塑胶成型基本知识.

塑膠成型基本知識IQC：劉剛InnovatingCustomerValue2InventecConfidential目錄塑膠的概述塑膠素材成型工艺塑膠注射成型不良原因及改善融合線填充不足凹陷與氣孔毛邊內應力殘留塑膠的概述InnovatingCustomerValue4InventecConfidential塑膠(plastics)是一種簡單的低分子化合物單體(monomers)經由化學聚合反應(polymerization)而成的長鏈狀高分子聚合物(polymers)。高分子聚合物的分子鏈可以視為一重覆單體長鏈，加上主要分子鏈旁枝的化學基，如圖所示。雖然“塑膠”可以泛指聚合物或樹脂，塑膠一般是指添加了塑化劑、安定劑、填充料或是其他改善性能及成形性之聚合物系統，還包括橡膠、纖維、黏著劑與表面塗料。(例如,聚乙烯(PE)是由許多乙烯單體分子經過聚合反應而生成的.)nCH2=CH2-聚合反應-[-CH2-CH2-]-n什麼是塑膠InnovatingCustomerValue5InventecConfidential無論哪種形態的塑膠,其成分相當複雜.一般來說,塑膠是由合成樹脂和填加劑組成.合成樹脂是主要成分,塑膠的基本性能主要取決於樹脂的性能,但添加劑對塑料的性能也有很大的影響.樹脂:塑膠中之主要的必不可少的成分,賦予塑膠可塑性或流動性.將塑膠的其它成分加以粘合,并決定塑料的類型(熱塑性或熱固性)和主要性能(如物理.化學.機械與電性能等).填充劑:塑膠中重要的但并非必要的成分,在許多情竟下其作用并不比樹脂小.填充劑有增量作用和改性效果.(提高或改善塑膠的質量和降低塑膠的成本)塑膠的成分InnovatingCustomerValue6InventecConfidential增塑劑:能降低樹脂(如硝酸纖維.醋酸纖維.聚氯乙烯等)的熔體粘度和熔融溫度,改善其成型加工性能,改進塑件的柔韌性.彈性以及其它各種必要的性能,并可以與樹脂相溶的不易揮發的高沸點有機化合物著色劑:為使塑件獲取各種所需的色彩,常常在塑膠組分中加入著色劑.著色劑要求著色容易,與塑料中其他成分不起化學反應,成型過程中不因溫度\壓力而分解變色,而且在塑件長時間使用過程中保持穩定.穩定劑:為防止老化,在聚合物中填加一些能穩定其化學性質的物質.潤滑劑:改善成型塑膠的流動性,並減小和防止塑膠熔體對設備模具的黏附和摩擦.塑膠的成分InnovatingCustomerValue7InventecConfidential塑膠原料分類塑膠原料按照合成樹脂的分子結構分主要有熱塑性及熱固性塑膠之分：對於熱塑性塑膠指反復加熱仍有可塑性的塑膠：主要有PE(聚乙烯)/PP(聚丙烯)/PVC(聚氯乙烯)/PS(聚苯乙烯)/ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,有機玻璃)/POM(聚甲醛)/PC(聚碳酸酯)/PA(聚酰胺,尼龍)等常用原料。熱固性塑膠主要指加熱硬化的合成樹脂制得的得塑膠，像一些酚醛塑膠及氨基塑膠，不常用。按照應用範圍分主要有通用塑膠如PE/PP/PVC/PS等，工程塑膠如ABS/POM/PC/PA等常用的幾種。另外還有一些特殊塑膠如耐高溫高濕及耐腐蝕及其他一些為專門用途而改性制得的塑膠。InnovatingCustomerValue8InventecConfidential公司常用材料對於我們公司常用的材料有ABS/PC+ABS/PC等常用材料對於ABS我們主要用奇美的塑膠，像PA757/PA737/PA727/PA707等常見規格。其中PA757為常用的注塑級ABS,流動性較好，機械性能優良。為常用的工程塑膠原料。但PA757的剛性及韌性相比POM稍遜一些，PA727為電鍍級ABS,因其原料配比的不同。其電鍍性能較好。對於PC+ABS，我們公司主要用GE系列原料，像GEC1200HF：其注塑性能優良（接近ABS），其強韌性比ABS還好。