注塑成型 注塑成型工艺-

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1、,SSEC法人,注塑成型知识,2014. 11,SSEC Mould G,. 注塑成型概论 . 注塑成型机 . 注塑成型条件 .注塑成型的不良类型分析 附録: Plastic的成型加工法,注塑成型目录,. 注塑成型(射出成形)是什么?, 原理 - 加热而成熔融状态的Plastic材料,通过施加压力，注入到封闭的模具 空间内，通过在模具内的冷却和固化,制造出与模具形象同样形态的方法. 在热加塑性Plastic的成型加工方法中,目前最为一般，最发展的成型技法. 注塑成型(射出成形)的 3大 要素 - 树脂,模具,注塑成型机,. 注塑成型概论,树脂,模具,注塑成型机,. 注塑成型概论,注塑过程: 合

2、模注塑保压冷却(塑化) 开模脱模,. 注塑成型概论, Plastic的成型加工法,. 注塑成型概论,. 注塑成型机 (Injection Molding Machine),. 注塑成型机, 注塑成型机的区分,. 注塑成型机, 水平型, 垂直型,. 注塑成型机, Insert专用,形体（锁模）Cylinder,形体（锁模）油压Hose,油压 推杆,稼动 Die-platen, 直压式的构造,. 注塑成型机, 曲臂式(Toggle)的构造,形体（锁模）Cylinder,Cross Head,型后调整装置,Toggle Link,Ejector Cylinder,移动Die Plate,机械式安全装

3、置,固定Die Plate,模具,Tie-Bar,Tail Stock,. 注塑成型机, 注塑机的构造和名称,Frame,油压控制装置,电气控制装置,移动板,安全门,固定板,形体(锁模）,油压,. 注塑成型机,设置形体（锁模力）,注塑,油压,电气装置的基础部位 形体（锁模）,注塑一般在Frame上面放置,油压和电气控制部在Frame内部, 内装油压机器的一部分(板操作侧）设置在 Frame外部.,在注塑时用强力来维持模具,防止模具发生推动的装置 固定板,可动板(型板, Die Platen) - 固定板, 可动板所构成 - 固定板固定在Frame上, 可动板随着Tie-bar开闭模具 Tie-

4、bar - 支持型板,在模具开闭动作时，发挥Guide功能 - 在Toggle式,通过Tie-bar的伸张引起的弹性恢复力而发生形体（锁模）力。, Frame, 形体（锁模）装置(Clamping Unit),. 注塑成型机, 形体（锁模） Cylinder - 模具在开闭时,发生形体力的油压Cylinder 直压式 : Piston直接结合到可动板 Toggle式 : 通过Toggle Link的构造,可增加力量 模具厚度调整装置 - 直压式的原理上，不需要模具厚度调整装置 但, 调整0点时需要 - Toggle式,因需要按模具厚度来调整形体（锁模）装置,才能得到 形体力，因此需要厚度调整装

5、置 Ejector - 注塑后，从模具突出成型品的装置 安全门 - 考虑作业者的安全和防止受伤,和注塑机的动作进行设定Inter Lock : 后门一般是作业者的死角,通常和Power连接进行Open时Power Off,. 注塑成型机, - 一般直压式和Toggle式最为代表, 也有移送用Toggle,最终形体力用 直压式的复合式,还有最近开发的2Plate工法的DIMA式。 直压式 - 型开闭速度慢 (Cylinder Size 大) -一直维持同样的形体力 - 易于把握形体力（锁模力） - 形体力发生的时间長 Toggle式 - Energy效率高,可进行轻量化 - 可进行Hi-Cycl

6、e成型(高速型开闭) - 难于正确确认形体力（锁模力） - Tie-bar的伸张和弹性恢复会发生形体力,因此必要设定模具厚度,. 注塑成型机,1. 锁模力 : 根据产品的大小决定 锁模力.,锁模力 = P * A,平均有效压力(3001000kg/),投影面积(计算 型开闭 方向 面积),2. 最大注塑量 : 表示能注塑的最大重量 (oz,g) . 虽然根据树脂的比重有所差距,但是一般都以PS为基准. (最佳注塑量为 最大注塑量的 3080%),最大注塑量 = 螺杆 截面积 * 最大计量距离 * 树脂的比重, 注塑机 选定方法,. 注塑成型机,3. 注塑压力: 注塑成型机能射出的最大树脂的压力

