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1、 塑料部品质量控制基本内容n1、注射模具基本知识及模具评审n2、高分子材料基本理论及塑料测试n3、注塑成型工艺(设备、过程)n4、丝印及喷油工艺n5、塑料制件检测及常见缺陷产生原因n6、塑件生产过程质量控制一、注射模具基本知识及模具评审n1、模具种类n1)注塑成型模具:占世界塑胶产量的30%,个别国 家70-80%n2)压制成型:如硅胶、插头类n4)压铸成型n3)挤出成型n5)吹塑成型n6)真空或压缩空气成型模具2、注射成型模具种类(按模具总体结构特征分类)主要分为二板模(只动静模,TCL大多胶件)、三板模、特种 模具(带活动镶件、横向分型抽芯、自卸螺纹、定模侧顶出、 热流道模具等) 基本结构
2、:v模具型腔:凸凹模、型芯、镶块等v浇注系统:主流道、分流道、浇口、冷料井等v导向部分:导杆、导向孔、内外锥面v分型抽芯机构:带外侧凹或侧孔的塑件v顶出装置:顶板、顶杆、主流道拉料杆v冷却加热系统:冷却水道或电热元件热流道或无流道模具v排气系统:分型面外排气槽、分型面排气、顶杆间隙3、模具与塑件设计n塑料的物理、机械性能(强度、刚性、韧性)n塑料的成型工艺性(如流动性、热敏性)n形状要利于充模及流动、排气、补缩n收缩及各向收缩率的差异n模具总体结构,特别抽芯脱出胶件的复杂性n模具零件的形状及制造工艺设计考虑因素注意点:v小尺寸制品,模具制造公差对制品尺寸的影响较大:v大尺寸制品,收缩率的波动影
3、响大(收缩率水分、温度及压力等影响 )1、尺寸与精度2、表面光洁及脱模斜度v模具的表面光洁度比塑胶件等级高一级 v脱模斜度,常115,最少0.5(尺寸测量注意点)v要满足刚度,强度要求(壳裂?),脱模对的冲击、震动; 装配紧固力( M1主底裂?) v热塑型塑件,一般壁厚不少于0.60.9mm,常24MM(最小0.25mm) ,同 一塑件,壁厚应尽可能一致,否则易缩孔或变形3、壁厚 所有转角处就尽可能以圆弧过度(翻面的设计),理想 内圆角半经应有壁厚1/4以上。4、加强筋及其它防变形设计 增强刚性,降低充模阻力;不可设计过厚,否则产生凹痕 5、圆角6、孔设计 孔与孔边距尽量大于孔径(D=2,L=
4、1.6;D=12.7,L=4.8) 盲孔深度h0,脱模困难P残T料Tf Td: 分解温度 Tf:粘流温度结晶性能塑料 TdT料Tm Tm: 结晶料溶点 对流动性低、粘度高或薄壁、复杂、嵌件制件,可适当提高T料原料含湿量偏高,可适当提高后端温度料温合适判断: 对空注射、料流均匀、色泽均匀、光滑、无泡。料流 粗造,银丝或变色则不合适 2)喷嘴温度:T喷略低于T料,防流涎,过低则冷凝堵塞3)模温 T模T模低于Tg(塑料玻璃化温度)或工业上常用的热变形温度粘度高的塑料(pc,ppo)等,改善其流动性与充模性能,采用高模 温。T模 ,降低收缩率,T模高,改善表面状况,(TCL充模完善 应尽量T模)结晶性
5、塑料:T模 , 尺寸稳定性;T模,有利于制件抗应力开裂的能力非结晶塑料:T模 , 充模速度;耐应力开裂,TCL充模完善应尽量T模 )2、压力 1)背压P背(塑化压力):螺杆在塑化成型时,前端汇集的熔体对 它所产生的反压力。背压对原料塑化的能力有重要影响,通过调节液压 系统的溢流阀控制,通常1.96mpa A p背,可提高塑化效果,但螺杆转速要相应提高,否则逆流或漏流 ,反塑化能力B 直通喷嘴与后加料,P背要小;阀或喷嘴与前加料,背压可大C 热敏性,背压要小,防分解。高粘性,为保塑化能力,防螺杆转动 过载,也要P背D 保证塑化效果时,P背要尽量2)注射压力 P注:螺柱轴的移动,头部对塑料熔体的压
