注塑成型技术讲解

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1、注塑成型技朮,整编：KEVIN PENG 更新日期：2013-11-21,注塑成型简述,定义： 注塑成型是利用塑料原料受热后成为熔融状态流体利用注射成型机的压力、速度，将熔融塑料注射入预先设计好的紧闭模腔内，经过冷却后而得到所需的制品之过程。,原料,塑料 (聚合物),热固性塑料,热塑性塑料,原 料,原 料,按塑料加热冷却时树脂呈现的特性分为： 热塑性塑料和热固性塑料两类。,原 料,热塑性塑料的特征是塑料受热时软化，温度升高至一定数值时可呈现粘流态。当温度降低时(一般指室温)塑料变得坚硬。再次加热能再变软，冷却后又变硬，可以如此多次反复。,热塑性树脂分为两大类：通用树脂和高性能树脂。 通用树脂也

2、有五大树脂品种：聚乙烯(PE) 、聚丙烯(PP) 、聚氯乙烯(PVC) 、聚苯乙烯(PS)和ABS树脂。 高性能树脂包括通用工程塑料、特种工程塑料和功能性树脂。通用工程塑料又包括五大工程塑料：聚酰胺(尼龙，PA)、聚碳酸酯(PC) 、聚甲醛(POM) 、改性聚苯醚(PPO)等。特种工程塑料种类较多，功能性树脂涵盖的种容也较多，在其他类中的树脂也可具有某种功能而成为功能性树脂。,原 料,原 料,热固性塑料是指在受热或其它条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料。即：热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动

3、了。 热固性塑料又分甲醛交联型和其它交联型两种类型 甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料（如脲甲醛三聚氰胺甲醛等）。 其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。,粘流态,高弹态,玻璃态,进料,出料,ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 化学和物理特性： ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性： 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。 三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。AB

4、S的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等 到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。 典型用途： 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱， 大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，玩具面底壳、打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。,PC 聚碳酸酯 化学和物理特性： PC是一种非晶体工程材

5、料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的抗冲击强度（otched Izod impact stregth）非常高，并且收缩率很低，一般为0.1%0.2%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。 典型用途： 电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。,PVC （聚氯乙烯） 化学和

6、物理特性 刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。PVC材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。

7、PVC的收缩率相当低，一般为0.20.6%。 典型用途 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等,注射模概念,利用人力或传送装置将物料输送到注射机的料筒内,物料受热呈熔融状态,然后在螺杆或活塞的推动下经喷嘴和模具的进料系统进入型腔,经充分冷却后,物料于型腔内硬化定型.这个成型过程所需的成型工具.,一.模具種類: 兩板模,澆注系統,定模板座,模腔,產品,頂針,頂針,拉料杆,導柱,導柱,型芯,頂板,動模板座, 三板模,中間板,推件板,彈料板,定模板,膠口套,定位圈,型腔,產品,型芯,導套,定模板,導柱,模具進膠口簡介,直水口(大水口) 刀刃狀水口 扇形水口 潛

8、水口 (點狀水口) 單點進膠,多點進膠水口 圓盤狀水口 環狀水口,進膠口種類,水口,直水口(大水口),PART,流道,水口,過渡帶,扇形水口,凜料井,半徑,扇形進膠口,刀刃狀進膠口,單點進膠水口,多點進膠口,Tab,唧嘴,6 in. Max,12 in. Max,Tab,唧嘴,水口,水口,Tab,水口,多點進膠口,圓形進膠口,流道,產品,流道,唧嘴,流道,平行流道,水口,毛邊狀流道,平行流道,水口長0.508MM,0.050,900,針狀進膠口,產品,唧嘴,Parting Line,水口,長度為零,Grind Flat on Gate Side, Min. 20,頭要固定不可轉動,潛水口,计量

9、段 混炼 / 压缩,供给段,供给段 : 进料供给作用. 混炼 / 压缩段 : 利用牙深产生剪热压缩混炼材料. 计量段 : 最后塑化材料.,螺 杆 结 构,射出成型周期,冷却时间,开模/顶出/锁模时间,充填时间,保压时间,射出成型周期,开模/顶 出/锁模,成形周期 充填时间 保压时间 冷却时间 开模/顶出/锁模时间,20,1,4,10,5,Sec.,射出成型周期,充填 充填时间是指射出机螺杆向前移动并推动塑料前进所费的时间,即在压力维持段之前的时间。 保压 在充填结束后到开模前的这段时间称为“后充填时间” 充填结束后以某一压力维持住螺杆直到浇口冷却凝固所费的时间称为“保压/维持时间” 弥补材料本

