注塑生产工艺知识

COMBINEWILLINDUSTRIALCO.,LTDSubject:Date:19/9/99注塑生產工藝知識(2)一.注塑成型工藝過程1.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.(1)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.(2)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,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.a)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.b)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.c)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.d)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.2.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,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(1)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.a)料筒溫度:一般自后至前逐步升高,以使均勻塑化.b)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.c)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.(2)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.a)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)b)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.(4)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.二.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:1.主流道:是模具連接注射機噴嘴通至型腔或分流道的一段,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ψ4-8mm主流道直徑應向內擴大,呈3-5°角度,以便流道順利出模.2.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.3.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ψ3-10mm,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.4.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:1)控制料流速度2)成型中水口位早凝結可防其倒流3)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.4)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,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一.填充不足(SHORTSHOT)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:a)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b)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c)檢查模具●是否排氣不足影響,檢查排氣孔有否堵塞或增加多排氣位●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),視情形做調整二.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:a)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.b)檢查注塑機●鎖模力太小,換用大機●機器鎖模力不穩定c)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.三.氣泡(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a)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b)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c)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回潮四.縮水痕(SINKMARKS)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b)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c)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厚壁料位收縮差異五.熔接痕(POORWELDLINE)產生在塑件表面的冷料熔接的痕線.**改善指引a)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b)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c)檢查塑料●保證原料干燥良好,以改善其流動性六.銀條紋(SILVERSTREAKS)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.a)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b)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c)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