注塑成型原理及常见缺陷分析课件

注塑成型（Injection） 原理及常见缺陷分析 SDQVQA Hannes Zhou Sep.20th, 2004,第一部分,注塑成型的原理,一. 注塑成型的概念,所谓注塑成型（Injection）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，得到塑胶成型品的一种方法,注塑成型的概念,注塑成型适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。 注塑成形的过程是以下列六大顺序执行： 1.合模 2.射出 3.保压 4.冷却 5.开模 6.取出产品,注塑成型的概念,注塑成型的过程,重复执行这种作业流程，就可连续生产制品。,二. 注塑机的分类与组成,注塑机的分类与组成,注射机一般按根据注射和合模装置的排列方式进行分类： a.立式注射机 b.卧式注射机 c.角式注射机 d.多模注射机,注塑机的分类,注塑机的分类与组成,注塑机的组成,a.注塑装置：使塑料均匀的塑化成熔融状态，并以足够的速度和压力将一定量的熔料注射进模具型腔的系统（见下图所示）。 b.合模装置：开闭模具以执行脱模(eject)作业的系统。它一般有两种方式：一种是肘杆方式；另一种是用油压缸直接开闭模具的直压方式。 c.液压系统 d.电器控制系统 c、d保证注射机按预定工艺过程的要求（如压力、温度、速度和时间）和动作程序准确有效工作的系统。,注塑机的分类与组成,三. 注塑机成型原理,烘干后的塑胶原料从料斗进入料管的储料区，该部分的温度低于熔融温度，在螺杆的转动下推动前面的料前进；料管内压力增加，螺杆在压力作用下后退，此压力即为背压； 压缩段的塑胶料处在熔融的过度阶段，有预热作用；熔融段的塑胶已处在液态 螺杆前进，压缩空间，将熔融塑胶射到模具型腔内 模具内塑胶冷却收缩，螺杆略微前进补充收缩空间，即进行保压，最后冷却完毕，脱模。 （见成型原理图）,注塑机成型原理,注塑机成型原理,当树脂在模具内流动时，则控制螺杆的移动速度（射出速度），并在填充树脂後用压力（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。,注塑成型机就是将树脂送至模具内，再制作出成形品的一种机械。,四. 注塑机成型条件（参数）,所谓成形条件是指，为了获得所需的成形品，而利用成型机的汽缸温度、射出速度、模具温度等组合成无数个设定条件。由于可获得的成形品外观、尺寸、机械物性会因成形条件而异，因此要找出最佳的成形条件，就必须仰赖熟练的技术与经验。,料管温度 / 模具温度 / 烘料温度,射出速度 / 螺杆转速,射出压力 / 保压 / 背压,计量 / 保压切换点 / 松退 / 残量,射出 / 保压時間 / 冷卻时间,速度,压力,位置,时间,温度,条件,注塑机成型条件（参数）,注塑机成型条件（参数）,1. 料管温度：表中各段温度是指料管各部分温度，温度可调，但每部分位置是固定的，和设备有关； 2. 射出速度：射出时螺杆移动的线速度; 3. 射出压力：射出时,熔融塑胶流体的压力; 4. 开、关模压力：开关模时液压缸内的压力; 5. 射出位置：表中一,二段要区别于描述料管各段温度时的一，二段。这里指螺杆的运动位置，是由成型机上读出的刻度值，而非运动的相对距离； 6. 保压：塑胶在模腔冷却收缩,螺杆有微量移动,已一定压力射出少量塑胶去补缩;,注塑机成型条件（参数）,7. Cycle time：两次关模的时间间隔,即循环周期,包括关模,射出,保压,冷却,开模,顶出,取塑件的所有时间总和。 . 背压：原料在计量填充过程中的密度调整。通常背压设定在35 kg/cm2, 可随成品 要求以及 位置的精准度来设定。BP 太大，烧焦易产生； BP 过小，密度不够，银丝，气纹产生。,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。,五. 成形品和回料的使用,成形品及回料的使用,成形品,成形品及回料的使用,成形品中的浇口与流道并不属于产品。因此该部分往往被废弃，甚至粉碎後再度用作成形专用材料，这就称为回料。 回料不能单独作为成形专用材使用，通常都是配合造粒才能予以使用。由于会经过成形工程，因此可让树脂做出各种特性的变化。回料之配方比例的上限为30左右，若配方比例过高就有可能会损害到树脂的原有性质。,回料的使用,第二部分,注塑成型主要缺陷,注塑成型主要缺陷,现象: 塑胶材料没有完全填满模腔(Cavity) 。,.填充不足(缺料) (Short shot）,注塑成型主要缺陷,.填充不足(缺料) (Short shot）,原因及处理方法: *计量设定不足 调整计量位置 *射出压力太低 提高射出压力 *射出速度太慢 增大射出速度 *射出时间太短 调整射出时间 *模具温度或料管温度不足 升高模具温度及料管温度 *保压切换位置不当 调整保压位置 *机构设计部分位置肉厚太薄 恰当增加肉厚 *进浇口(sprue)或是流道(runner)太小 扩大注口及流道尺寸,注塑成型主要缺陷,现象: 成品表面下凹，特別是肉厚突增的部分 因为厚肉的中央冷却较慢。,2. 