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1、塑料注塑成型基本知识塑料注塑成型基本知识 DPCA/DQUA/QFO2007.10.30主要内容主要内容一、基本概念一、基本概念二、塑料成型方法二、塑料成型方法三、生产塑料制品的五个完整工序三、生产塑料制品的五个完整工序四、塑料制品的尺寸精度影响因素四、塑料制品的尺寸精度影响因素五、热塑性塑料注塑成型工艺五、热塑性塑料注塑成型工艺六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素七、塑料的加工性七、塑料的加工性八、八、常用工程塑料性能及加工特点介绍一、基本概念一、基本概念(1)塑料：塑料：以树脂为主要成分，加入或不加入填料，并在一定温度和压力下塑造成一
2、定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。树脂树脂:受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。塑料的分类塑料的分类 （一般分类如下）：一般分类如下）： A、按塑料的物理化学性能分：按塑料的物理化学性能分： 1-热塑性塑料：热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。 2- 热固性塑料：热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。基本概念基本概念(2)B、
3、按塑料用选分按塑料用选分： 1-通用塑料通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯等。 2-工程塑料：工程塑料：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 C、按塑料成型方法分、按塑料成型方法分 ： 1-模压塑料：模压塑料：供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。 2-层压塑料：层压塑料：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。 3-注射、挤出和吹塑塑料：注射、挤出和吹塑塑料：指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混
4、合科。如一般热塑性塑料。 4-浇铸塑料：浇铸塑料：能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。 5-反应注射模塑料：反应注射模塑料：一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。基本概念基本概念(3)按塑料半制品和制品分按塑料半制品和制品分:1-模塑粉：模塑粉：又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。2-增强塑料增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。3-泡沫塑料：泡沫塑料：整体内合有无数微孔的塑料。4-薄膜：薄膜：一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔
5、软的塑料制品。注射成型（或注塑成型或注射模塑）：注射成型（或注塑成型或注射模塑）：将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状后，由柱塞或螺杆的推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合模具中，充满塑模的熔料在受压的情况况下，经冷却因化后即可保持塑模型腔所赋予的形样。类似于医学上注射器二、塑料成型方法二、塑料成型方法注射成型（*）挤出成型：如管材类产品、型材类产品（建材用）吹塑成型：如油箱、加注管、民用油/水壶热成型(真空吸塑成型)：如轿车塑料地垫、防水帘等浇铸成型：如方向盘、仪表板压延与涂层：如人造革烧结成型：主要PTFE制品搪塑成型：如玩具类产品，车门扶手表皮模压成型
