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1、注塑缺陷的原因分析与解决对策 专业 技术 研讨 讲座 背景 与 目的 背 景 注塑生产过程中经常出现各种品质缺陷和异常现象 长 期以来 大多数注塑工作者仅凭经验处理 盲目调机时 间长 原料浪费大 对一些问题缺乏科学系统地分析 注塑加工是一门知识面广 技术性强的行业 仅凭经验 是不够的 必须对高分子材料的性能 加工成型工艺 模具设计 注塑机械等有相当程度的认识和了解 采用大量的缺陷产品进行实例分析 学员自带缺陷产品进行现场诊断 讲师与学员 学员与学员之间进行互动研讨 背景 与 目的 目 的 诊断与解决常见且浪费成本的品质问题 提高工艺改善能力 改善品质 降低不良率 使生产利润最大化提升学员面对注
2、塑缺陷 的原因分析能力 拓宽学员的的视野与知识面 了解欧盟国家对注塑产品的环保要求 安 排 科学系统性地讲授 中途小休 实物案例分析 相互研讨 目 录 第一部分 注塑机原理与材料 注塑机原理 注塑材料 目 录 第二部分 注塑缺陷 注塑件的质量分析 注塑件周边缺胶 不饱模 披峰 毛边 注塑件表面缩水 缩孔 真空泡 银纹 料花 水花 烧焦 气纹 注塑件表面水波纹 流纹 流痕 注塑件表面夹水纹 熔接痕 喷射纹 蛇纹 注塑件表面裂纹 龟裂 顶白 顶爆 目 录 注塑件表面色差 光泽不良 混色 黑条 黑点 注塑件翘曲变形 内应力开裂 注塑件尺寸偏差 注塑件粘模 拖花 拉伤 拖白 注塑件透明度不足 强度不足
3、 脆断 注塑件表面冷料斑 起皮 分层 注塑件金属嵌件不良 盲孔 喷嘴流涎 流涕 漏胶 水口拉丝 喷嘴堵塞 开模困难 螺杆打滑 塑化噪音 目 录 第三部分 新技术与应用 热流道模具 气辅成形 利用注塑成型数值模拟 CAE模流分析 技 术快速有效地解决注塑现场问题 RoHS指令简介与对中国家电业的影响及解决 对策 注塑成型机理 注塑成型 mould for plastics 是一种注射injection兼 模塑的成型方法 又称注射成型 是将聚合物组分的粒 料放入注塑机的料筒内 经过塑化 加热热 软软化 压缩 剪切 混合 输送 均化 熔融 然后借助于螺杆 向聚合物熔体施加压力 高温熔体便通过喷嘴 浇
4、道系 统射入闭闭合的低温模腔内 经过保压 冷却定型 开模 顶出制品 注塑成型工艺过程包含三大阶段 准备 注射 制品的 后处理 并需要三个条件 热量 压力 时间 和三 个要素 模塑材料plastics 注塑机machine 注塑模 mould有机地结合起来 周期性地重复各个动作 塑料熔体在模具的管道或平板间的间隙中 以一定的黏 度 压力损失下 做具有一定阻力的的非牛顿流体的剪 切流动 注塑成型机原理 熔胶注塑机注塑模 1 定模座班板 2 推杆固定板 3 注塑件 4 熔胶 5 分流梭 6 柱塞 7 原料 8 顶杆 9 型芯 注塑成型机原理 配料 干燥 塑化 计量 锁模 注塑 保压 塑化 顶出取零件
5、 开模 冷却 注射 准备 后处理 模塑料注塑机注塑模 压力温度时间 螺杆旋转 料顺着螺杆往前 螺杆头前的熔料压着螺杆往后推 后退时的阻力 由液压油提供 此阻力即为背压 最后螺杆往后抽一下 螺杆向前快速推进 然后慢慢地推进 保压 注塑成型模具 注塑成型模具 注塑成型模具 注塑成型模具 注塑成型模具 注塑材料 具有塑性的高分子材料即合成树脂 以高聚物为主 要成分 用相同或不相同的低分子化合物聚合成高 分子材料 而不析出低分子副产品 热塑性塑料受 热时 是通过物理变化使其几何形体发生变化 能 反复加热软化和冷却硬化的材料 选材要考虑它的 工艺性 热性能 电性能 力学性能 老化性能等 工艺性热性能电性