7、.(设计 基准2000 kg/),注塑力 = P * A,最大系统压力,注塑ram 断面积,注塑 压力 = 注塑力 / 螺杆 断面积,Ton,kg/ 表示,D,4,螺杆 的 直径,统一的注塑成型机上一般能装三种不同直径螺杆， 根据成型品选定.,. 注塑成型机,4 . 最大注塑速度 : 注塑成型机的最大注塑速度(mm/sec),最大注塑速度 = 注塑率 / 螺杆 断面积,用 m/sec表示,D,4,螺杆 的直径,最大注塑速度影响产品的外观(熔接线(weld), 流痕(flow mark) 等) 选注塑成型机的时候要确认。要是成型机大的话，最大速度变小。,. 注塑成型机,5 . 格林柱 间距: 根

8、据模具大小检讨是否能装载，还得确认模具的油压型腔或设置固定 的空间是否足够.,横向,竖向,6 . 可塑化能力: 可塑化能力是 对于每段时间树脂能可塑化的性能 大容量 成型品必须检讨.,适合装载的模具大小,. 注塑成型机,7 . 型开闭距离 : 确保取出产品的空间虽然需要产品长度的2倍 但是在三段模具的时候需要两倍以上的距离.,8 . 最小模具厚度 : 表示能安装的最小模具厚度比这个小的模具不能安装.,9 . Ejector 距离 : 表示取出 成型品时的ejector的动作距离.,. 注塑成型机, 注塑机周边附带设备,- 模具温度调整机(Mold Temperature Controller)

9、 - 原料自动移送装置(Auto Feeding System) - 原料 Tank/容器 (Silo/Hopper) - 原料干燥机 ; Hopper Dryer (除湿)/ Oven & Convection Dryer(热风) - Robot & Stocker - 混合机 (Mixer) - 粉碎机 (Crusher) - 其他,. 注塑成型机,1. 喷泉流动 (fountain flow) 一般的注塑产品是壁厚薄的平板产品. 平板产品的定义是厚度在 34mm 以下，宽度为厚度 5倍的产品. 在这种 CAVITY 内 树脂流动 时在模具上产生固化层形成 分水状模样 前进. 根据这种原理

10、在 前端的计量树脂形成 产品的表面部位，后端的计量树脂填充产品的中央部位 .,. 注塑成型条件, 流动 理论,2. 剪断变形率 和 摩擦热量 前端变形跟产品的厚度，注塑速度有关系. 注塑速度快时，壁厚薄时 前端变形大排象性增大 . 还有在固化层和流动层分界面上变形最大. 前端变形大时在分界面上产生摩擦热量.一般转入到模具的树脂由冷模具呈现出温度下降的倾向,但是注塑速度 在特定速度以上的话 减少跟模具的接触时间 热损失少， 根据剪断变形率增加 摩擦热量也发生增加 树脂的流动线段温度保存 或者 上升.此外 固化层厚度 是注塑速度越慢 模具的损失热增加， 固化层的厚度也增加.,低速注塑,高速注塑,.

11、 注塑成型条件, 流动 理论,3. 注塑压力 压力是 熔融树脂 克服流动 阻力的 原动力. 当螺杆 达到 保压转换点的时候 螺杆前段的 压力叫注塑压力. 用比注塑成型机的最大注塑压力小的压力充满型腔(cavity)端点为止.要不然会有可能发生未成型. 一般考虑安全率,模具设 计及注塑成型条件设定的时候 注塑压力在注塑成型机最大注塑压力的80%以下,压力加强量 (3050%),成型内压,. 注塑成型条件, 流动 理论,4. 注塑速度 (Fill time) 对于 注塑速度的 注塑压力 呈现U弧度. 注塑速度慢的话,比起发生热 热损失更大， 流动温度下降，粘度增加， 固化层 厚度增大，所以流动阻力

