工艺技术_注塑成型工艺介绍与参数设定培训课程

-刘友辉(Tony Liu), 2009 1 注塑成型工艺介绍与参数设定注塑成型工艺介绍与参数设定 立式注塑成型机外观图立式注塑成型机外观图 卧式注塑成型机外观图卧式注塑成型机外观图 -刘友辉(Tony Liu), 2009 2 常见塑料的成型材料方法介绍 常见塑料的成型材料方法介绍 （透明料的注塑、PC、PC+ABS 料的注塑、TPU 的注塑、PP 料的注塑） 透明料的注塑成型透明料的注塑成型 1、常用透明原料的特性 透明塑料由于透光率要高，必然要求塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、 气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程对原料、 设备、模具、甚至产品的设计，都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。 其次由 于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往要在较高温 度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满模，又不会 产生内应力而引起产品变形和开裂。 由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往要在较高 温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满 模，又不 会产生内应力而引起产品变形和开裂。 2、工艺方面应注意的问题 为了减少内应力和表面质量缺陷，在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。 1)注射温度在塑料树脂不分解的前提下，宜用较高注射湿度； 2）注射压力：一般较高，以克服熔料粘度大的缺陷，但压力太高会产生内应力造 成 脱模因难和变形； 3）注射速度：在满足充模的情况下， 一般宜低，最好能采用慢-快-慢多级注 射； 4）保压时间和成型周期：在满足产品充模，不产生凹陷、气泡的情况下；宜尽量短， 以尽量减低熔料在机筒停留时间； 5）螺杆转速和背压：在满足塑化质量的前提下，应尽量低，防止产生解降的可 能； 6）模具温度：制品的冷却好坏，对质量影响极大，所以模温一定要能精确控制其 过 程，有可能的话，模温宜高一些好。 7）由于为要防上表面质量恶化，一般注塑时尽量少用脱模剂；当用回用料时不得大 于20 3、常用透明原料的注塑工艺注塑 -刘友辉(Tony Liu), 2009 3 除了以上的共同问题，透明塑料亦各有一些工艺特 性，现分述如下： 1、 PMMA粘度大，流动性稍差，因此必须高料温、高注射压力注塑才行，其中注 射温度的影响大于注射压力， 但注射压力提高，有利于改善产品的收缩 率。 注射 温度范围较宽，熔融温度为 160，而分解温度达270，因此料温调节范围宽，工 艺性较好。故改善流动性，可从注射温度着手。 冲击性差，耐磨性不好，易划花， 易脆裂，故应提高模温，改善冷凝过程，去克服这些缺陷。 2、 PC粘度大， 融料温度高， 流动性差， 回此必须以较高温度注塑 （270320T之 间） ， 相对来说料温调节范围较窄，工艺性不如PMMA。注射压力对流动性影响较小，但 因粘度大，仍要较大注射压力，相应为了防止内应力产生，保压时间要尽量短。 收 缩率大，尺寸稳定，但产品内应力大，易开裂，所以宜用提高温度而不是压力去改 善流动性，并且从提高模具温度，改善 模具结构和后处理去减少开裂的可能。当注 射速度低时，浇口处易生波纹等缺陷，放射咀温度要单独控制，模具温度要高，流 道、浇口阻力要小。 3、PET成型温度高，且料温调节范围窄（260300），但熔化后，流动性好，故 工艺性差，且往往在射咀中要加防延流装置。 机械强度及性能注射后不高，必须通 过拉伸工序和改性才能改善性能。 模具温度准确控制，是防止翘曲。变形的重要因 素，因此建议采用热流道模具。模具温度高，否则会引起表面光泽差和脱模困难。 4、透明塑料件的缺陷和解决办法 1、银纹：由充模和冷凝过程中，内应力各向异性影响，垂直方向产生的应力，使树 脂发生流动上取向，而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹，当其扩展后， 可能使产品出现裂纹。 除了在注塑工艺和模具上注意外（见表），最好产品作退火 处理。如PC料可加热到 160以上保持 3 5分钟，再自然冷却即可。 