注塑成型工艺基本知识

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1、注塑成型工艺基础知识一、注塑成型所谓注塑成型（Injection Molding）是指将已加热融化的材料喷射注入到模具内， 经由冷却与固化后，得到成形品的方法。也叫射出成型，适用于量产与形状复杂 产品等成形加工领域。二、注塑成形过程是以下列七大顺序执行成型过程几个步骤：1、关门2、锁模 3、注射保压 4、冷却5、开模 6、打开安全门7、取出产品。重复执行这种作业流程，就可连续生产产品。1、关门半自动需开关安全门，全自动安全门设置在关的状态。2、锁模将移动侧的移动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。3、射出（包括保压）螺杆快速地往前推进，把熔融之成型材料注入模腔内填充成型，填充之

2、后压力要 必须继续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一 般叫做射出压或者叫做“一次压”。4、冷却（以及下个动作的“可塑化过程”）模腔内之成型材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射出装置也准备下 次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成型材料，流入加热的料 管内加热，是依据螺杆旋转剪切把原料变成熔融状态，螺杆像拨取螺丝的原理一 样，一面转一面后退，螺杆前端会储存熔融之成型材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆 向后退的压力称之为螺杆的“背压”。5、打开模具将移动侧的移动板向后退，模具跟着打开。6、打开安全门安全门打开，这时成型机处于待机状能。7、取件将成品取出，然后

3、检视确认模具内未残留任何物件再关门.以上整个成型作业叫做一个成型周期。成品是由模具的形状成型出来。模具是由母模及公模组合成，公母模模仁之间留 有空隙，材料在此流入压缩形成产品。成型材料要流入公母模之前的通路有主流 道（SPRUE）流道（RUNNER）闸门（GATE）等。三、射出成型机射出成型机以较大项目来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。1、锁模装置将模具关闭不被打开，成型材料在模腔内冷却凝固后，模具才打开然后取出成品 等等动作的设备装置之锁模装置。2、射出装置将成型材料射出，填充到模腔内的设备装置称之射出装置。此两个装置组合而成 为射出成型机。注射装置是将树脂予以加热融化后再射入模具内。

4、此时，要旋转螺杆，并如图所 示让投入到料斗的树脂停留在螺杆前端（称之为计量），经过相当于所需树脂量 的行程储藏后再进行射出。当树脂在模具内流动时，则控制螺杆的移动速度（射出速度），并在填充树 脂后用压力（保压力）进行控制。当达到一定的螺杆位置或一定射出压力时，则 从速度控制切换成压力控制。四、射出成型机技术参数射出成型机之能力基本上是下述3项规定来区分。A 锁模力射出时，模具不被打开之最大锁模力，以TON数来表示。成型品的投影面积，是指以模具开闭方向垂直此方向的投射影子面积（实际也可 说模具之面积）。模具内平均压力加到投影面积就叫做锁模力，锁模力如果是模 具的“投影面积乂平均压力”大于“锁模力

5、”时模具之公母模就会被推开。锁模力=投影面积X模具内平均压力一般而言，模具内平均压力值在2045MPa，但对于一些薄壁，高精度的制 品，模具内平均压力值高达60MPa。模腔内平均压力值（单位kgf/cm2）成品、原料一般制品 难成型制品小型且精密的成品PE、PP、PS、ABS 300 400 600PVC、PC、POM、AS400 500 800B、射出量一次射出之最大重量，一般都是以多少克来表示。C、可塑化能力 单位时间内能够塑化多少量的树脂，一般都是以多少克来表示。（以PS树脂为标 准）D、所谓开模行程就是指成型机的移动板向后退到底时，移动板与固定板之间的距离.模具厚度只 能在开模行程之内

6、侧才能安装进出。锁模装置一般地说，可分为直压式以及曲轴 式两种。五、模具所谓模具（Mold）是指，为了将材料树脂做成某种形状，而用来承接射出注入 树脂的金属制模型。模具主要的结构部件有模架、模腔、流道。六、成形品成形品是由流入融化树脂的浇口、导入模槽的流道与产品部份所构成。由于一次 的成形作业只能作出一个产品，因此效率不高。若能利用流道连结数个模槽，就 可同时成形数个产品。此时，当各模槽的流道长度不同时，就无法同时填充树脂，而且大部分的模槽尺 寸、外观、物性皆不同，因此通常都会将流道设计成相同长度。七、成形工艺1成型条件以PS原料及成型的范例，射出成型的原则为“熔融”、“注射”、“冷却”等三个

