注塑与设计.

注塑与制品设计﹡立式注塑机：柱塞式螺杆式﹡卧式注塑机：柱塞式螺杆式双色式辅助式﹡角式注塑机：螺杆式注塑机种类用于开模、合模保证注射时模具不被打开用于程序的控制用于时间和位置的控制有液压和电动传动两种用于传输不同的动力将熔融物料射入模腔和熔融塑化物料将物料熔融和塑化推动注射座前进和后退注塑机四大控制部分合模系统：传动系统：注射系统：控制系统：模具设计成型加工材料完美产品件三要素闭模座前进射胶熔胶顶针退顶针前开模座后退成型周期流程图聚丙稀（PP）为结晶型材料，结晶度可达50~70%。优点重量轻：密度约为0.9耐热：最高耐热温度为坚硬：表面光泽：可做成高光泽产品抗变形性：钢韧性：加工方便：加工温度为190~270℃（分解温度达300℃以上）抗化学腐蚀性：为塑料中之佼佼者抗应力龟裂性：尺寸稳定性：价廉：缺点在外力作用下易变形，且不易恢复原形。钢性不足（尤其是缺口处对外力作用敏感）。低温下抗冲性能差成型件易发生翘曲变形主要应用家用品仪表零件汽车部件和附件包装品医疗用品玩具体育用品图书馆用具家庭及工业的各种杂物等聚丙烯的成型工艺条件因聚丙烯平均吸水率为0.02%，加工前水份要求为≤0.05%,故一般无须烘干处理改性的增强类聚丙烯建议烘干温度为：80~110℃，时间为：1~3h。工艺条件数值工艺条件数值机筒温度℃后部160~190注射压力Mpa70~120中部180~220保压压力Mpa45~80前部190~240注射时间s20~60喷嘴温度℃180~220冷却时间s20~90模具温度℃20~80螺杆转速rpm≤80聚酰胺（PA）大多数为结晶型材料，结晶度为30%左右。优点在较宽的温度范围内具有较高的强度、钢性和韧性耐磨性、耐儒变性自润滑性耐热和耐低温性耐油性阻燃性绝缘性耐疲劳性为一种综合性能较好的材料。缺点成型件易变形易吸水，尺寸稳定性差耐光性差不耐强酸和氧化剂特点熔点较高：PA6：215~220℃PA66：255~260℃熔融时粘度低；注塑成型温度与降解温度之间范围窄；氧化敏感：氧化反映温度为70℃；吸湿性，水解敏感；固化快，易结晶：玻璃化温度为60℃。主要应用¤汽车¤机械¤电子、电器¤通讯设备¤仪表、仪器¤建筑¤电动工具¤运动器材¤休闲器材¤等PA6、PA66的成型工艺条件加工前水份必须≤0.2%玻纤增强类材料建议0.1%左右；烘干温度：80~110℃时间：8~24h；PolyOne公司材料采用了真空包装，建议预热干燥处理2~4h。工艺条件数值工艺条件数值机筒温度℃后部210~230注射压力Mpa70~120中部230~250保压压力Mpa35~70前部240~280注射时间s3~20喷嘴温度℃230~260冷却时间s6~40模具温度℃20~90螺杆转速rpm≤140PA6注塑工艺条件PA66注塑工艺条件工艺条件数值工艺条件数值机筒温度℃后部250~280注射压力Mpa70~120中部270~290保压压力Mpa35~80前部270~300注射时间s4~20喷嘴温度℃270~290冷却时间s8~40模具温度℃20~110螺杆转速rpm≤140聚碳酸脂（PC）为非结晶性材料。优点¤突出的冲击强度：为塑料中之冠；¤耐儒变性；¤耐热性；¤长期使用温度达120~130℃；¤耐热候性；¤耐寒性：脆化温度为-100℃；¤良好的机械强度；¤坚韧的钢性；¤良好的透光性；¤优良的电性能；¤尺寸稳定性。缺点¤应力开裂：缺口处易开裂，应尽量避免使用金属嵌件；¤耐化学性能差；¤耐老化性差；¤成型较困难；¤耐疲劳强度低；¤耐磨性差。特点¤较高的玻璃化温度：149℃；¤较高的分解温度：340℃以上；¤300℃温度下可在机筒内停留较长时间而不分解。主要应用¤机械¤电子仪器、仪表¤汽车¤建筑¤家用品¤医疗器械¤航空、航天¤计算机¤光盘¤光纤¤等PC的成型工艺条件加工前水份必须≤0.04%烘干温度：90~120℃时间：4~12h工艺条件数值工艺条件数值机筒温度℃后部250~280注射压力Mpa90~140中部270~300保压压力Mpa60~100前部280~320注射时间s12~60喷嘴温度℃280~300冷却时间s20~80模具温度℃90~130螺杆转速rpm≤100ABS为非结晶性材料。