收縮率小、尺寸穩定；二次加工（像印刷及噴塗）性能優良。對於PC料，我們PHS系列塑膠殼體基本都採用該原料GEPCEXL1414。主要是其強韌性更好。注塑性能更接近ABS。對於一些殼體的配合、螺母熱融、Hinge裝配及跌落實驗等都具有很好的物性優點。對於PMMA也是常用的一種原料，俗稱有機玻璃（壓克力），因其透光性好，常用於透明件較多，其成型性能較差，易划傷，不良多，韌性差，所以一般模具採用兩板模，大水口（直澆道）的進膠方式.InnovatingCustomerValue9InventecConfidentialPC基本資料英文全名：Polycarbonate中文名稱：聚碳酸脂結構：顏色：透明無色特性：1.耐衝擊性相當高，屬於工程塑膠。2.耐熱性佳、低溫安定性良好。3.優異的光學性質，透明性、透光度可達90%以上。4.成型後尺寸穩定性高，耐候性佳，且吸水率低。5.無毒性。InnovatingCustomerValue10InventecConfidential熱塑性塑料的工藝性能收縮性流動性相容性吸溼性與黏水性結晶性熱敏性和水敏性應力開裂與熔體破裂InnovatingCustomerValue11InventecConfidential熱塑性塑料的工藝性能收縮性:塑件從模具取出並冷卻到室溫后,其尺寸會發生收縮的特性收縮率=(常溫下的模具尺寸-常溫下的部品尺寸)/常溫下的部品尺寸成型收縮的形式塑件的線尺寸收縮:由于熱脹冷縮,塑件脫模時的彈性恢復,塑性變形等原因而引起的收縮;收縮的方向性:塑料在成型時由於分子的取向作用,造成塑件各個方向的收縮不同,致使塑件的性能呈現各向异性.沿料流方向收縮大,強度高.與料流垂直方向收縮小,強度低;后收縮:當脫模后,由于應力趨向平衡及儲存條件的影響,殘余應力發生變化而使塑件發生再收縮,這種收縮稱為后收縮;(注射成型及熱塑性塑料其后收縮較大)后處理收縮:塑件熱處理后引起之尺寸變化.影響收縮率變化的因素很多,包括:塑料品種,塑件結构,模具結构,模具溫度,成型工藝.因此,收縮率不是一個固定值,而是在一定范圍內變化的,收縮率的波動將引起塑件尺寸波動。InnovatingCustomerValue12InventecConfidential熱塑性塑料的工藝性能流動性:塑膠在一定溫度和壓力下填充模具型腔的能力.流動的產生實際上是分子間相對滑移的結果.根據模具設計要求將常用塑料之流動性分為三類：流動性好：尼龍(PA)聚乙烯(PE)聚苯乙烯(PS)醋酸纖維素聚4-甲基戌烯流動性中等：改性聚苯乙烯(PS)、ABS、AS、有機玻璃(PMMA)、聚甲醛(POM)、氯化聚醚流動性差:聚碳酸醋(PC)、硬聚氯乙烯(PVC)。影響流動性的因素温度：料温高，则流动性大，但不同的塑料各有差异。ABS、PC、PMMA等塑胶流动性随温度变化影响较大；而PE、POM的流动性随温度变化的影响较小。压力：注塑压力增大，则熔料受剪切作用大，流动性也增大。模具结构：浇注系统的形式、尺寸、布置、冷却系统的设计都会直接影响塑胶流动性。InnovatingCustomerValue13InventecConfidential熱塑性塑料的工藝性能熱塑性塑膠流動性的測量方法一熔融指數測定法將被測塑膠裝入標準裝置內,在一定的溫度和壓力下,通過測定溶體在10min內通過標準毛細管(直徑為2.09mm的出料孔)的塑料重量值來確定其流動性的狀況.該值叫做熔融指數,為g/10min,通常以MI代表.熔融指數越大,流動性越好.我们常用的PC1414原料，要求在300度/5kg壓力的测试条件下，MI为8~12g/10min范围内。熔融指数测试仪结构示意图1-热电偶测温管2-料筒3-出料孔4-保温层5-加热棒6-柱塞7-重锤（柱塞加重锤共中2160g）∮InnovatingCustomerValue14InventecConfidential熱塑性塑料的工藝性能塑膠流動性的測量方法二螺旋線長度試驗法被测塑料被放在一定的温度和压力下注入标准的阿基米德螺旋线模具内，用其所能达到的流动长度（图中所示数字单位为cm）来表示该塑料的流动性。