7、 阶段。1.1 “熔融”的过程1.1.1料管温度料管的温度，每一区须设定在多少温度是一般的常识（区分为料管灌嘴，前部、 中部、后部）。成型条件中比较重要的是，螺杆前端停滞原料的温度，成型操作 中直接测定是比较困难且无法执行，所以以料管前端的温度当作材料之温度，料 管之温度由前端开始设定，如果前端分成2部份时把它当作同样的温度。材料之 温度，首先参考制造商提供的资料以及模具实际情况来决定，这样先决定料管前 端之温度，然后再来设定后部之温度。后部的温度如果太高的话，成型材料立即 软化在螺杆上后面的原料就无法被加进去，所以后部须比前部降低20C之温度。灌嘴的温度设定，原则上灌嘴的温度应与料管前端的温

8、度一样不可下降，但是如 果不下降一点的话，材料会从灌嘴处流漏出来，所以灌嘴的温度比料管前端温度 降低10 C。1.1.2螺杆的回转速度 成型材料是以螺杆回转来使其熔解，回转的速度太快时因磨擦过多产生过热现象， 回转速度太慢时拉长一循环成型的时间因而使成本提高，基本上以不产生过热现 象转速快一点来设定。也不要设定太快。1.1.3螺杆的背压为了防止螺杆快速的后退，必须给螺杆有个压力，螺杆的背压太低时，因成型材 料熔融时，产生的气体会使螺杆后退，那么熔融的成型材料量就不稳定，如果螺 杆的背压太高时，螺杆后退的速度慢，因而使一个循环的时间也增长，背压会使 材料的混合达到良好之状态，承受背压的螺杆转速如

9、果快一点，会使材料之混合 更好，但是回转速不能太快，背压也不能太高，否则螺杆回转太快了，会因磨擦 过剧而产生过热现象。螺杆背压的多少是以压力表的度数来表示。1.2射出的过程1.2.1射出量是以螺杆后退到所定位置来决定射出量，即指成型材料充填到模具内材料的重量， 实际上当螺杆后退到一定的位置后仍然会继续向后退一点，就像螺杆向前进到某 一位置后也无法完全切断不让材料继续射出一样，这种虽然到达所定位置应切断 停止，却无法切断停止而继续动作的位置，我们叫做垫料。成型品的体积，是垫 料量加上螺杆后退到所定位置来决定。通常垫料量大概为510mm程度，例如 实际料量需60mm时，应设定为6570mm，因为垫

10、料量为510mm。1.2.2 射出速度射出速度是由螺杆前进的速度来决定，螺杆前进速度是指根据机台上已设定的程 序，使螺杆由一个位置换到另一个位置，开始时射出速度等于螺杆前进速度，也 就是以射出速度来称呼，成型的原则是，材料尚未冷却下来前趁早把材料射出去， 所以射出速度应愈早愈快愈好，但是因为模具的不同也有无法趁早快速射出的情 况，例如射出速度太快时，由闸门射出材料会造成喷痕的不良现象。1.2.3射出压（一次压）射出压就是把成型材料在瞬间内充填到模具腔内的压力，在许多成型条件中模具 的压力变化是属于重要的一个。在这里我们说的射出压即为螺杆向前推的油压压 力。对射出成型机来说，射出压与射出速度是有

11、互相关联的，也就是说射出压力 不高时，射出速度也无法达到快速的情况。新作的模具第一次试模时，应以中压 中速为益，这是为了避免不小心因射出压太高而使模具损坏。模具内压力一般为400Kgf/cm2，压力太高除了会产生毛边之外也会使模具受到 损害，所以切记压力不可调得太高，但是压力太低了材料无法在模具各角落都充 填得到。1.2.4模具温度模具温度因模具水路位置不同会有所不同，模具温度的设定的程序，开始把模具温度控制器的水温设定，然后母模与公模分 别使用模具温度控制器，水温之温度设定开始时与模具温度一样，母模及公模开 始时一样温度。模具温度高的时候，成型品冷却慢，但成型材料流动性较好但会使循环时间长，

