注塑成型过程和工艺参数讲解

锁模力拉杆间距泵注射装置螺杆马达Ergotech–关于机床配置Ergotech150/500-440根据材料扭矩关系选择合理的预塑马达:Bild230100200300400500600700800900100011001200PAPET/PBTPP/PEPSPOMPMMAABSPC/ABSPCPVC-硬扭矩[Nm]螺杆直径45mm,L:D长径比20:1(1)长径比L:D=20:1D20D1.通用三段螺杆(2)通用三段螺杆哪三个段计量段压缩段加料段(3)通用三段螺杆结构尺寸hELELE10D1D4mm8,4mm7,3mm3,5mm4auf7,3mm8,4auf3,5mm1D1D6,25D3,75DL=1200mmges=60mhitieiLKLMeEtEinzugSymbolKompressionL鋘gederZoneGangsteigungStegbreiteGangtiefeMetering符号压缩段长度螺杆直径60mm螺杆长1200mm计量段长度长径比L:D20:1各段长度齿深压缩比齿间距加料段长度LELKLMLhKt10D6D4D8,4mm8,4到3,5mm3,5mm2,41D1D1D2.止回阀结构止回阀座止回阀环螺杆头1.塑化过程熔体受到螺杆的挤压沿着止回阀环和螺杆的径向间隙流向料筒前端.随着料筒前端熔体的不断增多压力逐渐增大并且当达到所设定的背压时,螺杆开始后退.背压是指注射缸阻止螺杆后退的压力,其大小等于螺杆前端熔体内部压力.背压螺杆不断后退直到所设定的螺杆停止位置背压螺杆不断后退直到所设定的螺杆停止位置背压螺杆不断后退直到所设定的螺杆停止位置背压螺杆不断后退直到所设定的螺杆停止位置背压当到达所设定的螺杆停止位置后,螺杆旋转停止也即预塑停止预塑停止在预塑完成之后,螺杆回吸一定量以卸除预塑时熔体内部的压力预塑停止回吸回吸注射时,螺杆以设定的速度前进,止回阀关闭,熔体被注入模具型腔.预塑停止回吸射压2.注射过程预塑停止射压注射时,螺杆以设定的速度前进,止回阀关闭,熔体被注入模具型腔.预塑停止射压注射时,螺杆以设定的速度前进,止回阀关闭,熔体被注入模具型腔.射压注射时,螺杆以设定的速度前进,止回阀关闭,熔体被注入模具型腔.射压注射时,螺杆以设定的速度前进,止回阀关闭,熔体被注入模具型腔.当达到转压点时注射结束,保压阶段开始.螺杆在恒定的压力作用下继续前进直到保压结束.转压点是指由注射速度起主导的注射阶段到以压力为主导的保压阶段的切换点(螺杆位置,注射时间,或注射压力等)转压点(即开始保压)射压保压时,螺杆以恒定的压力作用在熔体上.当浇口冷却后,保压即结束.从保压结束位置到螺杆前进到顶的位置之间的熔体我们称之为料垫.保压转压点(即保压开始)螺杆前进到顶保压结束3.保压过程塑料塑化详细过程熔体前进方向主动面被动面熔化池塑料在料筒中的熔化状况计量段压缩段加料段ABCDEFA主动面被动面BCEDF熔体的前进方向加料段压缩段计量段在塑化过程中:问题一:塑化不完全即熔体中存在未完全熔化的固体颗粒熔体中有未完全熔化的固体颗粒问题二:材料降解您是否使用了正确的螺杆直径请确认:00,512345螺杆直径的辈数(D)01020406080100占最大料筒容积百分比(%)PET,PBTPC/ABS安全区域警戒区域有问题区域PSPVC-硬PVC-软SANPMMAPOMPPPPOABSPEPAPC评价原则一:正确的料筒使用容积评价原则二:材料在料筒内停留时间0ABSPEPAPBT,PETPCPC/ABSPMMAPOMPPPPOPSPVC-硬PVC-软SAN安全的料筒停留时间料筒停留时间的警戒区域有问题的料筒停留时间13min121191056781234料筒停留时间的计算][][因子]/[][][33s周期g一模产品重cmg材料密度cm最大预塑量st停留时间´´´=例如:机器:ET80-310螺杆直径35mm168cm³x0,91g/cm³x1,4停留时间[s]=------------