注塑工艺以及常见问题分析

注塑工艺介绍2017.05.111•塑胶制品2•高分子聚合物3•注塑机4•产品缺陷及原因一：塑胶制品塑胶制品特点1．重量轻塑料是较轻的材料，相对密度分布在0.90—2.2之间。2．优良的化学稳定性绝大多数的塑料对酸、碱等化学物质都具有良好的抗腐蚀能力。特别是俗称为塑料王的聚四氟乙烯（PTFE），它的化学稳定性甚至胜过黄金，放在“王水”中煮十几个小时也不会变质。由于PTFE具有优异的化学稳定性，是理想的耐腐蚀材料。如PTFE可以作为输送腐蚀性和粘性液体管道的材料。3．优异的电绝缘性能普通塑料都是电的不良导体，其表面电阻、体积电阻很大，用数字表示可达109一1018欧姆。击穿电压大，介质损耗角正切值很小。因此，塑料在电子工业和机械工业上有着广泛的应用。如塑料绝缘控制电缆。4．热的不良导体，具有消声、减震作用一般来讲，塑料的导热性是比较低的，相当于钢的1/75—1/225，泡沫塑料的微孔中含有气体，其隔热、隔音、防震性更好。如聚氯乙烯(PVC)的导热系数仅为钢材的1/357,铝材的1/1250。在隔热能力上，单玻塑窗比单玻铝窗高40%，双玻高50%。将塑料窗体与中空玻璃结合起来后,在住宅、写字楼、病房、宾馆中使用,冬天节省暖气、夏季节约空调开支,好处十分明显。5．机械强度分布广和较高的比强度有的塑料坚硬如石头、钢材，有的柔软如纸张、皮革；从塑料的硬度、抗张强度、延伸率和抗冲击强度等力学性能看，分布范围广，有很大的使用选择余地。因塑料的比重小、强度大，因而具有较高的比强度。与其它材料相比，塑料也存在着明显的缺点，如易燃烧，刚度不如金属高、耐老化性差、不耐热等。二：高分子的基本概念什么是高分子？由许多相同的、简单的结构单元(unit)通过共价键(covalentbond)重复键接而成的相对分子质量很大的化合物。高分子(大分子)(macromolecule)高聚物(highpolymer)聚合物(polymer)这些术语一般可以通用高分子单体聚合反应Polymerization单体（Monomer）聚合CH2CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHn例如：聚苯乙烯单体聚合物CH2CHn缩写成非晶体晶体高聚物试样，施一恒定外力，记录试样的形变随温度的变化，可得到温度形变曲线或热机械曲线。TgTf形变玻璃态高弹态粘流态高聚物形变-温度关系曲线温度高分子聚合物的构成：分子链高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，通常用Tg表示，随测定的方法和条件有一定的不同。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80℃。但是，他不是制品工作温度的上限。比如，橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。塑料按照熔融状态在其冷却凝固时,是否出现结晶现象可分为结晶性塑料和非结晶性塑料（或称无定形塑料）.作为塑料使用时,非结晶塑料应用温度范围是脆化温度与玻璃化温度（Tg）之间,即Tg是最高使用温度.而对于结晶性塑料在Tg温度以上仍然不转变为高弹态,扩大了塑料应用温度范围,所以结晶塑料的应用温度范围在脆化温度与熔点之间,但离熔点越近其机械强度越低,一般应低于熔点20~40℃下使用.聚乙烯属于结晶性塑料,使用温度范围是在脆化温度与熔点之间,如高密度聚乙烯使用温度－40℃~110℃之间.材料使用的温度：塑料在长时间受热时，即使温度远低于热分解温度，也会引起材料的变化，比如降解、氧化、交联或水解等，这些变化将导致材料工作性能降低，所以塑料制品都是有寿命的。作为塑料的长期耐热性温度指标，应反映出塑料在该温度下仍可以长时间安全工作。一般认为塑料在该温度下仍能保持不低于初始性能值的50%，或不低于某一要求的临界值，这样的温度，称为塑料的最高连续使用温度，可以通过设计热老化试验获得塑料最高连续使用温度。