6、力作用: A 压实; B 克服系统阻力,使冷却前充满型腔P注过大:涨模、机器过载、气泡、银纹、披锋P注过小: 制件起胶不齐,缩水玻璃化温度和粘性高的塑料,P注要大3)保压压力 P 保:充满后压实及补料一般,复杂及薄壁制件,P注大,P保低于P注,但不可过低P保过低,收缩大,熔接强度,(尤其是厚壁时)P保过高,若大于P注,残余应力,脱模困难或熔料,使强度下降3、时间成型周期:E=注射时间T注(充模时间T充+保压时间T保)+闭模冷却时间(T冷 )+其它T它(开、脱模,涂脱模剂,放嵌件,闭模等)1)充模时间,T充或注射速度(V注) V注=K*1/T 充V注过大,易卷入空气并压缩,局部烧焦或分解,内应力
7、大,表面裂纹V注过小,熔体流动减低,表层冷却快充模不满或熔接强度差,表 面质量V注以层流,模具排气良好时,适当提高。模温、料温低时,更要V注 。T充一般为(3-5s)2)保压时间 T保(一般20-120S,)小件(6-15S)浇口处熔料凝结前,保压时间对尺寸精度有直接影响; 浇品凝结后,T保 不影响尺寸,(大浇口、大流道、厚壁时,T保个),主流道、浇口尺寸 及工艺正常时,以制品收缩率波动范围最小的时间为准。3)冷却时间 保证制件脱模后的刚度,不因温高而变形,且有利于生产效率提高。 过长除降低效率外,脱模困难及脱模应力4、用料量: 计量终了位置及残量大小5、合模力:夹水纹、披锋,开合模速度(低压
8、保护位置,压力)6、顶针压力及速度: P顶改善夹水纹,气泡、顶白也增大V 顶顶白7、注射压力/速度切换位置分段调机,保证充模完全、表面质量,减少内应力及生产效率的提高四、丝印与喷油工艺喷油的搅拌或雾化效果,特别珠光色、天那水的溶解度不强;夹水纹 与气烘的遮盖,可先喷一层底色。UV机(烘干机)的温度,应不对校形后产生应力释放,即UV机前后变形 度检测1)喷油厚度测试(无损探测、破坏性测试?)2)硬度测试,铅笔计(HB6h)3)COLOR,色牌,色差计讨论:UV机再处理和影响(热处理)1)晶体趋于完善粗大,使聚合物变脆2)摧毁制品中分子的取向作用,解除冻结的应力, (分子沿流 动方向的定向排列)五
9、、塑胶制件常见缺陷的产生原因及控制方法(一)塑胶制件常见缺陷的原因(见表) (二)检测方法1、夹水纹:出现部位:孔边,水口相应的一边要求,不可有触摸感时,喷油可盖住,试折断,不影响强度2、缩水:原则上素壳不允许缩水,因轻微缩水,喷油后变得更显眼喷油后不可有明显手触感3、披锋:边及运动部位(转轴边)要批净,孔内不影响装配,可对灯光看毛边情况4、水口位:要平,附近不能变形(凸或凹),而影响装配5、顶、拉白:不影响强度,喷油后无异色,不可凸起6、表面云状或起皮(搓时):塑化不好,影响强度,不能接受7、气花(水口边):干燥不足,影响强度,不可接受8、走胶不齐:尺寸偏小,不可接受9、color :色差计
10、,但以人眼对色牌为主(四色灯箱),E0.1为辅,批 次间充许E1,同时配套物料向同一方向偏色。10、变形(平台、高压尺、百分表、塞尺、直尺)扭曲:三点一面(平台+塞尺)0.3mm;弯曲:直尺+塞尺0.3mm 凹凸:11、尺寸(与10相连系)每种部品选4-5个关键尺寸,要包括主要外形尺寸(长宽、或厚)+主 要 配合尺寸(如转轴间隙、扣间距等),外形尺寸要符合首次签样及模号 。制定后若有偏差,注射厂应调机解决。12、表面或顶针油渍:影响喷油及EMI油效果,需除净,带无尘手套除净 。13、尺寸与变形(FOR TCL PLASTIC),见下图:尺寸变形翻面1、宽(与翻底扣合处)2、与主面 配合转轴尺寸
