注塑成型原理及常见缺陷分析讲述

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1、 第一部分 一. 注塑成型的概念 所谓注塑成型（Injection）是指 ：将已加热融化的材料喷射注入到模 具内，经由冷却与固化后，得到塑胶 成型品的一种方法 注塑成型的概念 注塑成型适用于量产与形状复杂产品等成形 加工领域。 注塑成形的过程是由以下六大顺序执行： 1.合模 2.射出 3.保压 4.冷却(计量） 5.开模 6.取出产品 注塑成型的概念 注塑成型的过程 重复执行这种作业流程，就可连续生产制品。 二. 注塑机的分类与组成 注塑机的分类与组成 注射机一般按根据注射和合模装置的排列 方式进行分类： a.立式注射机 b.卧式注射机 c.角式注射机 d.多模注射机 注塑机的分类 注塑机的分

2、类与组成 注塑机的组成 a.注塑装置：使塑料均匀的塑化成熔融状态，并以足够 的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔的系统（见 下图所示）。 b.合模装置：开闭模具以执行脱模(eject)作业的系统。 它一般有两种方式：一种是肘杆方式；另一种是用油压缸 直接开闭模具的直压方式。 c.液压系统 d.电器控制系统 c、d保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温 度、速度和时间）和动作程序准确有效工作的系统。 注塑机的分类与组成 三. 注塑机成型原理 l 烘干后的塑胶原料从料斗进入料管的储料区，该部 分的温度低于熔融温度，在螺杆的转动下推动前面的 料前进； l 压缩段的塑胶料处在熔融的过度阶段，有

3、预热作用 ；熔融段的塑胶已处在液态 l 螺杆前进，压缩空间，将熔融塑胶射到模具型腔内 l 模具内塑胶冷却收缩，螺杆略微前进补充收缩空间 ，即进行保压，最后冷却完毕，脱模。 （见成型原理图） 注塑机成型原理 注塑机成型原理 当树脂在模具内流动时，则控制螺杆的移动速度（射 出速度），并在填充树脂後用压力（保压力）进行控制。 当达到一定的螺杆位置或一定射出压力时，则从速度控制 切换成压力控制。 注塑成型机就是将树脂送至模具内，再制作出成形品 的一种机械。 四. 注塑机成型条件（参数） 所谓成形条件是指，为了获得所需的成形品，而 利用成型机的汽缸温度、射出速度、模具温度等组合 成无数个设定条件。由于可

4、获得的成形品外观、尺寸 、机械物性会因成形条件而异，因此要找出最佳的成 形条件，就必须仰赖熟练的技术与经验。 料管温度 / 模具温度 / 烘料温度 射出速度 / 螺杆转速 射出压力 / 保压 / 背压 计量 / 保压切换点 / 松退 / 残量 射出 / 保压時間 / 冷卻时间 速度 压力 位置 时间 温度 条件 注塑机成型条件（参数） 注塑机成型条件（参数） 1. 料管温度：表中各段温度是指料管各部分温度，温 度可调，但每部分位置是固定的，和设备有关； 2. 射出速度：射出时螺杆移动的线速度; 3. 射出压力：射出时,熔融塑胶流体的压力; 4. 开、关模压力：开关模时液压缸内的压力; 5. 射

5、出位置：表中一,二段要区别于描述料管各 段温度时的一，二段。这里指螺杆的运动位置， 是由成型机上读出的刻度值，而非运动的相对距离； 6. 保压：塑胶在模腔冷却收缩,螺杆有微量移动,已一 定压力射出少量塑胶去补缩; 注塑机成型条件（参数） 7. Cycle time：两次关模的时间间隔,即循环周期,包括 关模,射出,保压,冷却,开模,顶出,取塑件的所有时间总和 。 . 背压：原料在计量填充过程中的密度调整。通常 背压设定在35 kg/cm2, 可随成品 要求以及 位置的精准度来设定。BP 太大，烧焦易产生； BP 过小，密度不够，银丝，气纹产生。 成形品是由流入融化树脂的浇口、导 入模槽的流道与

6、产品部份所构成。由于一 次的成形作业只能作出一个产品，因此效 率不高。若能利用流道连结数个模槽，就 可同时成形数个产品。 五. 成形品和回料的使用 成形品及回料的使用 成形品 成形品及回料的使用 成形品中的浇口与流道并不属于产品。因此该部分往 往被废弃，甚至粉碎後再度用作成形专用材料，这就称为 回料。 回料不能单独作为成形专用材使用，通常都是配合造 粒才能予以使用。由于会经过成形工程，因此可让树脂做 出各种特性的变化。回料之配方比例的上限为30左右， 若配方比例过高就有可能会损害到树脂的原有性质。 回料的使用 第二部分 注塑成型主要缺陷 现象: 塑胶材料没有完全填满模腔(Cavity) 。 .

7、填充不足(缺料) (Short shot） 注塑成型主要缺陷 .填充不足(缺料) (Short shot） 原因及处理方法: *计量设定不足 调整计量位置 *射出压力太低 提高射出压力 *射出速度太慢 增大射出速度 *射出时间太短 调整射出时间 *模具温度或料管温度不足 升高模具温度及料管温度 *保压切换位置不当 调整保压位置 *机构设计部分位置肉厚太薄 恰当增加肉厚 *进浇口(sprue)或是流道(runner)太小 扩大注口及流道尺寸 *模具排气不足 增加模具排气 注塑成型主要缺陷 现象: 成品表面下凹，特別是肉厚突增的部分 因为厚肉的中央冷却较慢。 2. 凹陷(缩水) (Sink mar

