注塑成型教案课件

注塑成型注塑成型教教案案2005 2 注塑装置注塑装置 逆流防止逆流防止阀阀RING,PIN,BALL形形态 注塑时环后进螺杆螺杆 回回转时 环前前进Air Shutoff valveMovable pin valve Ball check-BALL CHECKER BODY (另一另一 CHECKER RING的的外外径与径与CYLINDER的的内径内径GAP范范围在在 15/100)NON RETURN VALVE 逆流防止逆流防止阀 注塑成型的全部注塑成型的全部压力力 在油脂上，在油脂上，在在重要的重要的 压力力阶段后，仍能看段后，仍能看见螺杆向前螺杆向前进的的现象象 要要检查管子的磨耗管子的磨耗HEAD过胶胶圈圈 推套推套3 螺杆螺杆头:通通过螺杆螺杆进入的熔融入的熔融树脂重新熔融一次脂重新熔融一次.过胶胶圈圈 :防止防止 注塑注塑时螺杆螺杆头的的 前端受前端受压力力 使使树脂逆流的装置脂逆流的装置 由于螺杆由于螺杆头一起回一起回转的和的和 .推套推套:防止螺杆防止螺杆头松落及防止松落及防止 与与过胶胶头接接触触后后树脂逆流的功能脂逆流的功能注塑装置注塑装置 螺杆螺杆头头套套4 L1.供供给部部(Feeding zone):预热(Pre-heating)树脂量的脂量的 5060%(固体固体半熔融半熔融态)L2.压缩部部(Compression zone):Transition 树脂量的脂量的 3020%(全熔融全熔融态)樹脂樹脂(半半 熔融熔融 狀態狀態)專斷發熱專斷發熱 發生發生 熔融熔融 可塑化可塑化 L3.计量部量部(Metering zone):Full-melting,混合混合与与计量量 树脂量的脂量的 20%(液体液体状状态)注塑装置注塑装置 螺杆螺杆 螺杆螺杆的的 L/D(=Flight Length/Outside Diameter screw长度度 按直按直径来径来平分的比例平分的比例)长度越度越长加加热越越简单。混合率混合率中的中的 可塑化能力可塑化能力通常通常螺杆螺杆管小的管小的较好。好。85吨吨 成型机的液成型机的液压用用100吨吨,螺杆用螺杆用50吨吨 规格的速度格的速度,液液压则用用 100吨吨，精密成型是可能的，精密成型是可能的 为了防止了防止 PC,PA66,PA46 等的等的长时间滞滞留留发生生热水解，使用水解，使用 0.2 L1:0.2 L2:0.6 L3 比例的比例的专用用 螺杆螺杆 螺杆的螺杆的长度度:直直径径比例比例18:1 20:1(均一的熔融均一的熔融):超超过 22:1(长度度长,螺螺丝直直径径小小)停留停留时间过长，树脂就有可能老化脂就有可能老化。最好的最好的范范围是是 16:1 24:1.螺杆螺杆的的 压缩比比 CR:(FEED DEPTH/METERING DEPTH)热可塑性可塑性树脂脂 2:1 3:1,热固化性的固化性的树脂是脂是没没有的有的 高的高的 CR会会使使压缩机台的机台的 压力力 上升，上升，产生生 熔融熔融树脂脂 逆流逆流,矮的矮的 CR使熔化使熔化时空空气气混入和混入和质量量发生生变化化 Metering zone的的 长度度 1D 3D(螺杆直螺杆直径径的的3倍倍)螺杆螺杆直直径径 压缩 FEED&METERING DEPTH(米米,计量的深度量的深度)的差的差异异，由原材料的密度，由原材料的密度实施施压缩L1L2L35-塑料是由塑料是由 石油石油-石石脑油油-单体体-(-()-共重合共重合的工程的工程-塑料聚合体塑料聚合体 构构成的高分子化合物成的高分子化合物 单体体(MONOMER):(MONOMER):单量体量体,聚合体分子聚合体分子构构成的小分子化合物成的小分子化合物 聚合体聚合体 (POLYMER):(POLYMER):多多个个单体体连接形成的接形成的长分子化合物分子化合物 (聚合体分子聚合体分子长度度 ,540,000 mm),540,000 mm)聚合聚合 (POLYMERIZATION):(POLYMERIZATION):由由单体形成聚合体的反体形成聚合体的反应或操作或操作长分子分子长度度:流流动性差性差 成形成形难,冲冲击强度大强度大.