6、能力学性 塑料选材 老化性 注塑材料 塑料受热膨胀 体积增大 分子间距离增加 分子 链变得更容易活动 黏度下降 异性取向减少 方 向性排列增加 高聚物熔体的黏性流动 主要是分子链之间发生的 相对位移 分子质量越大 固态的力学强度越好 粘流态的黏性较高 流动性差 用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的 长度 分子链断裂后 多次循环加工的废料 分 子质量的分布宽度分散 力学强度降低 在高压注射下 熔体黏度提高 收缩增加 分子运 动减缓 分子间距离减小 摩擦热增加 注塑材料 高聚物 除液晶聚合物外 的液体是无定形的 具有无定形 的结构 热塑性高聚物分为 无定形结构和有结晶结构的高 聚物 无定形
7、料中的微观分子以粘结的连接形式保持着紊乱状态 常用结晶料 PP PE PA POM PTFE PBT 部分结晶 结晶料中的分子链沿着已生成的晶核有序地折叠着 但周围 是无定形结构 结晶料有结晶态 固态 粘流态 而无定 形料有玻璃态 固态 高弹态和粘流态 结晶料收缩率大 刚性和拉伸强度高 但冲击强度下降 高聚物热力学三态 玻璃态 高弹态 粘流态 必须充分认识塑料的工艺性和热性能 才能正确有效地控制 流道系统的浇口冻结时间和流道温度 注塑材料 塑料的热性能指流动期间黏度值的大小 剪切压力 剪切速率 表观黏度 牛顿流体 和 非牛顿流体 塑料熔体在比较长的细小的流道 将容易超过允许的剪切 速率和剪切压
8、力 使高聚物或添加剂的结构分解 混合物 分离 填料与颜料脱粘 添加剂的影响 改善某些物理性能 加工成型性能 由 于较容易氧化 分解 使熔融塑料有热状态的时间限制 在流动中发生复合组分的分离和沉淀 在高剪切力下填料 会脱粘着色剂会凝结或变色 熔融塑料的分解产物对模具 有腐蚀效应 玻纤会磨损螺杆 喷嘴和浇口等零件 注塑新材料 新材料 木塑复合材料 具有木材 外观 和塑 料的双重特性 防腐 不易变形 机械性能好 坚 硬 持久 耐磨等优点 成型方法有挤出 应用多 注射 热压 有取向性 厚度比塑料大 多为 异型材 结构复杂 冷却较困难 水冷 LCP 中文名称叫液晶聚合物 它是一种新型的高分 子材料 在熔
9、融态时一般呈现液晶性 这类材料具 有优异的耐热性能和成型加工性能 注塑新材料 此外 有些液晶聚合物具有某些特殊的功能 如 光导液晶聚合物 功能性液晶高分子分离膜及生物性 液晶高分子等 一般热致性液晶聚合物具有较好的流 动性 易加工成型 其成型产品具有液晶聚合物特有 的皮芯结构 树脂本身具有纤维性质 在熔融状态下 有高度的取向 故可起到纤维增强的效果 液晶 聚合物的主要用途有 高强度 高刚性 耐高温 电 绝缘性等十分优良 被用于电子 电气 光导纤维 汽车及宇航等领域 热致液晶聚合物还可与多种塑料 制成聚合物共混材料 这些共混材料中液晶聚合物起 到纤维增强的作用 可以大大提高材料的强度 刚性 及耐
10、热性等 注塑料的加工性能比较 范围较宽的加工温度 加热和冷却期间的黏度逐渐变化 冷却期间需携去的热量较低 需较低脱模温度以防止塑料件的 变形 因经济原因应用较低的模具温度 对于技术性制品 较高的模具温 度来降低内应力 为此控制热 状态 较小收缩率 保压时间和压力影 响很小 制品的耐久性取决于冻结的内应 力 定义温度波动范围较严格 才从黏流态变成结晶态 快速经过 结晶温度 冷却结晶需携去的较高热量 可有高的脱模温度顶出 以较高的模具温度来获取合适的结 晶化 为制品质量 模具本质上处于热状 态控制中 有较的收缩率 需要足够高的保压 压力改善补缩 制品的性能取决于结晶温度 无定形塑料 结晶型塑料 注
11、塑件的质量分析 在生产中 总是希望达到无废品生产的境界 但是由于注塑 用的塑料 成型模具 注塑机及辅助设备 成型环境等多 种因素的影响 总会出现这样或那样的问题 因此注塑件 的品质管理显得重要 把品质控制到最好 废品损失减 少到最少 品质管理 包含以下几个方面 正确的选择机型 原材料 的控制 模具的有效管理 注塑工艺操作与调整 推行品 质检查与全面品质管理 建立完善的品质保证体系 选择 适当的控制方法 实现品质的网络化管理 品质管理是一项系统 复杂 繁琐的工作 没有固定的模 式 各个企业应该根据自身的特点确定自己的管理思路及 管理方法 总之 品质要常抓不懈 持之以恒 这样才能 抓出效果 抓出品