10、身的可压缩性及冷却收缩,Hopper,Barrel,Screw,Mold,Screw is applying a specified pressure to the polymer melt in order to pack more plastic into the cavity. Also called “compensation stage”.,射出成型过程 Injection Molding Process,冷却时间 压力维持结束后压力开始释放,一直到成品固化到足以顶出时所需的时间称为冷却时间也是一般所称的固化时间(Cure Time) 开模时间 整个行程包括公模后移,模具打开,成品顶

11、出及移出,模具关闭等,射出成型过程 Injection Molding Process,二成 型 条 件 五 大 要 素,一、温度(TEMPRATURE),二、速度 (SPEED),三、压力 (PRESSURE),四、位置(POSITION),五、时间 (TIME),一、温度(TEMPRATURE),1.干燥温度,为保证成型质量而事先对聚合物进行干燥所需要的温度,保证聚合物的含湿量尽量低而不致于起过允许的限度,定义,作用,保证聚合物塑化(熔胶)良好,顺利充模、成型.,2.料温,为保证成型顺利进行而设加在料管上之温度,定义,3. 模温,制品所接触的模腔表面温度,控制影响产品在模腔中的冷却速度,以

12、及制品的表观质量.,作用,定义,作用,二、速度 (SPEED),1. 注射速度,定义,作用,在一定压力作用下,熔胶从喷嘴注射到模具中的速度,1.注射速度提高将使充模压力提高. 2.提高注射速度可使流动长度增加,制质量量均匀. 3.高速射出时粘度高,冷速快,适合长流程制品. 4.低速时流动平稳,制品尺寸稳定.,2. 熔胶速度,塑化过程中螺杆熔胶时的转速,影响塑化能力,塑化质量的重要参数,速度越高,熔体温度 越高,塑化能力越强.,定义,作用,二、速度 (SPEED),3. 松退速度,定义,作用,螺杆(计量)到位后以一定的速度倒退一段距离,后退速度 即为松退速度,减少熔体比容,使熔腔内压下降,防止其

13、外流.,定义,作用,4. 开合模具速度,模具打开及闭合时的速度,合理的开锁模速度是保证机台及生产正常运行的必要条件.,定义,作用,5. 顶针前进后退速度,开模后顶针顶出及后退之速度.,保证产品顺利脱模而又不致于使产品变形,挠曲或被顶裂.,三、压力 (PRESSURE),1. 射压,定义,作用,螺杆先端射出口部位发生之最大压力,其大小与射出油缸 内所产生油压紧密关连,用以克服熔体从喷嘴-流道-浇口-型腔的压力损失,以确 宝型腔被充满,获得所需的制品,定义,作用,2. 保压,从模腔填满塑料,继续施加于模腔塑料上的注射压力,直至 浇口完全冷却封闭的一段时间,要靠一个相当高的压力支 持,这个压力叫保压

14、.,(1)补充靠近浇口位置的料量,并在浇口冷却封闭以前制止 模腔中尚未硬化的塑料在残余压力作用倒流,防止制件收 缩,避免缩水,减少真空泡. (2)减少制件因受过大的注射压力而易产生粘模爆裂或弯曲.,三、压力 (PRESSURE),定义,作用,3. 背压,塑料在塑化过程建立在熔腔中的压力,(1)提高熔体的比重. (2)使熔体塑化均匀. (3)使熔体中含气量降低.提高塑化质量.,定义,作用,4.锁模压力,合模系统为克服在注射和保压阶段使模具分开的胀模力 而施加在模具上的闭紧力.,(1)保证注射和保压过程中模具不致于被胀开(2)保证产品的表观质量. (3)保证产品的尺寸精度.,三、压力 (PRESS

15、URE),定义,作用,5. 模具保护压力,成型生产中为防止模具内有异物而导致模具被压坏,通常在 高压锁模前需有一个高速高压向低速低压切换过程,高压锁 模前之低压即为模具保护压力.,避免在高速高压状态下模具中有异物而导致模具被压坏.,定义,作用,6. 顶出压力,为使制品从模具上落下而所需要克服制品和模具的附着力.,使制品脱离模面.,四、位置(POSITION),1. 开模位置,定义,作用,公母模分开后公模所处的位置,保证脱模取件时各动作能顺利地执行.,定义,作用,2. 顶出后退行程,顶针顶出,退回的极限位置,(1)用以限制顶针前进,后退的距离,确保制品顺利脱模以 及顶针准确复位. (2)对部分弹簧复位之模具,顶出行程兼有顶出限位保护 之作用,定义,作用,四、位置(POSITION),3. 计量行程,塑化开始后,螺杆在旋转过程中,由注射终止位置开始在 塑料熔体的作用力下后退,直至后退限位开关为止,这个 过程称为计量行程.,保证有足够的塑料充填模腔,以获得所需外观和呎寸的制品.,定义,作用,4