《玩具厂实用注塑工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玩具厂实用注塑工艺（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 玩具廠用注塑工藝 內容簡介此書的實用性強 , 道理深入淺出 , 是所有硬件玩具工程人員必讀的基礎課程 !待此介紹給工程部各同事 !梁文先生二二五月 第一章 注塑工藝探討 塑料的原料的不斷發展 , 塑料產品就用範圍的日益擴大 , 使超性能、高精度的塑料製品更處於極大的需求之內 。 這种需求不斷地把注塑機行業推向更高的科技層 。目前許多廠家所碰到最頭痛問題圍繞產品的品質控制 。影響塑料製品品質的因素包括塑原料 、 注塑機 、 輔助生產設備以及生產環境等等 。但最主要的是操作應用這些設備的工藝調整技術人員 。一個優秀的工藝師往往能夠在較差的條件下 , 利用較差的設備製出优質的製品 。 在此就自已的
2、工作經驗、體會 , 談談注塑工藝問題 。注塑過程是溶膠筒內熔融塑料以高壓力、高速注射入模腔內 , 整個注塑過程受許多方面因素影響 , 如注塑壓力、螺絲向前推進速度、塑料溫度、模腔表壁溫度、模腔形狀、射咀及流道內柵、模具彈性變形、塑料特性、塑化情況等等 。這許多因素每個都同樣重要 , 單個因素不能獨立決定塑件製品的質素 。 因此可以講塑件品質是多變量的函數 。 因此不了解這些可變因素對產品品質的影響 , 不懂變更或盲目的變更這些可變因素 , 很難製成優良質素的塑件 。 然而最能反映許多多因素的相互協調作用的是模腔內塑料的壓力及流向動態 。 因此正確的控制模腔壓力及流向動態 , 就能蕕得最正确的腔
3、內膠料融熔溫度 , 是確保產品質量的關鍵因素 。第二章 何謂模腔壓力融熔塑料在模腔內流動所需的壓力實質上是塑料流動時要克服的阻力 , 這些阻力主要來自塑料與模臂間的磨擦力、塑料各層流間的磨擦力、因此模腔壓力與塑料本身粘度特性、料溫、剪切速率、模具溫度、模腔厚度、模腔形狀、注射速率等有關 。在特定的模具、模溫、塑料、料溫條件下 , 模腔壓力的大小決定於塑料的模腔內流動狀態 , 即決定於注射螺桿的推進速度 。第三章 模腔壓力與鎖模力的關係注塑過程中 , 模腔內各點的壓力存在壓力差 , 設Fcp為模腔的平均壓力 。 模腔的平均壓力可通過模腔壓力 流長比曲線以及代表膠料流動性的粘度系數a計算得出 。則
4、鎖模力FcmFcp X S , 式中S為製成品在模板方向上的投影面積 。 下表介紹一組適用於聚烯烴 ( PE、PP、PS、ABS、SAN等 ) 注射過程所需的壓力值 。工件平均斷面厚度模腔壓力 (公斤/厘米2或磅力/吋2)流徑長度與斷面厚度之比毫 米吋200:1150:1125:1100:150:11.020.0499609000720045007066335063161.520.061200085006000450030008445984223162112.030.08900060004500280025006334223162671762.540.107000450035003000250
5、04923162462111763.050.12500040003100300025003522812182111763.560.1445003500310030002500316246218211176由上表可知模腔厚度及流動長度對模腔壓力影響極大 。上表對我們做工模設計、選擇機器時機為有益 。例某廠生產一週轉箱 , 產品尺寸約700 X500X250mm , 產品厚度約2.5mm 。如果製造模具等採用單一的中點入水口(參看圖1) , 則流動長度約為670mm , 則流徑長度與斷面厚度比約6702.5=270 , 因需極大的模腔壓力及鎖模力 , 極難注塑成型 。但該模具設計時由八個熱流道口注
6、射(如圖2) , 這樣流徑長度與壁厚比約為150:1(故所需鎖模力為70cmX50cm X 246kg/c = 860噸 , 該廠使用震雄JM 1000生產 , 試模時 , 很順利生產出產品) (據上表查得平均模腔壓力只需246Kg/cm2) 。 入水口 入水口 圖1 . . . . . . . .模腔壓力與注射缸的注射壓力(參看圖1)設模腔壓力P3。一般注塑機P3是反映不出來的 , 注塑機壓力表所反映的壓力為液壓缸壓力P1 , 而P2由注塑機本身特性決定 , P2=S1 x P1/S2 (S1 , 為注射缸活塞面積 , S2為螺桿裁面積)、P3取決於充填過程中 , 塑料在模腔所受的阻力。一般