12、 所以模具温度不要太高。1.3保压的工程1.3.1保压切换（二次压切换）为使成型材料于模具内完全地充填，成型机必须于瞬间内给予射出压力，然后保 压维持一段时间这样的过程叫做射出成型保压切换过程。如果射出压不变地保持一段时间，这样会在“入水”附近承受有害的压力以至会 有变形及破裂情形发生，也就是射出压力太高。但是射出压力不高，材料又无法 在模具各处充填完全，像这种状况就必须想个办法来解决。我们以保压切换位置来说明，何时射出压（一次压）转换成保压（二次压），保 压切换是设定螺杆前进位置的基本，当螺杆后退到所设定之位置，其与保压切换 位置间距即为螺杆前进量，也就是射出量，射出量如果不够的话，射出压是

13、不会 上升，当一次压与二次压在转换时，想要求螺杆前进在某预定的位置立即停止将 办不到，因为螺杆会继续前进一点，保压切换位置就是一次压完结之后切换掉使 螺杆停止，但是螺杆仍然继续走的位置。二次压完了之后，螺杆位置在垫料的位 置上，保压切换位置比垫料大一点，通常比5mm大一点。1.3.2保压（二次压）在这里保压首先以射出压之1/2来调整，然后观察产品，再调高直到射出压之 80%程度为止。有的成型机，可以用程序来调整，保压随着时间的延长而渐减， 开始时一样的一次压压力，太高时闸门周围因不合理的压力影响会变形以及破裂 现象发生，但是压力太低成型品的尺寸每次变化相当大，或者欠肉或者会胶线等 成型不良的情

14、形发生。1.3.3 保压时间保压的原则是，维持成型材料在模具冷却到无法再流动为止，但因闸门有封堵的 作用，所以如果闸门冷却凝固后，保压的效果就无作用，维持保压的时间如果太 短，压力就放掉，这样保压的效果就会消失，成品会有欠肉缩水等不良情况发生。1.4冷却的过程1.4.1冷却时间冷却时间是指保压时间完了之后到模具打开为止所设定的时间，成型材料在模具 内冷却，然后由模具取出必须不变形而且坚固才行，冷却时间如果设定太长会使 成型的循环时间变长。模具的温度低会使冷却时间缩短，如果冷却时间太短了会 使模具内取出的成型品变形。但是实际成型时，在冷却的这段时间内，也正在为下次成型做可塑化过程，也就 是螺杆一

15、面回转一面往后退到所设定的位置，这段时间的长短，应可包含在冷却 时间内，如果可塑化的时间比冷却时间长的话，成型的冷却时间就会浪费，这时 为了要避免此浪费，可以把螺杆之回转以及螺杆的背压调整，也就是回转数提高 或者降低背压这样可以缩短可塑化的时间。冷却时间是成型循环时间中最长的时间，如果能把冷却时间缩短可以降低成本费 用。1.4.2 成型循环（CYCLE TIME）成型循环是一个成品生产出来到另外一个成品生产出来的时间，在成型机上可以 用“定时”来设定为多少时间，在成型如果安全门打开的时间过长，比所定的循 环时间还长时，警报器会叫起来，如果安全门打开的时间很短，但是成型循环所 定之时间还未到达，下次成型动作也无法开始，为了使产品的尺寸不会有变化起 见，每次成型循环（CYCLE）之时间要一定。如果依照一般原则，充填时间应该较短较好，充填的时间是可以用射出速度及射 出压来调整，为了使模具各个位置都能充分填满材料，射出压高一点比较好而且 也有必要，但是射出压应立即换成保压，为的是使闸门附近不会承受到不必要压 力。射出压是以成型机的射出压及保压切换位置以及射出速度来调整，保压是以 成型机的保压以及保压时间来调整，一般地，保压大概是射出压的1/2程度，成 型机所说的保压，实际也是模具内压力会渐渐的下降，这是因为成型材料会渐渐 地冷却下来变坚固而引起的结果。1. 5成型条件的平衡因成型条