6、：（板材）ZX扶手地毯？三、生产塑料制品的五个完整工序三、生产塑料制品的五个完整工序1)预处理（塑料干燥或嵌件预热处理）2)成型3)机械加工（如需要）4)修饰（去飞边）5)装配（如需要）注：以上五个工序应依次进行，不容颠倒，四、四、塑料制品的尺寸精度影响因素塑料制品的尺寸精度影响因素1）原材料的原材料的收缩率收缩率的影响的影响原料收缩率越大，制品的精度越低。塑料材料进行增强或无机填充改性后，其收缩率会大大降低14倍。塑料的收缩加工条件（冷却速率及注射压力、加工方法等）、制品设计及模具设计等因素有关。不同成型方法成型精度由大到小的顺序：注塑挤出注吹成型挤吹成型压制成型压延成型真空吸塑成型注塑挤出
7、注吹成型挤吹成型压制成型压延成型真空吸塑成型塑料制品的尺寸精度塑料制品的尺寸精度影响因素影响因素2）原料蠕变的影响（蠕变即制品在受力状态下所产生的形变）。原料蠕变的影响（蠕变即制品在受力状态下所产生的形变）。一般：一般：耐蠕变性好的塑料材料：PPO、ABS、PC及增强或填充改性后的塑料。塑料材料进行增强或无机填充改性后，其耐蠕变性会大大提高。3）原料原料线性膨胀线性膨胀的影响：线性膨胀系数（热胀系数）4）原料吸水率的影响：原料吸水率的影响：吸水后收起体积膨胀，导致尺寸增大，严重影响制品的尺寸精度。（原料的吸水原料的吸水率性，还会严重影响原料加工成零件后的物理机械性能。）率性，还会严重影响原料加
8、工成零件后的物理机械性能。）吸水率性较大塑料：吸水率性较大塑料：如：如：PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、PEAK要注意这些塑料存贮、包装状况。要注意这些塑料存贮、包装状况。 塑料制品的尺寸精度塑料制品的尺寸精度影响因素影响因素塑料制品的尺寸精度塑料制品的尺寸精度影响因素影响因素5）原料溶胀原料溶胀的影响注意！原料耐溶剂性会严重响制品的尺寸精度及制品的物理机械性能。对与化学介质接触的塑料制品，要选用介质不能引起其溶胀的塑料材料。塑料制品的尺寸精度塑料制品的尺寸精度影响因素影响因素6)填料填料影响：塑料材料进行增强或无机填充改性后,可提高塑料制品
9、的尺寸精度。五、热塑性塑料注塑成型工艺五、热塑性塑料注塑成型工艺成型前的准备成型前的准备 加料加料 塑化塑化 注射入模注射入模 保压冷却保压冷却 脱模脱模 （修整）（修整） （后处理（后处理 ） 塑料注塑加工过程流程塑料注塑加工过程流程：成型前的准备成型前的准备1、原料或嵌件原料或嵌件预处理（并非所有原料或嵌件都需要进行预处理干燥、预热，视产品技术要求程度、原材料品种、气温状况而定，对于金属嵌件，在冬季一般都需要预热处理。）原料干燥（烘料）工序关注要有明确的干燥工艺文件、操作规程。要有明确的干燥工艺文件、操作规程。注塑使用前其注塑使用前其水份的检测控制水份的检测控制。烘料设备有状态标识，且设备
10、完好。烘料设备有状态标识，且设备完好。对出入原材料的记录清晰、明确，且按规定执行，不会混淆。对出入原材料的记录清晰、明确，且按规定执行，不会混淆。烘好后原料使用周转过程中防潮情况（周转包装及临时存放厂地的条件）。烘好后原料使用周转过程中防潮情况（周转包装及临时存放厂地的条件）。烘料设备上的温控仪表、真空度仪表等进行了计量、检定，有检定标识并烘料设备上的温控仪表、真空度仪表等进行了计量、检定，有检定标识并且处于有效使用期。且处于有效使用期。美嘉每批料在烘干之后、使用之前还要做水分检查烘料器的温度显示如果混料，后果很严重：尼龙+原料干燥补充说明干燥时间，与原材料本身湿度大小、干燥时的料厚及干燥温度
11、、干燥方干燥时间，与原材料本身湿度大小、干燥时的料厚及干燥温度、干燥方式不同，可适当延长或缩时间，关键是要控制干燥后使用前原料的湿含式不同，可适当延长或缩时间，关键是要控制干燥后使用前原料的湿含量。量。有些品种塑料还不能长时间在热空气中干燥，否则会产生氧化降解、变有些品种塑料还不能长时间在热空气中干燥，否则会产生氧化降解、变色，严重影响制品质量。色，严重影响制品质量。 *原料水份过多，会导致产品表面银丝、斑纹、气泡（内部或外表）等原料水份过多，会导致产品表面银丝、斑纹、气泡（内部或外表）等缺陷，甚至引起塑化过程中降解。缺陷，甚至引起塑化过程中降解。产生裂纹的前奏附：附：加工前要干燥的塑料常见几
