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注塑成型工艺介绍

发布日期:2011/12/6 18:03:33

一、 注塑成型的基本原理:

注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔內,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。

二、 注塑成型的四大要素:

1.塑胶模具 2.注塑机 3.塑胶原料 4.成型条件

三、 塑胶模具

大部份使用二板模、三板模,也有部份帶滑块的行位模。

基本结构:1.公模(下模) 公模固定板、公模辅助板、顶针板、公模板。 2.母模(上模) 母模板、母模固定板、进胶圈、定位圈。 3.衡溫系统 冷卻.稳(衡)定模具溫度。

四、 注塑机

主要由塑化.注射装置,合模装置和传动机构组成; 电气带动电机,电机带动油泵,油泵产生油压, 油压带动活塞,活塞带动机械,机械产生动作;

1、依注射方式可分为: 1.臥式注塑机 2.立式注塑机 3.角式注塑机 4.多色注塑机
2、依鎖模方式可分为: 1.直压式注塑机 2.曲軸式注塑机 3.直压、曲軸复合式
3、依加料方式可分为: 1.柱塞式注塑机 2.单程螺杆注塑机 3.往復式螺杆注塑机

4、注塑机四大系統:

1).射出系統

a.多段化、搅拌性及耐腐蚀性。
b.射速、射出、保压、背压、螺杆转速分段控制。
c.搅拌性、寿命長的螺杆裝置。
d.料管互換性,自动清洗。
e.油泵之平衡、稳定性。

2).锁模系統

a.高速度、高钢性。
b.自动调模、换模裝置。
c.自动润滑系統。
d.平衡、稳定性。

3).油压系统

a.全电子式回馈控制。
b.动作平順、高稳定性、封闭性。
c.快速、节能性。
d.液压油冷却,自滤系統。

4).电控系統

a.多段化、具记忆、扩充性之微电脑控制。
b.闭环式电路、回路。
c.SSR(比例、积分、微分 )溫度控制。
d.自我诊断.警报功能。
e.自动生产品质管制、记录。

5、国内注塑机现有的品牌:

1.国外品牌:巴顿 德马格 三菱 日钢 东芝 等等;
2.港台品牌:震雄 全力发 富强鑫 舜展 台中精机 亿利达 综纬 丰铁 百塑 今机 德润 等等;
3.国外品牌:海天 海星 海达 海太 海涛 海地 三元 通用 双马 永泰 王牌 等等;

五、 塑胶材料

塑胶材料可分为热固性和热塑性两种: 1.热固性塑胶:指不能重复使用之塑胶 ,其分子最终成体型结构。 2.热塑性塑胶:指可重复再造使用之塑胶,分为结晶体(PBT,PA)和非定形性(PC,PPO).结晶性塑胶指塑胶液体在变为固体时可以成为規則形的塑胶,其分子大部分是依线形或支链型结构排列。 3.工程塑胶 工程塑胶指使用在机械构件,可长期使用在100摄氏度以上,抗拉伸強度在一平方厘米500kg以上;抗弯曲強度在一平方厘米2400kg以上的塑胶。

目前大部分使用的塑料有:PP ABS PBT PC PA PPS POM 等。

1、 PP料:(聚丙烯polypropylene) 目前大部分使用的厂牌有:

中国石化 台湾化纤 镇海炼化
韩国现代 新加坡mytex 印度SEETEC

特性: 比重较轻,流动性好,无色.无味.无臭.无毒,光泽度.拉伸强度.耐热性能好,二次加工性能好,有良好的绝缘性.化学稳定性;加上价格低廉,主要适用于编织袋.玩具.周转箱.家电.管材.板材等。

公司产品主要用于电器外壳,如:电机后罩 三管前后壳 小太阳后罩 风叶等等;

一般成型条件: 1.模溫:20度至40度 2.干燥条件:80度1-2個小时以上。 3.料管溫度:170度至220度 4.热变形溫度:80度(1.8MPa,12.7mm)。 5.软化点:135度以上 6.模具收縮率:0.5%--0.7%(3.3mm) 7.拉伸屈服强度:20-30Mpa;
常用的改性方式有: 增强 增韧 阻燃 抗氧化 耐侯 高光泽等;

2、 ABS料:(丙烯清.丁二烯.苯乙烯三元树脂).(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer)

目前大部分使用的厂牌有:中国石化 台湾奇美 台湾化纤巴斯夫 韩国LG(宁波LG) 韩国锦湖化工 韩国三星

特性:耐沖击性能好,強度和刚性高,耐低溫、耐热、高光泽,易配色和二次加工、表面处理。主要适用于汽车.电气.家电.建筑型材等。

公司产品主要用于电器外壳,如:电风扇.冷风扇.饮水机.暖风机.通风器.浴霸等产品的前后壳.支架等等;