11、 3 、总长(中心线 处)4、宝石框宽X长尺寸下塌(高度尺0.2)或卡尺总 厚,扭曲(平台 0.2mm ) 水口位拉变形(3388)翻底1、长 2、宽(扣位处不可 以无效)3、宝石框宽度平台0.2主面1、长 2、宽(与主底扣处) 3、转轴与翻面配合尺寸1、网面变形 0.3mm (平台 或直尺+塞规) 2、与翻面配 合(顶部)变形是0.2 主底1、宽(扣处) 2、长平台电池面1、长 2、宽 3、厚平台或直尺电池底1、长 2、宽 3、厚平台或直尺电池 推钮1、厚 2、宽14、试装配检测:A 任何塑胶件均要进行试配检测B 以复制数为试装板,不能配装,则不可接受?或“配合表”15、多次合壳或剪开检测,
12、塑胶强度 16、喷油附着力:摩擦,百格刀、酒精、橡皮擦讨论题:塑件IQC尺寸控制?每套模(每腔)保留唯一的尺寸板,后制定匹配方 案。制定每模(腔)的尺寸规格,尽量保证通配和一 致性。专题 (1)变形:(一) 内应力变形:内应力本质为高弹变形被冻结在制品内而形成1)内应力种类:A 取向内应力:充模流动过程中和冷却时,大分子形状变化和构象被固定 而产生。熔胶温度影响最大。提高T熔,剪切应力应取向;但粘度降时,剪 切速度取向应力为。延长保压时间时,取向应力,提高注射压力取 向内应力。随料厚而,因冷却慢,粘度增加变缓,松驰时间长B 温度应力: 冷却不均产生外表层先冷,阻碍内部冷却和自由收缩外部压应力、
13、内部抗压力;冷 却快(表面积/体积越大),取向应力与温度应力,取向应力产生在薄表层 内,收缩率也大;制品厚不均或嵌件也产生温度应力:嵌件与浇口设在壁厚 处C 不平衡的体积压力:结晶程序不同,收缩不一致性,结晶非结晶界面产 生D 变形应力:脱模时变形的压力(2)内应力消除与分散 内应力完全避免不可能,尽量减少和分布均匀,不使应力集中A 原料:杂质易造成内应力B 制品设计:1)力求表面积与体积比尽量小,使冷却缓慢;2)厚薄尽量均匀:结合处圆弧或阶梯形过度(否则转轴处应力集中 )3)缺口、直角、锐角、嵌件产生应力集中,嵌件最好铜、铝并预热4)圆孔周围内应力大,致缩孔,椭圆孔OK C 模设计1)浇口
14、保压时间 内应力 2)浇口位置在壁厚处,内应力 3)流道大,内应力 (注射短)4)均匀冷却,顶出面积大,顶模顺畅内应力D 成型工艺1)适当提高料简温度使组分分散均匀2) 模具温度高 内应力3) 注射压力 ,保压时间 4)注射速度:变速注射,充满时低速(二) 收缩三阶段:1)保压补偿的收缩2)浇口冷后模内收缩:收缩大小取决于模温T模 收缩小(主要对结晶性塑料)模温小 收缩 结度 ,所有物料都有此倾向 结晶料:PE、PP、PA制品中有金属嵌件,第二阶段为非自由收缩,否则自由收缩.3)脱模后至24H止的收缩-后收缩性自由收缩时,体职收缩取决于环境温差与脱模温及线胀系数。最初6小时收 缩占总90%,最
15、初10天内完成,测定时以24H即可,后可不考虑。收缩的影响因素:1)塑料特性(结晶料收缩大) 2)模温:T模收缩大3)料温:T料收缩小 4)注射压力收缩小5)保压时间收缩小 6)制件厚收缩大7)绕口尺寸补缩好2、熔接痕强度PS:熔料温高,熔接痕强度高提高方法:保证料流熔合良好1)熔料温度适当 2)模温3)流动长度 4)快速充模5)适当压力六、塑件生产过程质量控制(1)首件制度转模、转色、停4h以上再开机,修模/改模、换针、均需首件确 认,并保留首板在机头位内容:1)P/N OK?(箱头纸、工程板、生产单一致?)2)结构对工程板OK ?外观OK?模具生锈或损伤?3)color及尺寸是否符合要求?4h后有无变形?是否需要校正?4)物料正确且无水口料,充分干燥,强度检查!(剪开)5)冷却时间及