12、种塑料加工前要干燥的塑料常见几种塑料PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、PEAK常见几种塑料的干燥条件塑料塑料*干燥温度干燥温度（参考）*干燥时间H（参考）PS70-802-4H20-30mmABS80-852-4H20-30mmPA80-10010-36H（20-40）POM110-1203-5H20-30mmPSF120-1602-6h20-30mm* PC真空干燥箱真空干燥箱110120普通烘箱普通烘箱1101201020H2530H尼龙低于软化点1020*对嵌件预热工序要重点重点关注-预热温度；预热温度；-嵌件预热时间。（金属嵌件，应有最
13、短时间）嵌件预热时间。（金属嵌件，应有最短时间）-预热摆放方式是否引起嵌件变形。预热摆放方式是否引起嵌件变形。-预热工艺规定的时段或季节。预热工艺规定的时段或季节。避免在嵌件周围出现应力取决于零件本身结构2料筒清洗注意：料筒清洗注意：在改变原料品种，或调换颜色时，必须对料筒进行清洗，清洗后在改变原料品种，或调换颜色时，必须对料筒进行清洗，清洗后的料应做好标识。严禁误用！的料应做好标识。严禁误用！被清洗料为被清洗料为*PC，不得用ABS或PA；被清洗料为被清洗料为POM，不得接触PVC；成型前的准备成型前的准备关注：关注：1、回料使用情况。、回料使用情况。2、脱模剂选用。、脱模剂选用。3、注塑注
14、塑(工艺参数工艺参数)4、工序产品：模腔（数量及流道状况）、检测手段、检测项目及频次。5、零件顶出过程中有无明显变形。6、修边修边7、零件周转及流转标识。注塑成型过程注塑成型过程（加料（加料 、塑化、注射入模、塑化、注射入模 、保压冷却、保压冷却 、脱模、（修整）、脱模、（修整）有的零件不允许用回料结合具体的零件：后续工序要做油漆，就不能使用脱模剂关注各段温度、模温、压力、时间，eg:造成架桥压力：注塑压力、保压压力跟刀具形状有关回料使用注意！注意！*以下为禁用禁用回料情况：1）-对于透明性塑料制品。如灯罩2）-对卫生性要求很高的塑料制品。如医用注射器3）-对于易分解性树脂。如CA、PVC等4
15、）对于颜色要求较高的塑料制。如刹车灯罩5）-对于承载结构件。如连杆，背门撑杆。*在可以使用回料时应注意:1)回料比例应进行严格上限规定，并记录。2)新/旧料必须混均匀。3)回料在粉碎过程中，不能同其他品种回料混杂（如粉碎机必须清理干净）。4）回料的标签必须清晰明了（有品种及牌号）。5）允许使用回料场合，如材料本身易吸潮，使用前必须烘干注塑成型过程注塑成型过程（加料（加料 、塑化、注射入模、塑化、注射入模 、保压冷却、保压冷却 、脱模、（修整）、脱模、（修整）所选脱模剂品种是否合适。（不能对产品有浸蚀）对产品表面要喷油漆的零件，严禁使用脱模剂；脱模剂脱模剂使用应注意注意！工艺参数：注塑量注塑料筒
16、各段温度各级注塑压力、塑化时背压、保压压力各级注塑速度注塑时间、保压时间、冷却时间模具温度使用回头料情况工序产品：首模产品检查是否涉及每一腔模产品（建议：对各腔产品重量确认）。多腔模流道分布状况（分布均匀、流道一致性）检测方式方法的适宜性检测方式方法的适宜性。产品外观状况：熔接痕、缺料、缺口、气孔、烧蚀、外表流痕等）注塑过程（工艺）参数应关注关注：后处理方法：1-退火处理消除制品内残留内应力，避免产品在使用时产生应力开裂。2-调质（湿）处理：调节制品内的湿含量，提交产品的综合物理机械性能。制件后处理制件后处理过程过程对容易吸湿的材料，如：尼龙热水煮修边应关注关注削边工具工人操熟练状况削边后零件
17、外观控制注：对于缺口敏感塑料如注：对于缺口敏感塑料如PC，修边后，应逐一检查零件表面，不应有刀痕。，修边后，应逐一检查零件表面，不应有刀痕。后处理过程关注过程关注点：-加热至升温及冷却速度（冷却速度应缓慢，要有自动控制装置，否则使用其反。）-零件摆放方式。-温度。-后处理完的零件变形状况控制尺寸检测制件后处理制件后处理过程过程-退火处理常见几种塑料后处理：-POM、PC、ABS、PA、PS、- PSF、 PEAK（聚芳醚酮）（聚芳醚酮）调质（湿）处理零件所用材料：如PA类制件后处理制件后处理过程过程-调质（湿）处理调质（湿）处理过程要关注点：要关注点：-环境温度及湿度控制。-零件摆放方式（有无
18、挤压）。-调湿处理后零件变形状况控制尺寸检测。-调湿处理后零件存放过程包装。（塑料袋以保证在存放过程中零件的湿度保持良好）。六、六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素（例）（例）产品缺陷形式产品缺陷形式原料因素原料因素成型工艺因素成型工艺因素设备工装因素设备工装因素产品设计产品设计银纹、气泡、针孔树脂未充分干燥。注射速度过高；模具温度过低。螺杆背压过小；注射压力过小。螺杆压缩比小。喷嘴和模具浇口接合处不紧密。模具排气不好。模具分型面不当制定壁厚过渡不均匀。翘曲变形、弯曲、凹陷等原料后收缩大。有异物（杂料）。填料未混均匀。模具温度导致产品冷却不均