流动长度越长，流动性越好。螺旋线流动试验模具流道示意图InnovatingCustomerValue15InventecConfidential熱塑性塑料的工艺性能吸濕性:指塑胶对水分的亲疏程度凡是具有吸濕或粘附水分傾向之塑料，如成型前水分未去除,則成型過程中由於水分在成型設備的高溫料筒內变为气体并促使塑料发生水解，导致塑胶起泡或粘度下降。不仅增加成型难度，而且降低了塑件表面质量和力学性能。因此，为保证成型的顺利进行和塑件质量，对吸湿性和粘附水分倾向大的塑胶，在成型前应进行干燥。塑料大致分為具有吸湿性或粘水性倾向的塑胶(如PMMA、PA、PC、ABS等)和不吸濕也不粘水分(如PE、PP等)塑膠素材成型InnovatingCustomerValue17InventecConfidential塑膠成形的方法注射成形:我司采用,注射成形機擠出成形:電線電纜被覆,管材押出真空成形:瓶類輪壓成形:皮革熱壓成形:冰箱內箱、容器注射成形設定參數時必先考慮以下幾個方面材料:指的是塑膠粒。不同的材料,其特性不同,甚至相同的材料,品牌不同,其特性也不同,參數的設定與材質本身的設定有很大的關系,要了解材質的特性,必先了解材質的流動性的好壞設備:指的是成形機台及模具成形條件：溫度、壓力、速度、時間、量.•溫度:溶膠溫度、干燥溫度、模具溫度、料管溫度、作動油溫度、環境溫度•壓力:射出壓力、保壓壓力、鎖模力、開關模壓力、頂出壓力•速度:射出速度、回轉速度、開關模速度、頂出速度•時間:射出時間、保壓時間、開關模時間、冷卻時間、干燥時間•量:計量、開模及關模位置、注射及保壓切換位置、前后鬆退位置InnovatingCustomerValue18InventecConfidential注射成形工藝過程成形前準備原料外觀檢驗和工藝性能的測定(色澤\粒度\流動性\熱穩定性\收縮率)物料的乾燥料筒的清洗InnovatingCustomerValue19InventecConfidential注射成形工藝過程注射成形工作循環加料加熱熔融合模注射沖模保壓補縮冷卻定形開模塑件脫模清模外部加热内剪切热InnovatingCustomerValue20InventecConfidential射出機元件典型的射出成形機如圖所示，主要包括了射出系統(injectionsystem)、模具系統(moldsystem)、油壓系統(hydraulicsystem)、控制系統(comtrolsystem)、和鎖模系統(clampingsystem)等五個單元應用於熱塑性塑膠的單螺桿射出成形機InnovatingCustomerValue21InventecConfidential射出系統(injectionsystem)射出系統包括了料斗(hooper)、迴轉螺桿與料筒(barrel)組合，和噴嘴(nozzle)，如圖。射出系統的功能是存放及輸送塑料，使塑料經歷進料、壓縮、排氣、熔化、射出及保壓階段。熱塑性塑膠的單螺桿射出成形機之塑化螺桿、料筒、電熱片、固定模板及移動模板InnovatingCustomerValue22InventecConfidential迴轉式螺桿迴轉式螺桿可以壓縮塑料、熔化塑料及輸送塑料，螺桿上包括了進料區(feedingzone)、壓縮區（compressionzone,或轉移區transitionzone）、和計量區(meteringzone)三個區段，如圖所示。螺桿的外徑為固定值，螺桿的溝槽深度(thedepthofflight)從進料區到計量區起點逐漸遞減，溝槽深度的變化使塑料相對於料筒內徑產生壓縮，造成剪切熱，提供熔化塑料的主要熱量。料筒外的加熱片則幫助塑料維持於熔融狀態，一般的射出機有三組或更多組加熱片，以便