短分子短分子长度度:流流动性好性好 延伸率大延伸率大 韧性差性差.两种两种的的 GRADE A/B 平均分子平均分子 长度相同，分子大小的分布不同度相同，分子大小的分布不同 B比比A短，短，长分子多分子多 分分别对密度密度,延延长度度,强性强性,收收缩,流流动性由影性由影响响注塑成型注塑成型树树脂脂类类 特性特性6 加加热热装置装置:熔融熔融树树脂的脂的电电加加热热装置能承受装置能承受 50,00060,000PSI50,00060,000PSI时时,为为了了调节调节温度装上温度装上电热电热偶偶产产品壁厚薄的使用比品壁厚薄的使用比标标准温度高的高温成型，壁厚厚的要用低温成型准温度高的高温成型，壁厚厚的要用低温成型.温温度度调节:加加热装置装置温温度度调节(HEATING BARREL)喷嘴嘴温温度度调节 模具模具温温度度调节分分类.1.料料桶加桶加热:一般分一般分 24区来区来加加热。2.料料桶桶温温度度调节:料桶料桶墙周周围打眼打眼 ,利用利用电调节装置提供装置提供电.调节好的好的温温度是料桶的金度是料桶的金属温属温度度，与与树脂的脂的温温度差度差异异是是3040 。3.喷嘴嘴温温度度调节:利用利用 CLOSED-LOOP 温温度度调节机机or POWER TRANSFORMER 调节温温度，使度，使树脂不在脂不在喷嘴嘴处发生硬化生硬化4.模具模具温温度度调节:为了消除了消除压力力等引起的尺寸等引起的尺寸变形形问题。LCP340340320300POM190 210180 200180 200170 190PP220 250210 240200 230190 220NOZZEL E1基準基準 溫度溫度-5 0-10-20-20-30E2 前部E3 中部中部E4 后部后部HOPPER ,().34060 9030 50模具PA66260 280260 280250 270240 260PBT 250 270260 280250 270250 260PET60 10070 140250 27070 140260 280250 270250 260ABS210 240210 240200 300190 22060 80PC290 310300 320290 310280 30080 120 必结晶树脂(冷却,收缩)结晶性树脂(冷却T,收缩)*加速冷却 结晶程度小比重也小 收缩率小，透明度增加 注塑成型注塑成型 理理论论 樹脂樹脂 溫度溫度7 ARLENOOOOOOOOPA46OOOOOOOPPSOXOOOOOLCPOOOOOXOOO1.拥有有 290度的高熔点和度的高熔点和韧性性,吸收性吸收性 聚合体聚合体 合金化合金化 吸水性吸水性 ，安全性好安全性好,.2.可以通可以通风的注塑机是的注塑机是:高高温温或是或是长的的滞滞留留时间 ，水分吸收，水分吸收发生生 加水分解加水分解，使，使分子量分子量减减少少 注塑机的注塑机的 VENTING是不能是不能减减少少 3.最适宜机械的物性是最适宜机械的物性是 310320度之度之间的熔融的熔融温温度度与与停停滞滞时间不超不超过六分六分钟.4.为了了高熔点高熔点与与 结晶化程度晶化程度 增速化容量增速化容量，PA46的比的比平均的平均的1/3L 长的的 FEED ZONE是是 0.2-L1,COMPRESSION ZONE是是 0.2-L2,METERING ZONE 0.6-L3,(CR)用用 23:1.