19、；注射压力过高或过低；保压时间过长；注射速度过大或过小；注射时间过程短；产品在模内冷却时间过短；产品成型后收缩大。模具顶出机构不合理（顶点位置分布等）。模具浇口数目及浇口大小不合理。定型工装固定不良模具冷却系统分布不好。加强筋过厚，加强筋布局不均。结合线（熔接痕）、熔接部强度不足原料后收缩大。原料水份过多。注射时间（过长）；注射速度过小；注射压力不足；背压过低；模具温度过低；料温过低。模具结合处排气不良。模具流道上冷料腔过小。浇口位置不合理。制品结构制品烧伤模内有残料注塑速度不合理（过高）模腔汇料处排气不畅；模具浇口太小。波流痕模具温度过低。模具浇口位置不当。七、塑料的加工性能注：不同品种塑料
20、有不同的加工特点，应根据具体品种、牌号制定合理的加工方式、加工流程、加工工艺，同时要适合所选用的设备。1）（了解）易热分类树脂及加工注意点易热分类树脂及加工注意点：PVC、PVDC、CPE、PVF及纤维素（CA）等塑料受热分解；（常加入热稳定剂或增塑剂）POM、TPU、PA等，加工过程中易发生热氧化降解。（常加入抗热氧稳定剂如抗氧剂）加工过程中，一定要对温度（料温）温度（料温）控制2）后收缩较大的塑料：如PP、PA等后定型工装及后定型时间控制。3）对缺口敏感性的塑料：如PC（聚碳酸酯）削边过程中要注意不要损伤本体（刀口）八、常用工程塑料性能及加工特点介绍一、POM(聚甲醛)热稳定性差，温度过高
21、或时间过长，会分解，温度超过250，分解加快，并产生强烈刺眼的甲醛气体，严重时会爆炸。制品易产生内应力，后收缩较大，应进行后处理（100-130，36H），吸水率不高，干燥处理可提高制品表面光泽。（110-120，35H）。强度大，耐磨、耐疲劳、冲击高，自润滑性高。（齿轮、阀门、轴承、滑轮、皮带轮等）二、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）吸水性大，加工前必须干燥处理（130-150，34h）加工温度范围窄，一般（270-290），分解温度约300，加工过程中温度不能太高。结晶速度慢，为促进结晶，模温一般在100-130。成型收缩率大，高精度制品要进行后处理（一般130-140，12H）。八、常用工
22、程塑料性能及加工特点介绍三、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）玻纤增强改性后，力学性能大大提高。自润滑性好、热稳定性好、电绝缘性优异，刚性和硬度高、冲击性好，尺寸稳定性高，耐热性好、耐油性好、自熄等结晶型热塑性树脂。不耐强酸、强碱及苯酚类化学试剂。有良好的成型流动性，成型中对温度要求较严格（太高会溢料，太低会堵塞喷嘴）。吸水率最低的工程塑料品种之一，一般不干燥，如要干燥，条件为120-130，35H。四、PC（聚碳酸酯）冲击性、透明性、力学性及电绝缘性优良，使用温度范围广（-130-130），成型收缩率低、尺寸稳定高，耐蠕性高，自熄。吸湿性大，加工易产生气泡及银丝，对水极为敏感，不耐60以上的热水
23、，长期接触会应力开裂并失去韧性。加工前必须干燥处理，使用含水量0.02%以处。（干燥110-120，10-12H，料厚30mm以下）制品易产生内应力，并对缺口敏感性大，耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好。制品若带有嵌件，嵌件应预热到200或更高。八、常用工程塑料性能及加工特点介绍五、PA（聚酰胺塑料）成型时有结晶产生，成型收缩较大，应严格控制模温。热稳定性较差，热降解倾向严重。应避免温度过高或在高温下长时间停留。吸水率较大，加工前必须干燥（100-120）成型后，制品需进行调湿处理（在水、熔化石蜡、矿物油或聚乙二醇中进行，温度高于使用温度10-20（如PA11120-140），3060min）。加工过程中易产生内应力，应进行退火处理（缓慢升温到规定温度如160-190，停15min左右后缓慢冷却即可。）。PA塑料品种很多，如PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA46、PA1010、PA1010、MCPA、芳香PA等。其性能及用途上的差异也很大。THEEND
