《塑膠射出成型進階教程3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑膠射出成型進階教程3（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,目 錄 第一章:射出成型原理探討第二章:安定成型的參數設定第三章:低壓成型技術概述,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,1.前言熱可性塑膠加熱熔解后 在塑形過程中及完了後又漸漸冷卻至定形, 這幾 乎是所有塑膠成型加工法的必要程序.受熱熔解 ,冷卻固化, 意味著塑膠分子鏈團的被解開與再集合, 但射出成型 加工的過程,絕非如此而已,它必需在模腔被充滿後, 為補嘗冷卻後的容積收縮, 而在塑料尚在高溫時, 适時適量地補充注入.一定容積的模腔,要擠入較多的塑料, 必定對熔融的塑料形成壓縮, 壓縮
2、使 塑料產生抵抗(模腔內壓), 在抵抗仍然存在的時間內适當的保持壓力的對抗(避 免模腔內塑料逆流)是不可避免的.模腔的充填速度如果太慢 , 則因塑料溫度的降低(流動阻抗增加), 有可能 使充填無法完全(短射), 或充滿後的壓縮變成困難, 但充填速度太快,則又容易形 成外觀上不良的等問題.綜上所述,溫度, 壓力, 速度, 時間和量等五大參數, 對射出成型工程的影響是 我們所必需探討的.,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,2.壓力-比容積-溫度(1)塑料的熱舉動觀察因溫度變化,塑料的轉態及比容積的變化,熱可塑性塑膠可分為 兩大鼉-不定 形(amorphous)及結晶
3、性塑膠.(partially crystalline)結晶性塑膠在低溫形成的緊密而規則的分子鏈纏集結構(結晶區域), 必需被加溫到熔解溫度(TM)以上,分了鏈鏈才會散開如同下定形塑膠,這時 它才發生熔融而能流動,射出成型的充填和壓縮也必需在這個狀態下完成 不可.,部分結晶,玻璃態,橡膠態,液態,溫度-比容關係圖,Tg Tm 溫度,比容積(v),诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,(2)受熱下的熱舉動射出成型過程中,塑料的比容積除因溫度變化而隨著改變外,也會因受 到壓縮而改變,它們之間的關係如圖:,0 50 100 150 200 250,1.2,1.1,1.0,0
4、.9,0,300,600,800,1000,溫度(0C),比容積,0 50 100 150 200 250,1.1,1.0,0.9,0.8,0,300,600,900,1200,溫度(0C),比容積,1.2,1500,壓力,壓力,不定形塑膠p-v-t示意圖,結晶性塑膠p-v-t示意圖,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,檢視p-v-t圖,必需要加以注目的就是,無論不定形塑膠或結晶性塑膠,其軟 化或熔解的溫度都會因受壓程度愈大而形成愈高,因此,加工溫度的設定不能只 考慮塑料在加熱筒內的熔融而已,必需也要將在模腔內被壓縮的因素也一並考 量.尤其,結晶性塑膠的溫度一降到
5、Tm以下時,就會由熔融狀態再度形成結晶 的結構,使得流動阻抗大幅的上升,甚或不能流動.在熔融狀態下的塑料,具有相當大的可被壓縮性,以大部份射出成型機的 能力而言,強制地將過剩的塑料壓擠入模腔,內並非難事,在暈樣條件下,成型品 將會殘留相當大的內部應力下被冷卻固化,當然如此一來,成型品的性能將受到 影響,如受些許外力或受化學藥品的作用,容易受到破壞,甚者在開模離型的瞬間 就會發生破裂.,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,(3).射出工程的p-v-t關系在射出成型整個過程,塑料的壓縮程度(內壓),溫度的變化和其比容積 的發跡是一直互動的,我勻可以下述的過程來說明:充
6、填(Filling)熔融的塑料開始被注射,直到模腔剛被充滿的階段.這一階段,熔融塑料因流路阻 抗而輕微受壓縮,內壓緩慢上升,一 般而言較低的料溫.較低模溫,較長 流路,較薄的肉厚以及較慢的充填, 都會使流路阻抗較大,而使內壓的 上升較快.同時,這一階段由於熱料 不斷的湧入,所以在模穴的同一位 置,其料溫可視為不變,塑料的比容 積因內壓的輕微上升也緩慢的增 加.,壓縮結束,充填開始,最後進入模穴的塑膠,最先進入模穴的塑膠,時間,料溫,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,壓縮(Packing)充填結束,模穴內塑料比容積仍高,(密度低),所以必需再繼續壓擠追 注的過程.