凹陷(缩水) (Sink marks),注塑成型主要缺陷,2. 凹陷(缩水) (Sink marks),原因及处理方法: *射出压力太低 增加射出压力 *保压太小 增加保压 *保压时间太短 增长保压时间 *保压切换位置不当 适当调整保压切换位置 *射出速度太快 适当减低射出速度 *模具与塑料温度太高 适度调整模温 *模具的流道、进浇口太小 调整流道、进浇口大小 *通常成品易发生缩水的部位:成品肉厚大的部份，肋或毂部的背面，机构肉厚不均的部分。 *进料点的位置亦可能影响缩水的不同程度。,注塑成型主要缺陷,现象: 塑胶材料溢出模穴 。,3.毛边 (Flash）,注塑成型主要缺陷,3.毛边 (Flash）,原因及处理方法: *计量设定太多 恰当调整计量位置 *射出压力太大 降低射出压力 *射出速度过大 适当减低射出速度 *锁模力不足 增加锁模力 *保压切换位置不当 适当调整保压切换位置 *模温太高或料管温度太高 适度降低模温和料管温度 *除机台锁模力不足外，大多是因为模具P/L面、模仁合模不良，裝配精度不良所造成或pin销间隙过大。 *因此模具合模及SUPPORT支撐柱的位置、高度、強度等都会有影响。,注塑成型主要缺陷,现象: 成形品表面有黑色斑点 。,4.黑点（Black specks）,注塑成型主要缺陷,4.黑点（Black specks）,原因及处理方法: *塑料原料含有杂质或不相容的物质 *料筒、螺桿、料管、喷嘴于换料时未清除干净 *原料温度过高碳化所致 *检查原料中是否含明显杂质，降低回收料的添加比率； *更换原料颜色必须清洗料管和螺杆； *减少塑料在加热筒的停滞时间（料管加氮气将螺杆内氧气排出），同时注塑停止时保持稳定的料管温度。,注塑成型主要缺陷,现象: 成品表面或近表面处，沿着流动方向，出现极细的条纹。,5.银纹（起仓）（Silver streak）,注塑成型主要缺陷,5.银纹（起仓）（Silver streak）,原因及处理方法: *原料中混有水份，干燥不良 原料必须依特性及作业标准充分烘干 *模具表面附着水份及模温太低 提高模具温度 *成型机螺杆混入空气 降低料管温度，提高螺杆背压，强化 排气槽,注塑成型主要缺陷,现象: 成形品表面出现黑色或黄色条纹。,.焦痕 (Brown marks）,注塑成型主要缺陷,.焦痕 (Brown marks）,原因及处理方法: *模具排气不良 强化排气槽 *模具排气槽位置不当 调整派气槽位置 *射压太高或射出速度太快 降低射压，降低射出速度 *螺杆中残留塑胶温度过高引起热分解 料筒原料更换依正确SOP作业,注塑成型主要缺陷,现象: 成形品末端及死角发现烧焦的痕迹 。,.包封（Diesel effect）,注塑成型主要缺陷,.包封（Diesel effect）,原因及处理方法: *模具排气不良 强化排气槽 *模具排气槽位置不当 调整派气槽位置 *射出速度太快 降低射出速度,注塑成型主要缺陷,.结合线（Weld line）,现象: 塑胶在模具内流动时,各波前(Melt front）会合处所遗留的纹线 。,注塑成型主要缺陷,.结合线（Weld line）,原因及处理方法: *成品形状(构造)影响树脂流向 进料点位置,大小,形状的选择 *原料流动性不强 a.升高料管溫度 b.增加模具溫度 c.模具结合处恰当排气 d.降低射出速度 *使用脱模剂也会使结合线更明显 尽可能少用脱模剂 以上仅能淡化结合线并不能完全消除结合线。 多点(两点以上)热浇道时,热浇道温度的控制的控制高低亦会改变结合线的位置。,注塑成型主要缺陷,现象: 成品內部产生空隙，有两种原因: 1)发生于肉厚部分，由中央冷卻收缩而成。 2)空气、水分或塑料中的挥发分解造成。,9.气泡（Void）,注塑成型主要缺陷,9.气泡（Void）,原因及处理方法: *保压时间不足 增长保压时间 *射出压力太低 适当增大射出压力 *模具的流道,进料口太小 增大模具的流道和进料口 *原料干燥不完全 依操作规范确保原料干燥完全 *制品肉厚过大或肉厚严重不均亦会产生气泡。 *料管温度设定过高造成原材料热分解亦会产生。,注塑成型主要缺陷,10.龟裂（Crazing or crack）,现象: 塑胶在模具内流动时, 近模壁层冷却较快，与中央部分的热融界面，产生剪切力，表面裂痕。,注塑成型主要缺陷,10.龟裂（Crazing or crack）,原因及处理方法: *模具粗糙，脱模斜角不足 进料点位置,大小,形状的选择 *过度填充所致 a.降低料管溫度 b.降低模具溫度 c.降低射出压力 d.适度调整保压 *此外，成品结构上设计不良，肉厚变化太大亦会产生。,注塑成型主要缺陷,现象: 成形品由于冷卻收缩、成形条件或离型不良，在內部构成残留应力，导致变形。,1.变形（Deformation）,注塑成型主要缺陷,1.变形（Deformation）,原因及处理方法: *成型时应力所致 a.降低射出压力 b.减少射出保压时间 c.增加料管温度 d.模具公母模温度须适当控制 *保压时间与保压压力对成品变形度影响甚至。 *模具公母模温度需适当控制 。模温的控制非常重要，必须确保设定模温保持于稳定值。 *成形品肉厚设计不良亦会影响变形度。,注塑成型主要缺陷,1.表面剥离（D