7、注塑機采用一個注射速度注射 , 這時模腔壓力的最大值由注射壓力控制。 在注射過程中 , 螺桿的推進速度由所設定的注射速度決定 , 模腔壓力亦隨螺桿的推進而增高 , 當所設定的注射壓力缺乏以克服模腔壓力時 , 注射溢流閥排油 , 注射速度減慢。 因此假设要提高注射過程末端的注射速度 , 應提高液壓缸的注射壓力 。 但過高的注射壓力易使工模披開 , 產生飛邊(披鋒)。更由於在注射過程中每一階段注射速度不能隨意控制 , 故制成品的外表不能控制到最正确效果。 圖 2 第四章 流向動態與產品壁厚之關係我們在注射厚壁產品時 , 細小入水口會使產品外表出現“蛇形紋(參看圖2) , 經多種方式的調整极難消除。
8、 蛇形紋實質是塑料在該模腔內的流向 , 由於注射入口小 , 塑料以极快的速度沖入 , 料以蛇形沖入模腔前壁及流到後面填滿 , 故外表有蛇形紋以夾水紋。 假设塑料以極慢的速度注入 , 則塑料的流向形成層流 , 克服蛇形紋 , 但由於速度慢 , 外表會出現波紋(如圖3)。 最正确方法為加大水口 , 大多采用多段的注射速度及增加模溫 , 假设入水口大 , 則蛇形紋會消失 , 但會存在其他問題 , 如圖所示 , 大入水口 , 假设以極快的速度注射 , 塑料先填滿前段及后段 , 兩膠流在中間結合 , 形成鬚表夾水紋 , 同時假设以快速注射 , 在入水口的死角位由於產生渦流 , 死角位的氣體不能由排氣孔排
9、出 , 使產品有空氣泡 , 透明時可看到 , 解決方法與上同。 第五章 流向動態與模溫的關係模壁低溫時 , 同一注射速度 , 塑料在模壁外表的流動短 , 中層流動長 , 即表壁與中層間塑料的流速梯度大 ; 反之模溫高 , 速度梯度小 。 流向動能的變化注塑機中較易觀察 , 變色注塑機就是利用塑料在模腔內的流向形狀而制成變色花紋 , 同一注射速度 , 同一料溫 , 不同的模溫有不同的流向 , 因此形成不同的花紋。 第六章 流向動態與模溫的關系B圖 6P3CA 注塑過程中 , 工模模腔壓力P3隨著膠料的推進而變化 , 模腔壓力P3隨注射時間T的變化曲線 , 如圖6所示 , 不同的注塑工藝具有不同的
10、壓力曲線圖 。 壓力曲線大致分四段 : (一)充填階段 , (二)施壓階段 , (三)保壓階段 , (四)冷卻階段 。D TOD(1)、充填階段 在這階段 , 模腔壓力就是熔融塑料在注入模腔時之对抗壓力 , 主要是由注射過程中熔融塑料與模腔內壁的磨擦阻力、熔融塑料各層流間的磨擦阻力所產生。 在相同的模腔內 , 這些阻力受塑料溫度、模具內壁溫度及塑料的流向動態等所影響 , 而模腔內塑料的熔融溫度亦受其流速所影響。 塑膠制品外表光滑的質量完全決定於此。 在充填過程中模腔壓力及塑料流向曲線、模溫及料溫對制成品之外表光滑度起決定性的作用。傳統的注塑機一般以一級注射速度、壓力、以及二級保壓壓力組成 ,
11、在充填階段 , 只有一個注射速度及注射壓力來完成整個充填過程 。 較快速充填時 , 其模腔壓界曲線如OA2線 。充填過程中最大模腔壓力被注射壓力所局限 , 當模腔的对抗力低於注射壓力所產生的推力時 , 塑料的流動速度以所設定的注射速度推進。 當对抗力大於推力時 , 流動速度減低 , 使其对抗力與注射力平衡。 因此其模腔壓力曲線與正碓的模腔壓力工藝曲線相距較大 。 用過快的速度充填容易使充填過程中的模腔壓力過高 , 使模具產生過大的彈力變形 , 而產生飛邊或損壞模具 。同時亦會因不能及時排氣而使產品燒焦 。一些較厚身的製品會因過快的充填速度而產生注射口附近之射紋或夾水紋 。 假设以慢速充填 ,
12、往往使產品難於成型或使其外表產生波紋線 。A1A20圖 7(2)、施壓階段充填後 , 膠料由於模腔壓力的增加而受壓迫 , 在這階段 , 於极短時間內 , 模腔壓力直線上升 , 而模腔壓力的最高值完全依靠注射壓力 。 最高的模腔壓力是生產一完美形態產品的主要因素。 假设壓力太高 , 會產生飛邊 , 導致分界線離開及損毀模具 , 或由於施壓壓力過高增加產品內的應力 , 使產品變形 。 假设壓力過低 , 產品便會不成形 。 在這兩個階中 , 我們要注意其中一個事實。 從模腔壓力曲線圖中可看到 ,施壓階段的模腔壓力大於充填階段的模腔壓力。 但從注射壓力而言 , 在充填過程中 , 由於要克服塑料流動的阻力 ,
