度已超过原料之熔点.但由于塑料原料导热性不良,唯有与金属表面接触部分熔解快些.同时原料所含湿气与料粒间空气,均已变为气体,利用螺槽深度逐渐减小,以及固态粒子向前推挤,导致已熔解之流体倒流回填充固体粒子的间隙,把气体由进料段的粒子间隙经由漏料口和料斗排出.同时流体倒流造成原料的混合与搅拌,进而造成热传导性能改善.此时原料几乎全部熔解.一般通用螺杆压缩段占全螺旋槽长度的25%. 计量段(又称混炼段):原料进入此部分,大部是液体状态.但原料熔解有先后,温度不均匀,混合未完善,再者压缩段所造成的扰流,全部在此段作一个有规则的混合.,Logit

5、ech - Confidential,注塑成型机,逆止环结构,Logitech - Confidential,注塑成型机,逆止环工作原理 加料时,逆止环贴紧左侧,塑料由火箭头表面凹槽进入储料区; 射胶时,逆止环贴紧右侧,使得塑料不能逆流.,Logitech - Confidential,注塑成型机,射胶时,逆止环贴紧右侧,Logitech - Confidential,注塑成型机,Logitech - Confidential,注塑成型机,逆止环检测方法 封闭模具进胶口 射嘴抵住模具储料（100mm） 手动射胶 如射胶漏胶距离超过10mm,则可判定逆止环磨损或损坏.,Logitech - Co

6、nfidential,注塑成型机,射出成型机规格及选用 吨数:考虑最大锁模力; 射出容量:每次射出量的最大值; V=*D2*S/4 可塑化能力:加热筒每小时可熔融的最大塑料重量kg 射出压力:喷嘴处塑料单位面积所受压力最大值; 射出率:由射嘴单位时间塑料射出的容积,一般以cm3/sec; 螺杆直径及行程:直径大的螺杆有较大的射出量,射出率及可塑化能力,但射出压力较小; 螺杆转速:螺杆每分钟的最大转速,以rpm表示; 电热容量:以KW表示; 料斗容量:储存于料斗的塑料重量或体积; 锁模力:防止射出过程中模具受压撑开,FP*A 开模力:与母模表面粗糙度,拔模角,接触面积有关,一般为锁模力的1/15

7、1/10.,Logitech - Confidential,注塑成型机,模板尺寸:考虑成品投影面积; 最大开模距离=最小模厚+可动侧最大行程+垫块 最小开模距离=垫块用最大厚度,可动侧前进极限之位置与固定侧间距 最大模具厚度=垫块不用,可动侧前进极限之位置,其与固定侧之间距 锁模,开模速度 锁模时:低速(顶针回位)-高速-低速 开模时:低速-高速-低速(顶出) 顶出力:顶出产品的力量 喷嘴压力:射嘴必需贴紧模具,Logitech - Confidential,注塑成型机,射出压力与螺杆直径,Logitech - Confidential,模具,模具 模具基本结构 斜销动作原理 浇口形式 成品,

8、Logitech - Confidential,下固定板 Bottom Clamping Plate,下頂針板 Ejector Plate,上頂針板 Ejector Retainer Plate,間隔板 Spacer Block,公模板 Core Plate,保護板 Opening Protection Plate,回位銷 Return Pin,母模板 Cavity Plate,上固定板 Top Clamping Plate,定位環 Locating Ring,隔热板 Insulation Heat Plate,吊模螺孔 Tapped Hole For Eyebolt,模具,Logitech

9、- Confidential,模具,Logitech - Confidential,模具（澆口主要形式）,Logitech - Confidential,模具（澆口主要形式）,Logitech - Confidential,模具（澆口主要形式）,Logitech - Confidential,模具（澆口主要形式）,Logitech - Confidential,模具（澆口主要形式）,Logitech - Confidential,模具（運動機構斜頂）,Logitech - Confidential,模具,Logitech - Confidential,模具,Logitech - Confide

10、ntial,模具,Logitech - Confidential,模具（運動機構滑塊）,Logitech - Confidential,模具（頂出機構）,Logitech - Confidential,模具（復位機構）,Logitech - Confidential,模具（氣針）,Logitech - Confidential,模具（氣針）,Logitech - Confidential,模具（冷卻）,Logitech - Confidential,模具（冷卻）,Logitech - Confidential,模具（冷卻）,Logitech - Confidential,Chart II,射出