2、气泡：主于树脂内的水气 和其他气体排不出去，（在模具冷凝过程中）或因充 模不足，冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡“。其克服方法见表。 3、表面光泽差：主于模具粗糙度大，另一方面冷凝过早，使树脂不能复印模具表面 的状态，所有这些都使其表面产生微小凹凸不平，而使产品失去光泽。其克服方法 见表。 4、震纹：是指从直浇口为中心形成的密集波纹，其原因因熔体粘度过大，前端料已 -刘友辉(Tony Liu), 2009 4 在型腔冷凝，后来料又冲破此冷凝面，而使表面出现震纹。其克服方法见表。 5、泛白、雾晕：主要由于在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引起的。 其克服方法见表。 6、白烟、黑点：主要由于塑料在机筒内，因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质 而形成的。其克服方法见表（附页） 聚碳酸酯塑料聚碳酸酯塑料 聚碳酸酯的英文全称为 Polycarbonate，简称 PC。它是由二羟基苯或多羟基苯（二 元酚或多元酚）通过酚分子上的碳酸酯基聚合反应而成的一类树脂。通用级 PC 是双酚 A（2，2双（4羟基苯基）丙烷）的聚合物。 聚碳酸酯具有较高的冲击韧性和力学性能， 可以抵抗很强的外力冲击， 防弹玻璃一 般是由聚碳酸酯做成的，因此俗称防弹胶。聚碳酸酯吸水率低，耐蠕变性好，尺寸稳定 性高。聚碳酸酯的使用温度也较宽（100135） ，特别是耐低温性能好，很多制 品在北方寒冷的气候下变脆不能使用，而 PC 因可以耐100的温度，所以仍可以很 方便的使用。但聚碳酸酯易产生内应力，耐环境应力开裂性差，故成型带嵌件的制品较 困难。 一、 一、 PC 的工艺特性的工艺特性 PC 是属结晶性的塑料，但因结晶条件严格，结晶倾向很小，无准确的熔点，一般 被认为是非结晶形塑料。PC 的玻璃化温度较高，为 149150，熔融温度为 215 225，成型温度可依分子量的大小及成型的制品的不同而控制在 250320。 PC 的热稳定性和力学强度随分子量的增加而提高，熔融粘度也随分子量的增加而 明显地加大，流动性显著降低，用于注塑成型的聚碳酸酯分子量一般为 4000060000。 PC 的链节长，且含有苯环，分子链的刚性大，熔融粘度较聚乙烯、聚苯乙烯、聚 酰胺大得多。这对注塑充模有影响，因为流动长度随粘度的增大而缩短。PC 的流动特 性接近于牛顿流体， 熔融粘度受剪切速率的影响小， 而对温度的变化则十分敏感， 因此， 在注塑成型时，通过提高物料的温度比增大剪切速率有效得多。PC 料一般不会因射速 太快而烧焦， 产品中混入黄色的原因是螺杆或料筒中藏胶时间过长分解， 混入制品中形 成的。 PC 的主链含有苯环，因此刚性高，抗蠕变性能好，尺寸稳定性好，但在成型中产 -刘友辉(Tony Liu), 2009 5 生的内应力不易消失，所以脱模后的制品最好进行热处理。 PC 的主链上因为有酯基存在，所以容易吸水分解，在高温下即使微量的水也十分 敏感， 常会造成降解而放出二氧化碳等气体使树脂变色而分子量急剧下降， 制品性能变 劣，所以原料在成型前必须充分干燥。 二、 二、 PC 的注塑成型工艺的注塑成型工艺 1、预热干燥 120下干燥 24 小时 检查原料是否合格，可采用“对空注射”，如从注塑机射咀中流出的物料为：均匀 无色、光亮、无银丝、无气泡，即为合格。也可以采取试啤方法来检查原料是否合格： 试啤时如产品表面无料花等缺陷。 2、成型温度 成型温度的选择与树脂的分子量及其分布，制品的形状、壁厚、注塑机的类型有 关。对于 2mm 以下的制品，成型温度应偏高，对于厚壁制品（10mm 以上） ，成型温度 可略低。对于光学镜片等制品，成型温度可稍高，以便获得熔融程度良好的胶体，制得 的制品面型、透光性、集焦性都较好。 注塑机各段成型温度按从前到后的顺序可作如下设定： 炮筒射咀： 280320 炮筒前部： 285320 炮筒中部： 285315 炮筒后部： 270300 熔胶温度范围： 280320 建议温度： 300 3、模具温度：80120，建议一般情况采用 90 4、注塑压力：78.4Mpa127Mpa（最高可达 200Mpa） 5、注塑速度：中速至快速 6、螺杆转速：28rap/min 7、热处理：需要时，在 125135下 4 小时 内应力的检查方法：制品浸入 CCL4 溶液，12 分钟内未见裂纹者，应力较小。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 6 8、收缩率：0.71% 热塑性聚氨酯（热塑性聚氨酯（TPU）注塑成型加工）注塑成型加工 何为聚氨酯？