12、大，注塑压力增大. 相反 注塑速度快的话流动温度会上升，粘度减小，固化层的厚度会变小,但是固化层和流动层之间的摩擦阻力会大大增加 ，反而会使注塑压力增大. Caviti内的流动速度一定时，注塑压力最小.,. 注塑成型条件, 流动 理论,4 -1. 最佳注塑速度 最佳的注塑速度是，在给出的条件下使注塑压力最小化. 根据型腔的厚度注塑速度也应不同.薄的比厚的有效流动断面较小，所以要增加注塑速度 提高全段变形率，增加摩擦变形力，才能使流动温度稳定，使注塑压力减小. 根据树脂的材料，比热，热导电率，粘度等等都会有很大不同.根据温度的变化，粘度变化大的材料 (PC, PMMA)有较小的U型弧度，但是没有

13、那种属性的材料 (PP, ABS)有较大的U型弧度. 所以有的材料对注塑速度敏感， 有的材料则不敏感.,最佳注塑速度区间,. 注塑成型条件, 流动 理论,5. 保压设定 (1) 保压的意义 保压是 在充进工程以后在型腔内为了保证树脂冷却收缩率 在用适当压力 适当时间 内前进螺杆 继续提供树脂到型腔内的工程. 对于产品的收缩率有很大的影响. (2) 保压强度和时间的确定 保压的 大小 左右 收缩率的大小. 提高保压产品会变大 能阻止发生 缩印. 但是相反的情况 产品尺寸变小发生 缩印. 但是太高的保压会增加形体力和 残留硬力 会使产品变形. 一般适 当保压是 最大注塑压力的 7080%. 保压的

14、 时间 : 保压时间关联与型腔的厚度. 因为产品厚度厚冷却时间长 发生收缩的话在那个时间内一直提供树脂. 但是GATE固化之后树脂不能进到型腔内， 毕竟保压时间是 GATE的固化时间. 根据产品厚度设计适当的GATE. GATE的 固化时间依赖 GATE的厚度跟长度.,(a) 保压强度和时间,. 注塑成型条件, 流动 理论,(3) 最佳保压设定 一般把保压按照一定的压力平均给的话 GATE附近受到的保压大收缩率小，填充最后部位相对不能充分的受到压力发生收缩率大的收缩不平均. 这样的不平均增加残留应力会是变形的重要原因. 因此不是用平均的压力 设定保压，逐渐减少保压的 大小 通过 多次保压设定

15、减少CAVITY 内压位置的偏差 此外 产品厚的地方设置GATE.一般收缩率依赖压力和固化速度. 在固化速度慢收缩率大的地方设置GATE 能充份的提供压力能让收缩率平均.保压时间要设定在gate 固化时间以上. 把保压设定在 GATE 固化时间以下的话，螺杆为了可塑化后退(因为通常保压工程后是计量工程) 压缩在gate 前端原有的树脂往后流出去.跟着GATE周围收缩率大.,成型时间 ( sec),注塑压力 (Mpa),P1,P2,成型时间 ( sec),注塑压力 (Mpa),P1,P2,(a) 一般保压,(b) 最佳保压,(c) GATE 位置,. 注塑成型条件,. 注塑成型条件,环境,原材料

16、,注塑机,模具,成型品 品质,. 注塑成型条件,成型工艺,原材料的计量, 压缩和供应领域的熔融温度设定和实测值,为良好外观和防止变形的模具冷却温度（均一化管理）,从Nozzle流入树脂到模具的速度 Screw的前进速度, 注塑速度 (Injection Speed), 螺杆温度（Cylinder）, 模具温度 (Mold Temperature),意味着计量时Screw的回转速度 RPM和加塑化(熔融)时间有密切关系,需要按材料来调整, 螺杆回转数 (Screw RPM),. 注塑成型条件,推动Cylinder内树脂到模具内的力量 推动Screw的压力,* 注塑压力的理论计算 F = 油压 =