11、成型原理,Logitech - Confidential,射出成型原理,充填過程分析 充填與流動速度 模溫 保壓 冷卻,Logitech - Confidential,充填过程,第一段,Logitech - Confidential,充填过程,第二段,Logitech - Confidential,充填过程,第三段,Logitech - Confidential,充填过程,第四段,Logitech - Confidential,充填过程,第五段,Logitech - Confidential,充填过程,充填3阶段 射出段: 熔融的塑料被快速射入模腔,刚好到达最远程为止的阶段.在这一阶段,塑流所

12、受的阻力一般而言尚不太高,模腔内压上升缓慢而有限,密度也因受压缩不多而提高不大,进入模腔的料温降低取决于模温及射速.成品外观,结晶度及分子方向性等严重受射速快慢影响. 压缩段: 为提高模腔内塑料密度达到适当程度,熔融的塑料继续被高压挤入的阶段.模腔内压因塑料被压缩而快速上升,料温的下降取决于模温和压缩时间.成品轮廓外形在此段决定,唯因压缩过度发生毛边或损坏模具的机会甚大. 保持段: 为避免模腔内塑料因内压高而逆流,以及补充模腔内塑料收缩而发生容积不足,而以适当压力继续保持抵挡及补料阶段.高温塑料进入模腔已相当有限,模腔内塑料开始进入前冷却阶段,内压因料温的降低而逐渐下降;内压回降到一大气压开始

13、收缩;此段塑料密度变化不大,而温度下降相当快.成品尺寸,重量,凹陷,真空泡,结晶度,分子方向性,变形及应力残留均受此段影响.,Logitech - Confidential,填充压力曲线,Logitech - Confidential,充填过程,射出 熔融塑胶接触冷的型腔表面后会在表面形成一皮肤层，新注入的塑胶将继续沿皮肤层内的空腔向前流动。 皮肤层厚度和散热速度有关，通常在下列情形会形成较厚：1）模壁温度较低；2）塑料温度较低；3）流速较慢。 充填过程中的皮肤层不会移动。 先进入模腔的塑胶停留在浇口附近越后进入模腔的塑胶越远离浇口。 塑胶优先流向阻力小的型腔。 塑膠經過射嘴,流道,澆口會有壓

14、力損失. 充填壓力和流長比及肉厚有關.,Logitech - Confidential,充填过程,皮膚層,拉伸單元,皮膚層的形成,Logitech - Confidential,充填过程,塑胶优先流向阻力小的型腔,Logitech - Confidential,充填过程,塑胶优先流向阻力小的型腔,Logitech - Confidential,充填过程,塑胶优先流向阻力小的型腔,Logitech - Confidential,充填过程,塑胶优先流向阻力小的型腔,Logitech - Confidential,充填过程,塑膠經過射嘴,流道,澆口會有壓力損失,Logitech - Confiden

15、tial,充填过程,压力变化 充填过程中,模腔内压力沿流动长度逐渐降低;流动距离增加,模腔内压上升;当塑料充满模腔后压力上升变化如图所示.,Logitech - Confidential,充填过程,Logitech - Confidential,充填过程,Logitech - Confidential,充填过程,Logitech - Confidential,充填过程,Logitech - Confidential,充填过程,Logitech - Confidential,充填过程,充填压力和流长比及肉厚有关,Logitech - Confidential,充填过程,射出分段 射出一段处理冷料

16、. 射出二段至末段填充产品.,Logitech - Confidential,充填与流动速度,熔融的塑料经射嘴,流道,浇口射入模腔的速度为充填速度,即使此速度维持不变,塑料在模腔内的流动速度却随塑料流经的截面积的变化而改变.适当的流动速度是获得良好成品外观的必要条件,所以充填速度必需配合截面积的变化而调整.,Logitech - Confidential,充填与流动速度,充填速度为Q 流路截面积为A 流动速度为V 则Q=V*A 当Q为一定, Q=V*A V1*d1*t=V2*d2*t 则V1:V2=d2:d1,Logitech - Confidential,充填与流动速度,Q=VA V1*W*