7、壓縮階段在一定容積的模腔里,塑膠被不繼的壓擠,所以內壓急劇的上升, 其上升的程度主要由壓補塑料的量來決定,壓縮的量不僅影響內壓的上升,也 影響成型品的尺寸及性能.在這一階段,熱料仍繼續進入模腔,如果其時間不是太長,則模穴同一位置 的料溫也僅輕微下降,塑料的比容積主要是因內壓的急劇上升而大幅上揚,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,保持(Holding)當模穴內塑料被適當壓縮后,應立將注射的壓力降低,以防過量,但如降 得太低,則因模穴內塑料沿處高溫高壓狀態,將發生逆流,所以必需仍以適當 的壓力加以對抗,直到入澆口冷凝封住的過程.在保持的過程,熱料不再(或極微量)進入
8、模穴,所以料溫較快的冷卻,模穴 內壓大致依據下式所代表的原理,逐步下降低:(P+A)(V-W)=RT 式中P:表模穴內壓.V:表塑料比容積.T:表塑料溫度.A,W及R:是和塑料分子結構有關的系數,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,在保持的,塑料的比容積已因被壓縮,僅因自然的冷卻收縮而幅減少,模穴內壓主要是隨料降低而下降,也就是說取決於模具的冷卻狀況由於模穴內壓隨著冷卻逐下降,所以保持也應該相對地漸漸降低否則將形成再壓縮的現象,而且當入澆口已冷凝封住(即使模穴內塑料仍是較高的溫度),繼續的施以保持壓力,將成為無效,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射
9、出成型原理探討,t1,t2,t3,t4,靜壓損失,P=Pa,t1,t2,t3,t4,動壓損失,流動距離,模穴內壓,熔膠推進和模穴內壓的形成,P=0,Pa,Pb,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,壓力(p),Gate sealing適當溫度,1 2充填 2 3壓縮 3 4保壓 5 開模 6 收縮至常溫,1,2,3,4,5,6,溫度(T),比容積,時間,內壓,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,時間,溫度,射出工程中熔融体P-v-T關係示意圖,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,A,B,C,Temp,V,Ps,A,B,C,PD,PD
10、,Ps,1.充填完了 2 .壓縮后,1,2,A,A,B,B,C,C,內壓,距離,A,B,C,PD: A點和C點間,在充填結束時的動壓損失.PS: A點和C點間,在壓縮后的靜壓損失.,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,3.成型收縮解析(1).成型收縮與後收縮.控DIN16901的定義,在成型後的24168小時內,並于23 2度的環境下,量測成形品對其模型尺寸差異量的百分比,稱為成形收縮率.,Vs= *100%,Mw-MF,Mw,Mw: 模型的尺寸 M f: 成形品的尺寸,在168小時以後,成形品的寸如再繼續發生變化,這時就 稱為後收縮,一般以Ns表示.後收縮的發生
11、,尤其以結晶性塑 膠更為顯著(也稱為後結晶),後收縮是因為很多复雜原因出 現,但一般可以較高的模溫,或是成形後加以適當的熱處理來 減少.,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,(2).比容積和收縮的關係.在成形品的某一特定位置,其成形過程及成形後的p-v-t關係假設如圖,則 在該位置的體積收縮率可如下:,壓力(p),Gate sealing適當溫度,溫度(T),v,vm,vf,目標收縮率,期望比容積,Sv,Vm,Sv(體積收縮率)= = =1-,Vm-Vf,Vm,m(v M-v F),m v M,v F,V M,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成
12、型原理探討,在開模瞬間,成形品的容積可視為約等於模型的容積 ,所以VM(模型的 容積)等於成形品的重量m乘 以開模當時的比容積v m.當成形品經完全冷卻收縮,其比容積由v M降低到VF(密度增加),可是其 重仍然是不變的,所以收縮後的成形品容積 VF就等於m乘以V F.而V F是塑料在常溫安定時的比容積,可視為一定,所以體積收縮率就成 為是由VM的大小來決定的,開模時,成形品的比容積愈大,則其體積收縮就愈 大.由前面的知識我們可知在開模的瞬間,成形品的不同位置有不同的比容 積,所以各位置的收縮率當然也各自不同,一般而言,離澆口愈近,開模時的比 容積愈小,所以其收縮率也愈小.成形品的不同位置,收
13、縮率不相待的現象,也是使成形品容易變形變形的 主要原因之一,所以如何讓成形品各位置比容積的差異減小,是成形技術探討 的很重要課題.事實上,使成形品不同位置有不同的收縮,也不只是比容積分佈的差異而 已,其他如射出後的塑料分子配向,模溫的分佈(影響冷卻的快慢),成型品的形 狀等等也都影響收縮的異至巨,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,(3).比容積變化的要因分折開模時比容積的大小,決定成形收縮率已如前述,因此為正確地設定成 形工程參數,必需先探討其影響要因:保壓切換時机太遲-產生很高內壓,如鎖模力足夠,則發生過度的充填,收縮減少,尺寸增大.太遲-如鎖模力不足,模具將被頂開,內壓因而降低,也不致使成形品有太小的比容積,但成形品分離面將會有溢料毛邊.太早-在沿未足夠的壓縮,就切換成保壓,則因保持壓較低以及螺杆前進速度也已減緩,而使模穴內壓無法再上,升形成比容積較高,1,2,3,P,V,VA,T,VA:期望比容積(開模時)1.切換保壓太遲,過飽和.2.切換保壓太遲,溢料.3.太早切換保壓,壓縮不足,诚信机械技术网,,塑膠射出成型進階教程,第一章:射出成型原理探討,保持壓力和保持時間無論保持壓力太低或保持時間不足,都會使模穴內塑料發生逆流,而形成 比容積比期望值高.如果保持壓力太大則會造成過飽和,而保持時間太長則為無意義的浪費.,