三：注塑机15注射成型工艺条件——具有三大工艺条件：温度、压力、时间一、温度•注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度等。塑化物料的温度（塑化温度）和从喷嘴注射出来的熔体温度（注射温度）主要取决于料筒和喷嘴两部分的温度。为了保证制品有较高的形状的尺寸精度，应避免制品脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。•注射成型过程中的压力包括注射压力、保压力和背压力。•1、注射压力——注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。•2、保压力和保压时间——保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制品的形状、壁厚有关。一般来说，形状复杂和薄制品，由于采用的注射压力大，保压力可略低于注射压力。对于厚壁制品的保压力的选择比较复杂，保压力大时容易加大分子取向，使制品出现较为明显的各向向性。在保压力与注射力相等时，制品的收缩率可降低，批量产品中的尺寸波动小，但会使制品出现较大的压力。•3、背压力与螺杆转速——背压力是指注射螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，简称为背压。背压主要体现对物料的塑化效果及其塑化能力，故也称为塑化压力。增大背压除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高。但是，背压增大后若不提高螺杆转速，熔体在螺杆槽中将会产生较大的逆流和漏流，使塑化能力降低。二、压力•完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。它包括以下几个部分：成型周期总冷却时间在保证塑料制品质量的前提下，应尽量缩短成型周期中的各段时间，以提高生产率。其中，最重要的是注射时间和冷却时间，它们对产品的质量有着决定性的影响。充模时间（螺杆前进时间），即注射时间压实时间（螺杆停留时间），即保村时间闭模冷却时间（螺杆后退时间也包括在这段时间内）其它时间（开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件和闭模等）三、时间•欠注•飞边•熔接痕•气穴•翘曲变形•缩痕•流痕•条纹•裂纹四：产品缺陷及原因欠注：熔料进入型腔后没有充填完全，导致产品缺料叫做欠注或短射。如图所示。二.故障分析及排除方法：1.设备选型不当。在选用注塑设备时，注塑机的最大注射量必须大于塑件重量。在验核时，注射总量（包括塑件、浇道及飞边）不能超出注射机塑化量的85%。2.供料不足，可适当增加射料杆注射行程，增加供料量。3.原料流动性能太差。应设法改善模具浇注系统的滞流缺陷，如合理设置浇道位置、扩大浇口、流道和注料口尺寸以及采用较大的喷嘴等。5.冷料杂质阻塞流道。应将喷嘴拆卸清理或扩大模具冷料穴和流道的截面。6.浇注系统设计不合理。浇口位置大小等7.模具排气不良。8.模具温度太低。9.熔料温度太低。10.喷嘴温度太低。在开模时应使喷嘴与模具分离。减少模温对喷嘴温度的影响，使喷嘴处的温度保持在工艺要求的范围内。11.注射压力或保压不足。12.注射速度太慢。13.塑件结构设计不合理。当塑件厚度与长度不成比例，形体十分复杂且成型面积很大时，熔体很容易在塑件薄壁部位的入口处流动受阻，使型腔很难充满。因此，在设计塑件的形体结构时，应注意塑件厚度与熔料极限充模长度有关。在注射成型时，塑件的厚度应采用1-3mm，大型塑件为3-6mm。通常，塑件厚度超过8mm或小于0.5mm都对注塑成型不利，设计时应避免采用这样的厚度。飞边：当塑料熔料被迫从分型面挤压出模具型腔产生薄片时便形成了飞边，薄片过大时叫做批锋。二.故障分析及排除方法：1.合模力不足。应检查增压器是否增压过量，同时应验核塑件投影面积与成型压力的乘积是否超出了设备的合模力。成型压力为模具内的平均压力，常规情况下以40Mpa计算。如果计算结果为合模力小于乘积。则表明合模力不足或者注射定位压力太高。