一般成型条件: 1.模溫:40度至60度 2.干燥条件:80度2-4個小时以上。 3.料管溫度:190度至230度 4.热变形溫度:80度(1.8MPa,12.7mm)。 5.一般背压:8-15kg/平方mm。 6.模具收縮率:0.5%--0.7%(3.3mm)
常用的改性方式有: 增强 增韧 阻燃 耐侯 合金 等;

3、PBT料:(聚對苯二甲酸丁二醇脂poly butylene terephthalate)Celanese

目前大部分使用的厂牌没有固定,国际上常用的厂牌有:杜邦 奇异 通用 宝理 台塑 DSM 拜耳 等;

特性:抗磨损性和刚性极高、耐化学性強,耐候性好,尺寸稳定性,有良好的电气绝缘性,增强后性能更佳。吸湿,易受热分解,主要适用于汽车.电气.家电.连接器.精密仪器电子等。

公司产品主要用于耐热部位: 暖风机的出风口.大厦的PTC支架等等;

一般成型条件:(依加纤比例不同有所变化) 1.模溫:40度至60度 2.干燥条件:100度至140度4個小时以上。 3.料管溫度:240度至270度 4.热变形溫度:210度至230度(1.8MPa,12.7mm)。 5.模具收縮率:0.3%--0.5%(3.2mm) 6.热分解溫度:280度(在260度料管可滯留6分钟,否則会分解、变质)。

常用的改性方式有: 增强 增韧 阻燃 等;

4、PC料(聚碳酸脂polycarbonate)

目前大部分使用的厂牌没有固定,国际上常用的厂牌有:拜耳 奇异 三菱 出光 帝人 陶氏 宝理 等;

特性:耐沖击力強度最高,尺寸稳定,耐热130度以上,具有高光泽和透明性,透射率可达到90%左右,无毒性。 加工温度高,成型后有应力,吸湿,不耐磨.耐疲劳。主要适用于食品容器.光碟.镜片.家电.光学仪器等。

公司产品主要用于油汀,如:部分油汀的面板.烘衣架.电子油汀透明罩等等;

一般成型条件:(依加纤比例不同有所变化) 1.模溫:80度至100度 2.干燥条件:100度至120度4小时以上。 3.料管溫度:250度至300度 4.热变形溫度:130度左右; 5.模具收縮率:0.5%-0.7%

PC材料之流动性随溫度升高则越高,因溫度调节在成型上占比重较大。

常用的改性方式有: 增强 阻燃 抗氧化 耐侯 等;

5、 PA料(聚酰胺polyamide)又称NYLON尼龙

目前大部分使用的厂牌没有固定,国际上常用的厂牌有:杜邦 宝理 三菱 DSM 陶氏 巴斯夫 拜耳 等;

特性:耐磨擦、抗疲劳性,吸水率高,(增強后強度高)尺寸稳定性极好,(可用于高精密机械物件)。主要适用于汽车.齿轮.电机.精密仪器.精密电子SMT.IC连接器等。

公司产品主要用于耐热.耐磨部位,如:电子油汀的面板.油汀的脚轮,接线柱等等;

成型条件:(依结构不同和加纤比例不同有所变化) 1.模溫:80度至120度 2.干燥条件:120度至140度4小时以上。 3.料管溫度:260至310度 .热变形溫度:235度 5.模具收縮率:0.1%--0.5%

设备要求:
1.螺杆: (L:D=20:1) 標准型三段,帶止逆环螺杆。(可选择的封闭式射嘴,直径为3.0mm)
2.料管須使用耐腐蝕及耐磨損的合金材料。
3.模板两面須加強隔热板,避免机器受热。
4.使用圓形料道,公、母模均勻散热。
5.进料口使用直径為0.3mm至0.5mm的针孔潜入进料。
6.使用0.02mm-0.04mm深度,0.5mm-1.0mm寬度的排气孔,并有效地后续排气。

常用的改性方式有:增强 耐磨 耐热 高粘性 等;

6、POM料:(聚甲醛 polyformaldehyde)

先锋公司目前大部分使用的厂牌没有固定,国际上常用的厂牌有: 杜邦 宝理 台丽钢 科隆 等;

特性:高耐磨擦、抗疲劳性,尺寸稳定性极好,(可用于要求尺寸稳定.耐磨性的機械物件)分解后有严重刺眼的气体,使用时应注意排气。 耐燃性差,不耐酸.油等,表面处理性差,主要适用于汽车.齿轮.喷雾器.精密电子等。