在在窄的窄的FEED ZONE 上，可以上，可以设定比定比 喷嘴嘴高的高的 HOPPER的的 周周边温温度度.计量量阶段段发生噪音，那生噪音，那么么调高高 FEED ZONE的的温温度度.5.PA46是在可能的最小回是在可能的最小回转速度下速度下，在冷却，在冷却时间内内完成增塑化完成增塑化.6.5BAR程度程度背背压是是熔融熔融树脂脂 均均质化后，化后，空空气气融入了混合物中融入了混合物中 防止空洞和防止空洞和条条纹.太高的背太高的背压会会破坏破坏 C/T 的的增加增加与与玻璃占有的玻璃占有的长度度,诱发DROOLING.7.为了了快速快速决决定定光滑的表面光滑的表面 的的处理理 注塑速度注塑速度 最少的最少的 使用使用80%以上以上,流流动性好的高分子性好的高分子 在低注塑在低注塑压力下可以高速注入力下可以高速注入.又一快速又一快速结晶的原因，冷却晶的原因，冷却时间短短.8.为了防止在了防止在流路的末端，因柴油流路的末端，因柴油发生燃生燃烧的的现象象，而，而设置通置通风口口.9.保保压是注入口冷却所需是注入口冷却所需时间,与与产品的重量品的重量达达到到 一致一致时所需的所需的时间10.汽缸汽缸,螺杆的螺杆的清清洁用用 HDPE SUPPER ENGINEERING PLASTICS (PA46-PPS-LCP)中的中的 PA46(STANYL)注塑成型注塑成型 树树脂脂类类 特性特性1 18 变形力（形力（应力力,STRESS):对抗外部的力而抗外部的力而产生的生的内内部力部力 KGF/CM2 -联想成橡皮想成橡皮弹簧的簧的变形力形力为零零 内内部部变形力形力:由于成型品由于成型品内内部冷却速度的差部冷却速度的差异异，收收缩发生差生差异异由此由此生成的生成的变形力形力 残残留留 变形力形力:由于由于注塑注塑压力的不均力的不均匀匀，不能，不能 完全施加在整体面完全施加在整体面积，个个别的地方偏重的地方偏重发生生残残留的力留的力 特特别各角落各角落变形力集中形力集中，容易破，容易破损.从从光坦性光坦性 歪曲歪曲检查 线纹路密度高路密度高变形力大形力大:卤卤素化素化 碳化碳化,UL-94UL-94是美国是美国标标准准,V-0(10,V-0(10秒秒 加加热热后后 切断切断热热源源 5 5秒内就会秒内就会灭灭火火),V-1(525),V-1(525秒秒),V-2,HB,BURN,NON-BURN),V-2,HB,BURN,NON-BURNHALOGENHALOGEN系列系列F,CI,BR,IF,CI,BR,I BLOOMINGBLOOMING现现象象发发生生 开花开花-“溴系列溴系列”,”DECADECA系列系列”NON-BROMINENON-BROMINE溴系列溴系列,”强强化材化材(REINFORCEMENT)(REINFORCEMENT)玻璃玻璃纤维纤维(纤维纤维粗度粗度为为 10131013 的的话话，成型材料的通常，成型材料的通常长长度是度是 0.50.5 太太长长会使螺杆断裂会使螺杆断裂)CORBONFIBERWHISKERARAMIDFIBERCORBONFIBERWHISKERARAMIDFIBER(方向方向侧侧)玻璃玻璃纤维纤维长长度度 0.50.5 以下以下:GLASSBEADGLASSBEAD 珠子珠子,粉末形粉末形态态的的 20%20%左右平坦度好左右平坦度好,均一收均一收缩缩,0.51.50.51.5:玻璃玻璃纤维纤维(長長)30%)30%左右收左右收缩缩随随纹纹出出现现注塑成型注塑成型树树脂脂类类特性特性 2 29 1.