17、t1=V2*W*t2 则V1:V2=t2:t1 即塑料通过较薄的t2时,会产生加速的作用.,Logitech - Confidential,模温,模温:低模温虽可缩短冷却时间,但易发生: 熔胶在流动充填中,温度降低太快而使流阻增加,外观易发生不良(失去光泽或更容易出现流痕,波纹及结合线). 流动中的塑料提早结晶或硬化,形成短射或轮廓形状不良,也造成较大充填应力残留. 因流阻增加而内压急剧上升,易出现毛边或损坏模具. 在压缩或保持阶段,因压力损失较大,压力不易传达至末端,末端易发生尺寸不足或凹陷. 在冷却阶段,因塑料温度已较低,配向的分子链无法较充分松弛即凝固,使成品结晶度比正常还低或形成收缩较

18、不完全的分子结构;成品易发生后收缩,尺寸变化,翘曲变形甚至龟裂.,Logitech - Confidential,保压,保压 塑料充满模腔后,随温度的降低,塑料开始收缩;如此时撤去压力,塑料可能会逆流,另一方面收缩的空间没有被补充,则产品一定缩水;为防止塑料逆流和补充因冷却出现的空间,需要保持一定时间的压力,即为保压. 温度下降的快,塑料收缩也快,所以塑料补充也要快.,Logitech - Confidential,保壓,Logitech - Confidential,冷却,经过保压后,虽然浇口已封闭,但塑料温度仍比较高,不足以稳定形状,需经一定时间的冷却,使得塑料温度降至软化点温度以下,方可

19、脱模. 正确的冷却观念是在适当的较高模温下,加强冷却效能(包括模具的正确冷却设计,水管安装和足够的冷却供应系统),不可以降低模温来减少冷却时间. 应当将模具看做一部热交换机.,Logitech - Confidential,Chart III,成型實踐,Logitech - Confidential,成型实践,射嘴对中 成型条件设定,Logitech - Confidential,射嘴對中,不可,Logitech - Confidential,射嘴對中,Logitech - Confidential,射嘴對中,Logitech - Confidential,射嘴對中,Logitech - Co

20、nfidential,成型条件的设定,料管温度 参照原材料厂商提供之物性表. 塑料之熔融因螺杆回转与塑间摩擦产生之剪切热.料管加热段只是维持塑料于适当温度. 螺杆转速或背压的增加均会导致料温的升高. 温度设定原则:温度由射嘴至加料筒逐段降低. 较高之料温易于成型,利于成品之外观和内应力.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,230,220,210,200,Logitech - Confidential,成型条件的设定,模温设定 参照原材料厂商提供之物性表. 模具温度应维持一致. 模温机设定温度原则上不低于40. 模温机出水口和回水口温差不应超过5. 可根据需要分别设

21、定公母模温度. 较高之模温利于产品应力之释放.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,模具溫度的變化,Logitech - Confidential,成型条件的设定,位置的设定 L=b+40*W/(*D2)*g) -L-储料位置mm -b-垫料mm,一般為36mm -W-产品总重（含料头）g -D-螺杆直径cm -g-螺桿內塑胶密度g/cm3 -圆周率常数 最后还需加后松退距离，才是射出起始位置。,Logitech - Confidential,成型条件的设定,射出量 射出量设定为机台容量之3080%. 当料温设定达厂商建议温度之上限时,射出量应达机台料管容量之809

22、0%.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,切换位置设定 切换位置指由充填阶段转入保压阶段之位置. 切换位置应考虑保压结束后之垫料. 切换前模腔应充填至无缺料.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,Cushion,Logitech - Confidential,成型条件的设定,螺杆转速设定 塑化时间不应加长成型周期. 加料时间不应长于冷却时间. 塑料不应于料管中停留时间过长.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,背压设定 加大背压可增加原料混炼性,但增加塑化时间. 过高之背压会产生较大摩擦热, 造成塑料降解.

23、过低的背压易引起混炼不均.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,射出压力 射出压力应足以支持射出速度.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,Logitech - Confidential,成型条件的设定,射出速度 射出速度应尽可能高. 射出速度应根据塑料所经过之截面大小来调整. 首段慢速利于消除浇口附近的外观缺陷. 通过浇口时应减速. 较快的射出速度可获得较长流动距离;压力损失小,模腔内压分布差异减少;降低结合线明显程度及提高强度;但增加表面流痕,气痕和毛边的机会. 充填末段应减速,可增加气体逃逸的机会及避免对其产生绝热压缩,可减少流路末

24、端的短射或烧焦;保压切换较准确,避免模腔内压太高或过度充填.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,Logitech - Confidential,成型条件的设定,保压时间 理想的保压时间应为浇口凝固时间和产品固化时间中较短的一个. 保压大小与时间切换点决定成品尺寸的精度.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,Logitech - Confidential,成型条件的设定,保压压力 保压压力应配合模腔内压的大小来设定. 过高压力易导至较多之残余应力.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,保压设定 时间不足,进胶量