公司产品主要用于尺寸稳定.耐磨部位,如: 三管的偏心桃.衬套,欧尚转盘等等;

一般成型条件: 1.模溫:60度至80度 2.干燥条件:80度至100度2小时以上。 3.料管溫度:170至210度 4.热变形溫度:90度左右;5.模具收縮率:0.5%-0.8% 6.热分解溫度:240度(在240度料管可滯留5分钟,否則会分解、变质)。

7、PPS钢料:(聚苯硫醚 poly phenylene sulfide)

先锋公司目前大部分使用的厂牌没有固定,国际上常用的厂牌有: 菲力浦 宝理 陶氏 奇异 等;

特性:耐磨擦、抗疲勞性,吸水率高,自身阻燃性高,尺寸稳定性极好,(可用于高精密机械物件)增强后性能更佳,有类似金属的声音。结晶性差,流动性差,韧性差,无法配色。易腐蚀模具和机器,容易产生毛边。主要适用于汽车.齿轮.电机.精密仪器.精密电子SMT.IC连接器等。

公司产品主要用于高耐热部位,如: 暖风机的PTC支架.接线架等等;

一般成型条件: (依结构不同和加纤比例不同有所变化)

1.模溫:100度至150度
2.干燥条件:120-140度4個小时以上。
3.料管溫度:270度至330度
4.热变形溫度:260度(1.8MPa,12.7mm)。
5.热分解溫度:400度(1.8MPa,12.7mm)。
6.模具收縮率:0.1%--0.4%(3.3mm)

设备要求:

1.螺杆: (L:D=20:1) 標准型三段,帶止逆閥螺杆。(可選擇的封閉式射嘴,直徑為3.0mm)
2.料管須使用耐腐蝕及耐磨損的双合金材料。
3.模板两面須加強隔热板,避免机器受热。
4.使用圆形料道,公、母模均勻散热。
5.进料口使用直径为0.3mm至0.5mm的针孔潜入进料。
6.使用0.02mm-0.04mm深度,0.5mm-1.0mm寬度的排气孔,并有效地后续排气。
7.模具型腔应镀铬或作相应表面处理,减少生产时的气体腐蚀。

六、 成型条件

成型条件:速度、压力、溫度、时间、行程、数量。

1.射出压力(一次压):

在注射成型时螺杆顶部单位面积对塑料施加的压力;

P=油缸直径D0/螺杆直径D1*油压压力;

2.保压(二次压):

熔融原料在型腔中冷却,这时必须施加一定的压力来补充其收缩部分, 增高密度,这时螺杆对塑料施加的压力叫保压;

3.锁模力: (吨位)

锁模机构对模具所能施加的最大夹紧力;

F=K*P*A(K=0.4~0.7,即压力损失系数);

P:最大油泵压力;
A:锁模板面积;
*设定时一般不超过80-100kg/平方cm;

4.注射量:

一个注射成型周期中注入模具内的塑料重量;

5.注射能力: 克数.cm3

一台注塑机螺杆作一次最大注射行程時所能射出的最大量;

G=3.14/4*D2*S*密度

D:螺杆直径
S:螺杆行程
*生产中一个周期注射量应小于或等于机台最大射出量的80%;

6.射速:

螺杆在料管內移动,单位时间內移动的行程叫射速;

V=S/T*100%

S:螺杆在料管內的行程;
T:螺杆射出时间;

7.背压:

加料时,在螺杆反退的反方向上,加在熔融塑料上的压力;

背压的作用:

1.提高熔融塑胶的混练效果; 2.提高熔融塑胶的温度; 3.提高熔融塑胶的密度; 4.增进塑胶颜色的均匀;
5.排出熔融塑胶内的气体;

8.低压保护:

指模具在锁模时对阻力产生的一种保护裝置,其能使模具在压住异物时受到最小的伤害,減少压模损失。

其工作原理是在模具从锁模低速到锁模高压的这段距离设定一定的时间,当模具在这段锁模过程中碰到异物.塑胶或因润滑不足而在设定时间内锁不到高压切换点时,机器就产生警报,并将模具打开;

七、 成型品质改善原因分析:

一、 未射饱 (缺料)