填填充充阶段段(MOLD FILLING PROCESS);注入注塑量的注入注塑量的90 -升升压阶段段(保保压转换阶段段,Fill-to-Pack Transfer):模具模具内内压上升上升,螺杆慢慢推螺杆慢慢推进.2.保保压阶段段 定定压(Packing Process)维持持压力直到力直到阀门冷却，螺杆慢慢推冷却，螺杆慢慢推进注入注入树脂的脂的阶段段.树脂的保脂的保压 压力力,温温度度,明确量明确量(Specific volume)的的关关系而系而决决定定.3.垫子是最小的好子是最小的好(5mm 7mm 程度程度)少的少的话:计量的偏差量的偏差 填填充不能安定充不能安定 多的多的话:滞滞留留时间长，树脂的物性脂的物性发生生变化化 压力力传输慢制止慢制止难.为了了补充充树脂的逆流和收脂的逆流和收缩量量，阀门变硬，硬，维持保持保压使使型腔型腔内内树脂不再逆流脂不再逆流 =GATE SEALING POINT .保保压时间是在是在产品的重量品的重量没没有有变化化时设定定 重量重量过重就是保重就是保压太久太久 所以所以阀门厚度要比厚度要比产品薄品薄 要先要先变硬硬 计量量时间与与冷却冷却时间同同时开开始，始，计量先量先结束束 填充填充-保保压压-垫垫子子-(-(冷却冷却)10 计量是注塑完成后，量是注塑完成后，为了下次注塑了下次注塑树脂加速化脂加速化 的操作螺杆回的操作螺杆回转 固体的固体的 树脂脂从从 HOPPER流入螺杆流入螺杆，计量一次注入量的重量量一次注入量的重量 随随着着树脂充脂充满型腔型腔内内部，螺杆自部，螺杆自动退出退出来来。机器注塑机器注塑质量量*70%成型品成型品质量量+螺杆螺杆+流道流道质量量 机器注塑机器注塑质量量*90%螺杆螺杆+流道流道质量量 机器注塑机器注塑质量量*30%背背压是是 在可塑化在可塑化阶段，段，螺杆后退螺杆后退时，用后面，用后面垫着得力防止逆流着得力防止逆流，喷嘴的嘴的树脂脂压缩的好的好(为了部了部产生生气气泡，泡，加加大熔融大熔融树脂的密度脂的密度)(一般一般 510 kg/-glass类 515kg/-GLASS类得比重更大的得比重更大的维持密度的力持密度的力 大大)-施加背施加背压大的大的话 C/T 得更得更长,如果粉碎如果粉碎剂用的多，粒子就用的多，粒子就会会不不规则，计量麻量麻烦，背，背压也要大也要大.-填填充充-保保压-CUSHING-CUSHING-向冷却向冷却转换,为下次注塑下次注塑计量量-背背压-吸回的吸回的计量量 工程同工程同时进行，在冷却行，在冷却时间内内计量要完成量要完成,计量完成后量完成后 1212秒后秒后)螺杆要前螺杆要前进10 mm 通常冲通常冲进压的的 80%要持保要持保压,5 7 mm 之之间 加入加入垫子子0510152025 可塑化可塑化过过程程(PlasticatingPlasticatingProcess)-Process)-计计量量11 注塑成型理注塑成型理论论 (Fountain flow&Mono Sandwich(Fountain flow&Mono Sandwich InjInj.Molding).Molding)固化固化层(表面表面).RUNNER断断面面积小的小的话，流量速度快，流量速度快 树脂前端面脂前端面积 =树脂向前端流脂向前端流动时测定的距离定的距离*壁厚壁厚 注塑注塑压力力:推推动树脂脂填填满模腔模腔并并持持续注入料桶的力注入料桶的力,因因为先充先充满的的树脂抵力脂抵力 ，要，要设定比定比必要的注塑必要的注塑压 大的注塑机的注塑大的注塑机的注塑压力力,树脂前端的速度加快，支撑脂前端的速度加快，支撑压力就要按比例增加力就要按比例增加.随随着着树脂充脂充满产品，形腔前端品，形腔前端 变窄，速度增加，相窄，速度增加，相对比例比例压力也要增加力也要增加.