------------------------x16,42s=44s80gbild20bar最大预塑量可从这里获得各塑料在熔融状态下的密度近似等于g/cm3g/cm3ABS0,95SAN0,97PS0,95PPO0,96PA60,98PA6.60,981,00PC1,02PC/ABS0,99LD-PE0,76HD-PE0,780,76PP0,76PET1,13PBT1,13PMMA1,061,10CA1,08PVC-软1,12POM1,19PA6+GF1,19PVC–硬1,241,240,961,19各种塑料在熔融状态下的密度螺杆直径最大料量因子因子mmDL:D=20:1L:D=25:1225,01,501,85255,01,501,85305,01,501,85355,01,501,85404,61,501,85454,51,451,80504,51,451,80604,51,451,80704,51,401,75804,51,401,75954,21,301,651104,21,201,551304,61,101,401454,51,101,40不同螺杆直径和长径比下因子的选择当你采用了正确的螺杆直径,并尽力进行工艺调试后可能还会有以下问题出现:(1)极短的成型周期下材料塑化不均:标准三段螺杆熔体中存在未熔化的固体颗粒屏障型螺杆熔体中没有未熔化的固体颗粒屏障型螺杆(2)混料不均匀造成的色差:长径比L/D=20或25的混炼螺杆熔体流动层固化层2/4熔体在型腔里的流动–喷泉状流动模具型腔熔体填充过程3/4工艺过程设置参数设置步骤:第二步:预设料量,注射压力限定,注射速度,螺杆转速和冷却时间.第四步:找出保压时间.第三步:找出转压点,实际注射压力.同时优化注射速度第五步:找出保压压力第六步:优化冷却时间第一步:根据材料供应商,预设料筒温度,模具温度,背压.料量;螺杆转速;背压;料筒温度;模具温度;锁模力同时优化第七步:工艺参数控制范围的设定从注射阶段到保压阶段的切换点切换方式在没有保压压力和保压时间的前提下,做填充实验,填满型腔95%-98%.(位置,时间,或压力等).如何寻找转压点:?结晶性塑料和非结晶性塑料的标准型腔压力曲线:1–压力测量开始2–型腔填充3–熔体压缩4–浇口冷凝5–脱模型腔压力MPa时间s结晶性塑料12345非结晶性塑料4转压太迟0200400600800100012001400160018000,000,501,001,50时间[s]压力[bar]020406080100120140160180螺杆行程[mm]螺杆头压力.模腔压力螺杆行程从压力曲线上看转压点:转压太早020040060080010001200140016001800012345时间[s]压力[bar]020406080100120140160180螺杆行程[mm]螺杆头压力型腔压力螺杆行程实际所需注射压力注射压力限定注射压力和注射速度的关系-注射压力是为了达到和维持所设定的注射速度。-设定的注射压力代表了注射过程中压力的上限值。它最终的设定应该大于实际注射压力的20－30％。如果预设的注射压力限定过于精确，泵就无法根据设置的注射速度进行准确而迅速的调节。在这种情况下，会出现“注射压力受限制”的警告。如果预设的注射压力限定不能满足设定的注射速度（注射速度(V2)太快或注射压力限定太小），就会出现“注射压力超出”的警告。注射速度/cm³/s机床最大注射压力设定的注射压力注射压力超出注射压力/barp1p2v2v1注射压力设置太小02004006008001000120014001600180001234567时间[s]压力[bar]020406080100120140160180螺杆行程[mm]螺杆头压力型腔压力螺杆行程注射压力限制正确的注射压力设置02004006008001000120014001600180001234567时间[s]压力[bar]020406080100120140160180螺杆行程[mm]螺杆头压力型腔压力螺杆行程10%实际注射压力+10%4/10从压力曲线上看注射压力设置:预设注射压力找出:转压点&注射速度设定注射压力大于实际射压20-30%注意:始终保持所预设的注射压力大于实际射压获取实际注射压力bild83bild20sepcP螺杆=p液压*A1/A2=p液压*D1²/D2²=100*90²/30²=900BarF1=F2F1F1=p液压*A1F2=p螺杆*A2P螺杆=?