1.射出压力不足; 2.保压压力不足; 3.射出时间不足; 4.加料(储料)不足; 5.射料分段位置太小; 6.射出终点位置太小; 7.射出速度不夠快; 8.射嘴、料管溫度不夠;9.模具溫度不夠; 10.原料烘干溫度、时间不足; 11.注塑周期太快,预热不足;12.原料搅拌不均勻;(背压不足,转速不夠) 13.原料流动性不足;(产品壁太薄) 14.模具排气不足; 15.模具进料不均勻; 16.冷料井设计不合理; 17.冷料口太小,方向不合理; 18.模穴內塑胶流向不合理; 19.模具冷卻不均勻; 20.注塑机油路不精确、不夠快速; 21.电热系統不稳定,不精确;22.射嘴漏料,有异物卡住; 23.料管內壁、螺杆磨损,配合不良;

二、 毛边 (飞边)

1.射出压力和压力太大; 2.锁模高压不夠; 3.背压太大; 4.射出和保压时间太长; 5.储料延迟和冷却时间太长; 6.停机太长,未射出热料; 7.射出压.保压速度太快; 8.螺杆转速太快,塑胶剪切,磨擦过热; 9.料管溫度太高.流延; 10.模溫太高、模腔冷却不均勻; 11.注塑行程调试不合理; 12.保压切换点,射出终点太大; 13.模具裝配组合不严密; 14.合模有异物,调模位置不足; 15.锁模机构不平行、精确; 16.顶针润滑、保养不足; 17.滑块、斜导柱配合压不到位; 18.模腔镶件未压到位,撐出模面; 19.进料口设计分布不均勻合理; 20.產品设计导致某处內壁太薄和结尾处太远; 21.小鑲件组合方式不合理,易发生变形; 22.鑲件因生产中磨损、变形、圓角; 23.鑲件未设计稳固性、未抱合,加固; 24.模腔內排气槽太深;

三、 气泡 (气疮)

1.射出、保压压力不足; 2.背压太小、原料不夠扎实; 3.射出速度太快; 4.储料速度太快; 5.料管溫度太高,模溫太低; 6.材料烘干溫度、时间不足; 7.射退太多; 8.注塑周期太长;(预热时间增加) 9.加料位置不足,射出终点太小; 10.前、后松退位置太长; 11.机器油压不稳定; 12.料管、螺杆压缩比不夠; 13.原料下料、搅拌不均勻; 14.料管逆流,有死角; 15.模具进料口太小、模穴內流动不夠快速; 16.冷料井设计不当,冷料进入模穴; 17.模具冷卻不当,模仁溫度太高; 18.产品设计內壁太厚,內应力不均勻; 19.原料添加剂不当,易分解析出;

四、 银紋 (流紋)

1.射出压力太小; 2.保压压力太大; 3.背压压力太大; 4.射出速度太慢,保压速度太快; 5.模溫、料溫不夠高; 6.射出、保压时间太长; 7.注塑行程调试不当、保压切換点太大; 8.原料未烘干、含水太多; 9.原料流动性不好,粘度太高; 10.注塑机射出不夠快速、精确; 11.模具进料口太大或太小; 12.主流道、次流道尺寸不夠大; 13.模穴內流动方向不合理; 14.模具表面不平整、有油污;

五、 包风 (烧伤.焦)

1.射出压力、速度太快; 2.背压太大; 3.螺杆加料速度太快; 4.料管溫度太高; 5.周期时间太长或太快; 6.前、后松退位置太長;
7.原料未烘干; 8.原料流动性太好,次料比或粉尘太多; 9.添加剂不稳定,易分解析出; 10.模具排气槽不夠深、宽,后续排气不足; 11.流道、进料不均勻; 12.模具配合太紧,锁模力太大; 13.模具太脏,排气孔被油、卤垢堵住; 14.模具设计加工方式不合理,整体模腔太多; 15.注塑机溫控不夠稳定、精确; 16.料管逆流或內部有死角; 17.射嘴漏料与灌嘴配合不足; 18.螺杆头(分流梭)不合理或断裂; 19.进料口太小,模穴內流向繁杂;

六、 塑体发脆

1.射出保压不足; 2.背压太小、原料不夠扎实; 3.背压太大,剪切、磨擦热量增加; 4.射速太慢,未充分結晶; 5.模溫太高,原料过火、分解、变质; 6.模溫太低,未充分結晶; 7.射出、保压时间不足; 8.停机时间和周期时间太长; 9.储料时间太长; 10.次料添加太多或粉尘太多; 11.原料強度、韧性不夠,粘度不夠; 12.添加剂不合理,或添加太多; 13.原料未充分烘干; 14.模穴內结构不均勻,结合处太远; 15.模具进料不均勻,冷料井不够; 16.产品设计內壁太薄,无辐助加强; 17.注塑机溫控不稳定、精确; 18.料管逆流或內部有死角; 19.頂出不合理,塑体应力增加,产生破裂; 20.塑体后期冷却处理不当,易龟裂。

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