所以所以为了了减减少少压力，而降低螺杆的力，而降低螺杆的前前进速度（注塑速度速度（注塑速度).压力力 (kgfkgf/cm)/cm)=力力 (kgfkgf)/)/断断面面积(cm)(cm)树脂流脂流进速度速度=喷嘴的流量嘴的流量/树脂前端的脂前端的断断面面积12 连接杆距离接杆距离(H)连接杆距离接杆距离(V)设置置盘尺寸尺寸形板尺寸形板尺寸Mold base连接杆接杆合模力合模力(TON)连接杆距离接杆距离(H*V)mmMOLD BASE可能可能设置的置的形板尺寸形板尺寸(mm)设置板尺寸置板尺寸(mm)15225-22515020023025260-26020025028030260-26020025028050310-31025030035075360-360300350400100410-410350400550150510-510450500550180510-510450500550220260-560450500550250610-610550600700280660-660550600700350710-710 750-750600700-450810-810 855-855700800890550860-860 900-900700800890 ,注塑成型模具的合模力注塑成型模具的合模力连连接杆距离接杆距离13 Two-PlateTwo-PlateMolds(ColdMolds(ColdRunners)2Runners)2板式模具板式模具 Two-Plate Molds(Hot Runners)14 Three-PlateMolds3Three-PlateMolds3板式模具板式模具 Gates 15 Injection locationsRunnersystemRunnersystem 16 Air TrapsFlashingCracking成型成型 不良不良 类类型型 UnderflowShort ShotSink MarksFilletMeld Line17 Charge StrokeCushionScrewScrew Back PositionScrewScrew Screw Forward Position18 注塑注塑时过胶胶圈后圈后进螺杆螺杆回回转时过胶胶圈先圈先进模具树脂脂干燥机干燥机成型机成型机 Hopper Screw/Barrel Heater 逆流防止逆流防止环 制制动油油 油油压发动机机 冷却管冷却管/冷媒冷媒成形成形条条件件 环境境注塑成型注塑成型 品品质质 不良不良 要因要因19 缩痕是 Moldflow的保压解析的结果中可以看见的,冷却推迟各部分的收缩增加的地方，出现塌陷的形态.降低成型过程中模具温度，加速 固化层进程的话，表面的缩痕可以防止,内部出现空洞，产品的强度降低SINKMARK(SINKMARK(收收缩缩)20 一般的树脂温度高，在容器中流动停滞时间长，受热损伤表面变色，并出现褐色或银色或是 模具内没能排出的空气(Air Trap),或因 Gas的原因而引起的.BURNTSTREAKS(燃烧线)21 湿气线(Moisture streak)是按产品外形的流向成“U”字形态出现。模具表面的湿气形成的湿气线幅宽,面薄.MOISTURESTREAK(湿气线)22 色线(Color streak)是流程中树脂成分不均一分布或颜料的方向性不一致而形成的。热损伤及 严重的变形，色变或是色差的出现.COLORSTREAK(色线)23 空气线有网状,银线或白线,在 及壁厚严重 部位可以发现.螺杆周围,从阀门开始出现薄膜状的线.AIRSTREAK(空气线)/AIRHOOK24 Glass Fiber Streak(玻璃纤维线)使用玻璃纤维(Glass Fiber)会出现表面粗糙现象。