25、不够,即产生缩水,尺寸不足等. 速度不足,冷却收缩快,进胶速度慢,则远程缩水;如此时压力过高,则浇口附近产生毛边. 如压力不足,内压高,塑料不能进入模腔而产生缩水等.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,分段保压 优点: 保压一段的作用:防止过度充填;形成皮肤层. 保压二段的作用:补充塑料. 保压末段的作用:卸压.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,Logitech - Confidential,成型条件的设定,保压一段 时间太短:皮肤层尚未形成,易产生毛边. 时间太长:浇口已凝固,易产生缩水. 压力太低:塑料逆流,易产生缩水. 压力太

26、高:易产生毛边. 速度太低:塑料补充困难,易产生缩水. 速度太高:易产生毛边.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,保压二段 时间太短:塑料补充不足,易产生缩水. 时间太长:塑料补充过多,易产生涨模. 压力太低:塑料补充不足,易产生缩水. 压力太高:塑料补充过多,易产生涨模. 速度太低:塑料补充困难,易产生远程缩水,浇口毛边. 速度太高:塑料补充过多,易产生涨模.,Logitech - Confidential,成型条件的设定,冷却时间 冷却自塑料射入模腔开始. 冷却时间可按下面公式估算 t=T*(1+2*T)-th t:冷却时间 T:产品肉厚 th:保压时间,Lo

27、gitech - Confidential,成型条件的设定,Logitech - Confidential,Chart IV,Troubleshooting,Logitech - Confidential,黑點或黑條,黑點,黑條,黑點和黑條 黑點和黑條由塑膠過熱或污染引起. 對策 降低料管溫度; 調換較小噸位或螺桿的机台; 清洗料管,保持料管清潔; 檢查塑膠粒子; 保持環境清潔.,Logitech - Confidential,包气,包气 射出时塑料内混入了空气或包含太多气体,则成品内部或接近表面会有包气的中空或气包现象.通常发生于后松退过多或可塑化机能有问题(如进料速度或排气)时;它不同于真

28、空泡. 对策 降低松退速度或减少松退量; 提高背压; 修正储料速度. 降低射出速度; 检查模具排气系统.,Logitech - Confidential,开裂,开裂 开裂是由于内部残留应力引起的成品裂纹现象;一般发生于产品成型后一段时期;过度充填,分子配向,塑料降解,收缩不均,或取出不当均可能造成开裂. 对策 调整料温; 降低射嘴温度; 提高模温; 降低射出压力; 降低射出速度; 降低背压; 调整射出计量; 调整保压切换位置; 降低保压压力; 调整开模速度,压力.,Logitech - Confidential,烧焦,烧焦 烧焦因由射出过程中排气不良,气体受到绝热压缩产生极高温度而将塑料烧焦;

29、多发生于流路末端或逃气不良部位. 对策 降低末段射出速度; 降低射出压力; 降低螺杆转速; 降低料温; 检查加热圈是否良好; 检查模具排气系统; 降低锁模力.,Logitech - Confidential,尺寸不稳定,尺寸不稳定 尺寸不稳定来源于不稳定的进胶量,如射出位置的变化,模温的变化等. 对策 检查止逆环; 检查加热圈是否良好; 降低螺杆转速; 调整射出位置; 调整射出压力; 调整射出速度; 增加保压时间; 检查模具冷却水路.,Logitech - Confidential,毛边,毛边 毛边产生于流动末端,浇口附近. 毛边基于皮肤层较薄. 毛边因由过度充填. 对策 修正保压切换位置;

30、降低保压压力; 降低射出压力; 降低射出速度; 降低料温 检查冷却水路; 检查模具排气系统; ,Logitech - Confidential,浇口雾状,浇口雾状 当高温塑料以高速喷射到冷的模具表面,尤其是经由浇口,由于温差较大,塑料急剧冷却收缩而产生不同的分子配向,从而在浇口附近形成雾状痕迹. 对策 提高模温; 降低射出速度; 降低料温; 调整射出位置.,Logitech - Confidential,噴痕,Logitech - Confidential,噴痕,Logitech - Confidential,噴痕,噴痕 噴痕通常發生在塑膠流動截面由小急劇變大的位置;此時速度如果沒有適時降低,則塑膠將失去控