8、ks) 注塑成型主要缺陷 2. 凹陷(缩水) (Sink marks) 原因及处理方法: *射出压力太低 增加射出压力 *保压太小 增加保压 *保压时间太短 增长保压时间 *保压切换位置不当 适当调整保压切换位置 *射出速度太快/慢 适当减低/增加射出速度 *模具与塑料温度太高 适度调整模温 *模具的流道、进浇口太小 调整流道、进浇口大小 *通常成品易发生缩水的部位:成品肉厚大的部份，肋或毂部的背面，机 构肉厚不均的部分。 *进料点的位置亦可能影响缩水的不同程度。 注塑成型主要缺陷 现象: 塑胶材料溢出模穴 。 3.溢料 (Flash） 注塑成型主要缺陷 3.溢料 (Flash） 原因及处理方

9、法: *计量设定太多 恰当调整计量位置 *射出压力太大 降低射出压力 *射出速度过快 适当减低射出速度 *锁模力不足 增加锁模力 *保压切换位置不当 适当调整保压切换位置 *模温太高或料管温度太高 适度降低模温和料管温度 *除机台锁模力不足外，大多是因为模具P/L面、模仁合模不良，裝配精 度不良所造成或pin销间隙过大。 *因此模具合模及支撐柱的位置、高度、強度等都会有影响。 注塑成型主要缺陷 现象: 成形品表面有黑色斑点 。 4.黑点（Black specks） 注塑成型主要缺陷 4.黑点（Black specks） 原因及处理方法: *塑料原料含有杂质或不相容的物质 *料筒、螺桿、料管、喷

10、嘴于换料时未清除干净 *原料温度过高碳化所致 *检查原料中是否含明显杂质，降低回收料的添加比率； *更换原料颜色必须清洗料管和螺杆； *减少塑料在加热筒的停滞时间（料管加氮气将螺杆内氧气排出），同 时注塑停止时保持稳定的料管温度。 注塑成型主要缺陷 现象: 成品表面或近表面处，沿着流动方向，出现极细的 条纹。 5.料花Silver streak） 注塑成型主要缺陷 5.料花（Silver streak） 原因及处理方法: *原料中混有水份，干燥不良 原料必须依特性及作业标准充分烘干 *模具表面附着水份及模温太低 提高模具温度 *成型机螺杆混入空气 降低料管温度，提高螺杆背压，强化 排气槽 *唧

11、嘴冷料 提高唧嘴温度，松退位置调整 注塑成型主要缺陷 现象: 成形品末端及死角发现烧焦的痕迹 。 6.烧焦（Diesel effect） 注塑成型主要缺陷 6.烧焦（Diesel effect） 原因及处理方法: *模具排气不良 强化排气槽 *模具排气槽位置不当 调整派气槽位置 *射出速度太快 降低射出速度 注塑成型主要缺陷 7.结合线（Weld line） 现象: 塑胶在模具内流动时,各波前(Melt front）会合 处所遗留的纹线 。 注塑成型主要缺陷 7.结合线（Weld line） 原因及处理方法: *成品形状(构造)影响树脂流向 进料点位置,大小,形状的选择 *原料流动性不强 a.

12、升高料管溫度 b.增加模具溫度 c.模具结合处恰当排气 d.降低射出速度 *使用脱模剂也会使结合线更明显 尽可能少用脱模剂 以上仅能淡化结合线并不能完全消除结合线。 多点(两点以上)热浇道时,热浇道温度的控制的控制高低亦会改变结合线 的位置。 注塑成型主要缺陷 现象: 成品內部产生空隙，有两种原因: 1)发生于肉厚部分，由中央冷卻收缩而成。 2)空气、水分或塑料中的挥发分解造成。 8.气泡（Void） 注塑成型主要缺陷 8.气泡（Void） 原因及处理方法: *保压时间不足 增长保压时间 *射出压力太低 适当增大射出压力 *模具的流道,进料口太小 增大模具的流道和进料口 *原料干燥不完全 依操

13、作规范确保原料干燥完全 *制品肉厚过大或肉厚严重不均亦会产生气泡。 *料管温度设定过高造成原材料热分解亦会产生。 注塑成型主要缺陷 9.龟裂（Crazing or crack） 现象: 塑胶在模具内流动时, 近模壁层冷却较快，与 中央部分的热融界面，产生剪切力，表面裂痕。 注塑成型主要缺陷 9.龟裂（Crazing or crack） 原因及处理方法: *模具粗糙，脱模斜角不足 进料点位置,大小,形状的选择 *过度填充所致 a.降低料管溫度 b.降低模具溫度 c.降低射出压力 d.适度调整保压 *此外，成品结构上设计不良，肉厚变化太大亦会产生。 注塑成型主要缺陷 现象: 成形品由于冷卻收缩、成

14、形条件或离型不良，在內部 构成残留应力，导致变形。 10.变形（Deformation） 注塑成型主要缺陷 10.变形（Deformation） 原因及处理方法: *成型时应力所致 a.降低射出压力 b.减少射出保压时间 c.增加料管温度 d.模具公母模温度须适当控制 *保压时间与保压压力对成品变形度影响甚至。 *模具公母模温度需适当控制 。模温的控制非常重要，必须确保设定 模温保持于稳定值。 *成形品肉厚设计不良亦会影响变形度。 注塑成型主要缺陷 11.表面剥离（Delamination） 现象: 成形品呈云母状的层次结构，各层之间可轻易 撕开。 注塑成型主要缺陷 11.表面剥离（Delamination） 原因及处理方法: *物性相异或两种以上不同原料混料 *原料温度过底 *一般用PS+ABS，其他原料混用时因无相容性故造成表面剥离，因此更 换原料时需特别注意。 *原料温度过低时，原料流动发生交界层，造成剥离，因此必须适当调 整原料温度。