12、质 注塑件的质量分析 对注塑件有精度和质量 表面和内在 的要求 注塑件的精度取决于塑料材料 模具 注射工艺 制品的 结构 对于大制品 成型条件的波动所造成的误差占制品公差的 1 3 对于小制品 模具的制造精度占制品精度的1 3 单 个型腔的制品精度较高 运动型芯的部位精度较低 浇注 系统 冷却系统 脱模力设计不当会使制品变形影响精度 大批量生产中 要保证每次注射时所有型腔流动和固化条 件 时间 温度 压力均影响收缩 的一致性 提高注塑件的精度 主要依赖模具的设计与制造 而保证 注塑件的质量主要是靠注射工艺的控制 与流道系统关系 密切 注塑件缺胶 不饱模 Short Shot 原因分析 塑胶熔体
13、未完全充满型腔 塑胶材料流动性不好 注塑件缺胶 不饱模 Short Shot 对策 制品与注塑机匹配不当 注塑机塑化能力或注射量不足 料温 模温太低 塑胶在当前压力下流动困难 射胶速度 太慢 保压或保压压力过低 塑料熔化不充分 流动性不好 导致注射压力损失大 增加浇口数 浇口位置布置要合理 多腔不平衡排布充填 流道中冷料井预留不足或不当 冷料头进入型腔而阻碍塑 胶之正常流动 增加冷料穴 喷嘴 流道和浇口太小 流程太长 塑胶填充阻力过大 模具排气不良时 空气无法排除 披峰 毛边 Burring 2 成型工艺条件波动 3 模腔尺寸超差 4 制品壁厚相差悬殊 5 测量时和使用时的温度误差 尺寸偏差
14、Dimensional Variation 对策 塑件总体收缩不合理 长度与宽度方向的尺寸变化差异 塑件内部尺寸变化 型腔之间的尺寸差异 粘模 拖花 拉伤 拖白 stick mold drag hurt 原因分析与对策 脱模斜度不够 抛光不良 脱模斜度不够 筋多 倒扣 顶针不足 过充 过保压 改善冷却 压力太大 过充过保压 由射胶转换为保压太慢 强度不足 脆断 Brittleness 原因分析与对策 降解 分子链断裂变小 熔接线 结晶不良 残余内应力太大 材料不相容 回收料太多 过度干燥 表面冷料斑 起皮 分层 Delamination 原因分析与对策 未熔化塑胶进入型腔 出现于产品表面 制品
15、表面呈云母状薄层裂痕的现象 塑胶熔体温度太低 未能熔化进入型腔的胶粒 回收料太多 带入过多空气 使胶料混合不均匀 不相容的材料混合 螺杆转速太低 不同材料的混入或成型条件不当 剪切应力太大 模温太低时 流动材料的内部发生交界面 亦会造 成剥离现象 过度使用脱模剂 塑胶降解 塑胶干燥不足 金属嵌件不良 盲孔 断针 顶针位凹凸 cut stitch 原因分析与对策 配模不良 飞边 批锋 同心度不好 长度不合理 过早顶出 喷嘴流涎 流涕 漏胶 水口拉丝 drip plastics 原因分析与对策 R角不匹配 装模不正 喷嘴未对准 喷嘴损伤 螺杆松退不够 烘干不足 尼龙 玻纤 料温太高 适当放松退量
16、5 6mm 喷嘴堵塞 开模困难 obstruction difficulties 原因分析与对策 铁削 小螺丝等杂物混入料筒 温度过低 适当退炮台 导柱导套排气不良 防止真空 压力大 过充过保压 螺杆打滑 塑化噪 slip noise 原因分析与对策 温度过高 料斗下料口冻结或堵塞 温度不够高 噪音 如PC PMMA 制品设计结构 热流道模具简介 热流道注塑模hot runner mould是无流道凝料注射模中最常见的 一种 是浇注系统采用绝热或加热方法 使塑料熔体始终保持熔融 状态不固化 其装备主要有流道板 喷嘴和温度控制器 热流道的优势 1 原材料损耗减少 2 流道凝料无需脱模 容 易实现自动化生产 3 使得长流程流道成为可能也保证了多型腔 注塑件的一致性 提高了制品的精度 4 有利于熔料压力传递 流道中的压力损失小 可实现充模平衡 5 容易实现对大型薄壁制 品的注射加工 6 强化了注射机的功能 改善了注射工艺 热流道的努责劣势 1 模具制造与注射生产的技术难度高 要有 操作经验 维修难 模具的的安装不仅是机械装配也是仪表电器的 安装 新模一次注射成功率低 2 模具费用高 特殊材料