在表面上会出现金属模样的玻璃纤维的痕迹.25 Gloss(闪耀)/GlossDifference(光度差异)光度会引起成型品的外观缺陷,成型品外观太亮,未达到标准亮度,成型品表面有出现光度差异的可能.光度差异是在成型品外观的厚壁变化中体现.26 熔接线 是在两股以上的熔体汇合时发生的.塑料品的熔接线在光合面/机械面的缺陷上体现.Weld Line 27 喷射(Jetting)是在表面出现粗糙的网状现象.喷射是光态及颜色的差异上体现的，与凹陷现象形态上比较接近。通过阀门的熔融树脂，由于速度快，到达制品的末端时，形成蛇形图画。在阀门附近通过时，要放慢树脂注入速度.利用侧面阀门防止(加快速度也可).在阀门前安装 塑孔栓来防止。Jetting 28 能看能看见成型品表面的黑点成型品表面的黑点(燃燃烧线),故此部位就故此部位就会会发现有完全未成型有完全未成型现象象燃燃烧的痕迹的痕迹(Burns Mark/DIESEL EFFECT)29 成型品表面出成型品表面出现凹陷和凹陷和极极其其细微的微的浅浅坑坑图案案.Pin Point Gate周周围出出现同心同心圆形形态.(Record Grooves effect)30 白化及应力龟裂(Stress Creak)是由于内部及外部受应力发生的.受压力部位发生白化,应力龟裂在成型后数日内也可发生.白化白化(Stress Whitening)/Stress Creaks 31 在形状上未完整填充的注塑成型品叫做未成型品.流程的末端成型压力不足,阀门接触部位注塑速度快的情形下，流程的停滞现象的出现 会导致未成型现象的发生。未成型未成型(Short shot)32 形状上未完整填充的注塑成型品被称作未成型品.流程的末端成型压力不足,阀门接触部位注塑速度快的情形下，流程的停滞现象的出现会导致未成型现象的发生。未成型未成型(Short shot)33 冷却的冷却的树脂脂从从喷嘴流出形成如同彗星尾一嘴流出形成如同彗星尾一样的痕迹的痕迹.冷料僵冷料僵块是是阀门周周围或是成型品的大范或是成型品的大范围里粘挂出里粘挂出现.冷料僵冷料僵块通通过流道向模具流道向模具内内部推部推进的情的情况况下，下，会出现会出现熔熔线.冷料僵冷料僵块(Cold slug)34 注塑注塑过程中空程中空气气被堵塞在被堵塞在树脂中，就脂中，就会会有空洞（空有空洞（空气气气气泡）出泡）出现在成型品中在成型品中.空洞有空洞有两种两种，被堵空，被堵空气与气气与气孔孔两种两种.气气泡是成型泡是成型树脂的收脂的收缩(参参照照缩痕痕)使成型的使成型的内内部部岀现空洞空洞.两种两种之之间的差的差异异，由于形，由于形态相近很相近很难辨辨别出出来来.空洞破裂空洞破裂时气气泡（泡（真真空）里是不空）里是不会会进入入气气体的体的.堵塞的空堵塞的空气气即使不施即使不施压也可也可减减少少.保保压或是改或是改变保保压时间对空洞的大小是空洞的大小是没没有影有影响响的的 .没有空洞的比没有空洞的比有空洞的成形品强度好。有空洞的成形品强度好。气气泡堵塞泡堵塞现象象(Entrapped air),BUBBLE,VOID 35 黑点是磨损的树脂粒子,热损伤,火烧的原因在表面形成。黑点或是斑点是由很多原因生成的.树脂温度太高 或可塑化过程内的停滞时间过长.阀门不干净,热流道整体有磨损时 树脂中有杂质,再生树脂比率高,着色剂 不良.相互混合 着色剂或是使用掌握配置的情况黑点黑点(Dark spot)36 肥边是从模具的沿分型线(磨合面),通风孔,推顶针底部,滑块部分的树脂溢出形成的.肥边的原因注塑机合模压力不足或过大.模具内部压力过大.树脂粘度太低.(当模具内的压力高，流动阻力低时容易形成.)Oversprayed Parts(Flash/BURR)37