优点¤无毒，无味；¤重量轻：密度为1.04~1.07；¤优异的抗冲击性能；¤耐低温性；¤耐化学性：（耐稀酸、稀碱、盐类、大部分醇类）（能溶于酮、醛、酯和氯代弪中）¤尺寸稳定性；¤表面光泽；¤易喷图；¤易着色；¤耐儒变性。缺点¤耐侯性差；¤热变形温度低；¤可燃。特点¤无明显熔点；¤成型温度宽：160~240℃。主要应用¤汽车¤家电¤办公机械¤建筑ABS的成型工艺条件加工前水份必须≤0.2%烘干温度：70~85℃时间：4~12h工艺条件数值工艺条件数值机筒温度℃后部170~200注射压力Mpa70~120中部200~250保压压力Mpa50~90前部200~230注射时间s20~50喷嘴温度℃180~210冷却时间s10~30模具温度℃40~85螺杆转速rpm≤60注塑机的选择•柱塞式注塑机•螺杆式注塑机(最常用，图-1，基本构造)•大容量转移式注塑机•双色注塑机•辅助式注塑机注塑机螺杆的选择•通用式螺杆•Lf:圆柱形•Lc:圆锥形•Lh:圆柱形•L/D:18~22•P:(0.8~1)D•Cr=(D2-de2)/(D2-ds2)：2.5~3•螺杆机筒间隙：0.1~0.2D注塑机止回阀注塑机机筒•机筒内壁和拼接处：平整、光滑•机筒加热功率：配置得当、控温准确注塑机喷嘴•开式喷嘴•针阀式喷嘴•滑阀式喷嘴•阀杆式喷嘴注塑机的选择最大注射量为设备能量的40%~70%注射压力最小注射压力不小于1500bar锁模力产品投影面上每平方厘米500到800公斤力注塑加工•粒料预处理•注射成型•制品后处理•制品机械再加工注塑成型工艺参数设定•成型温度•注射压力(包括保压压力)•注射速度•注射行程•注射、保压时间•冷却时间•模具温度•成型周期成型参数对制品性能影响注塑增强和阻燃材料•玻纤或矿物填充材料对螺杆和机筒磨损表观质量：最有效的方法是提高模具温度•阻燃材料注意物料的热稳定性成型温度一般控制在250~285度注塑成型压力控制•快速增压后的切换点对注塑制品质量有很大影响，必须对压力在保压阶段的压力进行控制。•从第二阶段到第三阶段的转换压力必须迅速而又准确。因模腔内压力的建立非常迅速，几乎是静态零时间内建立的。（每秒5000bar）•PVT曲线可以用来控制注塑制品的冷却过程，其最终目的是使注塑成型加工始终尽可能的保持在较为理想的加工状态下，即保持恒定的体积密度。表格3:注射过程中可能遇到的问题及解决方法制品件不完整可能的解决方法制品件不完全1.增加注射压力2.增加注射速度3.检查熔融装置以消除压力损耗4.检查浇道系统以防止材料压力损失5.增加排气制品起皱同上冷料斑1.避免局部或整体过热2.使用干燥材料3.使用干燥的回料制品变形1.保证整个模腔温度一致2.检查一下制品设计（消除壁厚差异）3.降低注射压力4.顶出温度偏低5.检查一下浇口位置制品凹陷或起泡1.检查一下大部件的进料状况2.检查浇口位置3.提高注射压力和保压时间接上表制品裂开1.保证材料中不混入其他材料2.减少润滑制品变黄1.保证材料在干燥过程中没有变色（这个问题不是因为注射过程中熔融的聚酰胺过热而引起的）制品发脆1.保证没有过热而使材料发生化学降解冲击痕1.降低注射速度2.有必要的话增大浇口面积，或改变浇口位置玻纤外露1.增大浇口面积2.增加注射速度3.增加料筒温度4.增加模温烧焦痕1.改善排气2.检查浇口位置3.降低注射速度回料的再利用•回料的加入会降低物料的性能，故我们告戒客户，使用回料须谨慎。•从客户的经济因素考虑，可自行在0%~20%之间进行添加，对此产生的结果我们不作承诺。•使用的回料必须清洁，通常使用浇口回料干燥回料的时间通常较新料加倍。