螺杆头压力和液压缸压力1/1F2螺杆截面积(A2)=30液压缸活塞截面面积(A1)=90P液压=100bar各不同位置压力分布状态注射缸料筒流道型腔螺杆头压力浇口型腔位置1压力,bar时间s液压缸压力型腔位置2注射速度的优化设定:----使注射压力最低0,10,120,140,160,180,2350315280245210175注射时间[s]注射速度[mm/s]注射压力[bar]15001600优化设定区域1520154015601580如果注射速度过快浇口处波纹浇口处晕斑锐边处粗糙焦斑如果注射速度太慢:唱片纹表面粗糙多级注射理想的填充模式:在整个注射过程中，熔体以一固定的波前速度(MFV)同时到达模腔的每一个角落.波前速度如图:熔体波前速度(MFV)和熔体波前面积(MFA)。MFV的差异使得塑料分子(以点表示)以不同方式伸展，导致分子与纤维取向的差异，从而造成收缩量的差异或翘曲。容积流动率=熔体波前速度(MFV)×熔体波前面积(MFA)(其中:熔体流动率=设定的注射速度)v1v4v2v3转压点注射末端速度v4降低:(1)确保切换位置准确(2)排气防止焦斑(3)避免内压过高应用一:转压点v1v2v3v4应用二:壁厚处速度v2降低:(1)使壁厚处流动平稳(2)可形成较硬的表层多级注射应用举例转压点v1v2v3v4应用三:通过浇口处速度v2降低:(1)使浇口处流动平稳(2)防止喷射,浇口斑纹(3)防止浇口附近飞边应用四:流道填充速度v1降低:(1)使进胶平衡(尤其是对于非平衡浇口)(2)防止冷料进入(3)防止流道高压,流道产生飞边转压点v1v2v3v4保压阶段•优化的保压时间=浇口冷凝时间浇口根据产品模重确定保压时间29,129,229,329,429,529,629,729,829,92,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,0保压时间(s)模重(g)重量O(g)重量平均值m(g)重量U(g)从型腔压力曲线看保压时间型腔压力,MPa时间,s...正确的保压压力和保压时间...保压时间太短保压时间的不足会造成熔体倒流,从而产生产品重量,尺寸的不稳定和缩孔,凹陷的出现保压压力,注射压力和壁厚2,72,62,52,42,32,22,121,91,81,71,61,51,41,31,21,110,90,80,70,60,50,40,30,20,1需要蓄能器确认是否需要蓄能器注射压力=保压压力注射压力保压压力注射压力保压压力壁厚结晶性塑料和非结晶性塑料的标准型腔压力曲线:1–压力测量开始2–型腔填充3–熔体压缩4–浇口冷凝5–脱模型腔压力MPa时间s结晶性塑料12345非结晶性塑料4根据压力曲线优化保压压力(不同保压压力)型腔压力MPa时间s...保压压力正确...保压压力太大...保压压力太小转压点型腔压力MPa时间s...保压压力正确...模具刚度不足过程中保压压力太大转压点保压压力太大020040060080010001200140016001800012345时间[s]压力[bar]020406080100120140160180螺杆行程[mm]螺杆头压力型腔压力螺杆行程020040060080010001200140001234567时间[s]压力[bar]020406080100120140螺杆行程[mm]保压压力太小螺杆头压力型腔压力螺杆行程从压力曲线上看保压压力设置:如何寻找合理的保压压力1.首先找出最低保压压力:产品刚出现