应降低注射压力或减小注料口截面积，也可缩短保压及增压时间，减小射料杆行程，或考虑减少型腔数及改用合模吨位大的注塑机。2.料温太高。应适当降低料筒、喷嘴及模具温度，缩短注射周期。对于聚酰胺等粘度较低的熔料，如果仅靠改变成型条件来解决溢料飞边缺陷是很困难的。应在适当降低料温的同时，尽量精密加工及研修模具，减小模具间隙。3.模具缺陷。模具缺陷时产生溢料飞边的主要原因。必须认真检查模具，应重新验核分型面，使东模预定模对中，并检查分型面是否贴合，型腔及模具型芯部分的滑动件磨损间隙是否超差，分型面上有无粘附物或落入异物，模板间是否平行，有无弯曲变形，模板的开距有无按模具厚度调节到正确的位置，锁模块表面是否损伤，拉杆有无变形不均，排气槽孔是否太大太深。4.工艺条件控制不当。如果注射速度太快，注射时间过长，注射压力在模腔中分布不均，充模速率不均衡，以及加料量过多，润滑剂使用过量都会导致移料飞边，操作时应针对具体情况采取相应的措施。熔接痕：在塑料熔料填充型腔时，如果两股或更多的熔料在相遇时前沿部分已经冷却，使他们不能完全融合，便在汇合处产生线性凹槽，形成熔接痕。二.故障分析及排除方法：1.料温太低。2.模具缺陷。应尽量采用分流少的浇口形式并合理选择浇口位置选择浇口位置，尽量避免充模速率不一致及充模料流中断。在可能的条件下，应选用一点进胶。为了防止低温熔料注入模腔产生熔接痕，可在提高模具温度的同时，在模具内设制冷料穴。3.模具排气不良。4.脱模剂使用不当。在注塑成型中，一般只在螺纹等不易脱模的部位才均匀地涂用少量脱模剂，原则上应尽量减少脱模剂的用量。5.塑件结构设计不合理。如果塑件壁厚设计的太薄或厚薄悬殊以及嵌件太多，都会引起熔接不良。在设计塑件形体结构时，应确保塑件的最薄部位必须大于成型时允许的最小壁厚。此外，应尽量减少嵌件的使用且壁厚尽可能趋于一致。6．熔接角度太小。不同的塑料都有自己的极限熔接角度。两股料流汇合时如果汇合角度小于极限熔接角度，就会出现熔接痕，如果大于极限熔接角度，熔接痕便消失。极限熔接角度值一般在135度左右。7．其它原因。当使用的原料水分或易挥发物含量太高，模具中的油渍未清除干净，模腔中有冷料或熔料内的纤维填料分布不良，模具冷却系统设计不合理，熔料固化太快，嵌件温度太低，喷嘴孔太小，注射机塑化能力不够，柱塞或注射机料筒中压力损失大，都会导致不同程度的熔接不良。对此，在操作过程中，应针对不同情况，分别采取原料预干燥，定期清理模具，改变模具冷却水道设计，控制冷却水的流量，提高嵌件温度，换用较大孔径的喷嘴，改用较大规格的注射机等措施予以解决。气穴：在塑料熔料填充型腔时，多股熔料前沿包裹形成的空穴或者熔料填充末端由于气体无法排出导致填充不完全叫气穴。二.故障分析及排除方法：1.模具缺陷。浇口位置应设置在塑件的后壁处；直接浇口产生真空孔的现象比较突出，应尽量避免选用，如果浇口形式无法改变的情况下，可通过延长保压时间，加大供料量，减小浇口锥度等方法进行调节；缩短和加宽细长狭窄的流道，消除流道中的贮气死角，排除模具排气不良的故障；塑件形体上应尽量避免有特厚部分或厚薄悬殊太大。2.成型条件控制不当。适当降低注射速度；可通过调节调节注射和保压时间，改善冷却条件，控制加料量等方法一般情况下，应将熔料温度控制得略微低一些，模具温度控制得稍微高一些。翘曲变形：由于产品内部收缩不一致导致内应力不同引起变形。二.故障分析及排除方法：1.分子取向不均衡。为了尽量减少由于分子取向差异产生的翘曲变形，应创造条件减少流动取向及缓和取向应力的松弛，最有效的方法是降低熔料温度和模具温度，在采用这一方法时，最好与塑件的热处理结合起来，否则，减小分子取向差异的效果往往是短暂的。热处理的方法是：塑件脱模后将其置于较高温度下保持一定时间再缓冷至室温，即可大量消除塑件内的取向应力。2.冷却不当。设计塑件结构时，各部位的断面厚度应尽量一致。塑件在模具内必须保持足够的冷却定型时间。对于模具冷却系统的设计，必须注意将冷却管道设置在温度容易升高、热量比较集中的部位，对于那些比较冷却的部位，应尽量进行缓冷，是塑件各部分的冷却均衡。3.模具浇注系统设计不合理。在确定浇口位置时，不要使