质量控制•简单便捷方法：称量注塑制品重量•其它方法：测量其粘度指数显微镜观察薄切片等制品件后处理•注塑制品在加工过程中产生的内应力会趋于释放，方式一般有：吸水、热循环、蠕变。•内应力的释放会改变注塑制品的尺寸，并增加其冲击强度。•图为两种材料热稳定处理前后的变化1200NUA70A701200NU•处理时间厚制件：45分钟薄制件：20分钟•处理温度产品件最高工作温度+20度•加热和冷却过程应是逐渐改变温度•处理效果增加制品的收缩图上表明减少了注塑制品件的减少制品的尺寸变化尺寸公差波动范围制品件(聚酰胺类)的水处理•聚酰胺类制品刚完成后，随着时间的增加会吸收水份，吸收水份对制品件的影响是：引起制品件的尺寸增加引制品件的刚度降低•聚酰胺类注塑制品件吸湿过程十分缓慢，因此，通常对注塑制品件需进行加速水处理。A型和B型A70G30A70调湿RH50，温度20℃B浸泡20℃水中调湿B浸泡98℃水中调湿B注塑制品件的机械再加工注塑制品件的机械再加工制品设计材料选择•材料的的选择是根据部件的要求而制定，PolyOne公司为设计者们提供了优良的热学，机械，电气，化学性能的材料如：疲劳强度和交变应力抗蠕变耐连续高温负载抗开裂抗紫外线阻燃抗静电导电耐磨和低摩擦系数抗化学等等部件设计的一般准则1、厚度•部件厚度应根椐其所受应力来选择。并尽可能使其有固定的厚度。•厚度变化在结晶材料中会产生变形问题（由于结晶度差异造成的收缩差异）和外观问题。（缩印）•作为一般准则，我们建议厚度如下：•增强产品：（玻纤或矿物）0.75~3mm•非增强产品：0.5~5mm•当部件的轮廓厚度不可避免地要变化，那么部件须挖空保持厚度固定。如上图2、尖角•尖角是产品应力集中和薄弱点，图中表明了，圆弧半径与厚度比≥0.6以确保其机械性能。•在实际应用中半径取1至1.5mm，效果很好。3、厚度变化•有些制品厚度变化是不可避免的，但必逐渐变化。4、大平面对于这类制品有以下几种可能避免变形的方法：•加筋提高刚性•仔细定位注塑点使其充模均匀•局部修正厚度，改变充模条件并可能改变收缩值•仔细设计冷却回路使模具产生温度梯度•采用各向同性，收缩率小的配方5、筋为使部件有非常高的刚性，一般是加筋而不采用增加壁厚应避免筋与筋交叉从而防止料的堆积6、凸起部•凸起处的形状和尺寸不能使料堆积，导至缩影和变形。壁厚（内外径之间的差）即不能太厚也不能太薄，太薄会导致脆性和破裂。7、螺纹•螺纹应尽可能有园角，尖角螺纹的机械性能差。齿距不能太小。内螺纹必须在部件的顶端前就终止，不然有产生初始裂纹危险。外螺纹，用凸轮方法脱出，最好是在分型面上螺纹断开。（因表面磨损问题）8、镶嵌件镶嵌件不应削弱聚酰胺成型件。因此成型料必须是包在倒过角的边周围。（如：标准的螺母或螺栓头不能用作镶嵌件）两个因素必需考虑：*优化镶嵌件周围的塑料厚度。*塑料与金属的收缩率不同，会导至金属件凸出，这可以采用镶嵌件上作均匀对角线滚花的方法来防止。如果镶嵌件高出部件表面，其几何形状应简单易于被放入模具。大镶嵌件建议在成型前预加热。9、深凹和斜度应允许有0.5至1的脱模斜度。如模具表面非经抛光,则相应增加脱模斜度。在一定条件下,局部深凹会松动,前提是：•部件在顶出时可作些变形。•这个变形不能超过：－5%对于非增强配方－1%对于增强配方10、筒状件当成型筒状件可能会出现变形问题，（因模芯受塑应力弯曲）长度小于5倍直径的无需特别注意。然而必须注意遵循：*流动方向中心对称*模芯的每边各有TAB浇口*平衡浇口防止偏向流动11、模具•设计者应考虑有关制造模具时的问题，并且应尽可能地设计成易于机器加工，以节省时间和成本,增加产出。12、可能出现的几何问题•设计时尽管采取预防措施，但变形问题还可能出现，尤其是使用玻璃纤维增强的配方。•纠正变形可采取：*加筋或改变筋的厚度*改变局部厚度，从而改变充模条件和收缩量*改变注塑点OriginalDesignRevisedDesign通过注塑工艺的调整，融体同时充满模穴的顶端。连续不断的注射