何为聚氨酯？ 所谓的聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称， 它是由多异氰酸酯与多元醇反应而成， 在分 子链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团 （NHCOO） 。 在实际合成的聚氨酯树脂 中，除了氨基甲酸酯基团外，还有脲、缩二脲等基团。多元醇属长链分子，末端为羟基， 称为“软链段”，多异氰酸酯称为“硬链段”。软硬链段生成的聚氨酯树脂中，氨基甲酸酯 只占少数，所以称为聚氨酯未必恰当，从广义上讲，聚氨酯乃是异氰酸的加聚物。 不同类型的异氰酸酯与多羟基化合物反应后， 生成各种结构的聚氨酯， 从而获得不 同性质的高分子材料，如塑料、橡胶、涂料、纤维、粘合剂等。 聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶 聚氨酯橡胶于 1940 年首先在德国研制成功，1952 后开始投入工业生产，而我国是 从 60 年代中期开始研制并投入生产的。聚氨酯橡胶属于一种特种橡胶，由聚醚或聚酯 与异氰酸酯反应而制得，因原料种类、反应条件及交联方法的不同而有许多品种。从化 学结构上看，有聚酯型与聚醚型，从加工方法上看，有混炼型、浇注型和热塑型三种。 合成聚氨酯橡胶， 一般先由线型聚酯或聚醚与二异氰酸酯反应， 制成低分子量的预 聚体，经扩链反应，生成高分子聚合物，然后添加适当的交联剂，加热使其固化，成为 硫化橡胶， 这种方法称为预聚法或二步法。 也可以用一步法将线型聚酯或聚醚直接 与二异氰酸酯、扩链剂、交联剂混合，使反应发生，生成聚氨酯橡胶。 热塑性聚氨酯橡胶（热塑性聚氨酯橡胶（TPU） 热塑性聚氨酯橡胶是一种（AB）n 型嵌段线性聚合物，A 代表高分子量的聚酯或 聚醚（分子量为 10006000） ，称为长链，B 代表含 212 个直链碳原子二醇为短链， AB 链段间化学结合是用二异氰酸酯。 TPU 的结构与物理性质之间的关系的结构与物理性质之间的关系 1、 链段结构链段结构 TPU 分子中 A 链段使得大分子链易于旋转，赋予聚氨酯橡胶良好的弹性，使聚合物的 软化点与二级转变点下降，硬度与机械强度降低。 B 链段会束缚大分子链的旋转，使 聚合物的软化点与二级转变点上升，硬度与机械强度提高，弹性降低。调节 A 与 B 之 -刘友辉(Tony Liu), 2009 7 间的摩尔比，即可制得不同机械性能的 TPU。 2、 交联结构交联结构 TPU 的交联结构除一级交联外，还必须考虑由分子间的氢键形成的二级交联。聚 氨酯的一级交联键与羟类橡胶的硫化结构不同，它的氨基甲酸酯基、缩二脲、脲基甲酸 酯基等基团规则而间隔地排列成刚性链段， 故制得的橡胶具有规则的网状结构， 所以具 有卓越的耐磨性能及其它的优异性能。 其次， 由于聚氨酯橡胶中含有很多诸如脲基或氨 基甲酸酯基这类内聚能较大的基团， 所以分子链间形成的氢键具有很高的强度， 氢键形 成的二级交联健对聚氨酯橡胶的性能也有重要影响。 二级交联使得聚氨酯橡胶一方面具 有热固性弹性体的特性，另一方面这种交联又没有真正地交联起来，是一种虚交联，交 联的状况取决于温度。随着温度的升高，这种交联逐渐减弱以至于消失，聚合物具有一 定的流动性，可以进行热塑性加工。当温度降低时，这种交联又逐渐恢复并再次形成。 少量的填料的加入，使分子间的距离增大，分子间形成氢键的能力减弱，强度便会急剧 下降。 3、 基团的稳定性基团的稳定性 研究表明，聚氨酯橡胶中各基团稳定性由高到低的顺序是：酯、醚、脲、氨基甲酸 酯、缩二脲，在聚氨酯橡胶的老化过程中，首先是缩二脲和脲基甲酸酯的交联键断裂， 接着是氨基甲酸酯和脲键断裂，即主链断裂。 聚氨酯橡胶的性能聚氨酯橡胶的性能 TPU 的弹性模量介于橡胶与塑料之间，它的最大特点是，既具有硬度，又有弹性， 这种性能是其它的橡胶与塑料所没有的。 TPU 分聚酯型与聚醚型两类，从物理性质进行比较，低硬度的橡胶以聚酯型的性 能较好，而高硬度的橡胶以聚醚型的为优。聚酯型的橡胶耐油、耐热及与金属的粘合性 较好，而耐水解、耐寒及抗菌性以聚醚型的为好。 1、 环境特性环境特性 TPU 一般都具有较好的耐温性，连续长期使用的温度为 8090，短时间可达到 120左右。聚氨酯的耐低温性能也较好，聚酯型的聚氨酯的脆性温度为-40，而聚醚 型的聚氨酯则达-70-80，但在低温下会变硬。 TPU 的耐油性都比较好，但耐水性却因结构的不同而异。酯形成反应可逆性所引 -刘友辉(Tony Liu), 2009 8 起的 TPU 降解最为严重。当酯与水接触时，酸的再形成是引致分子解体的自身催化反 应的原因。聚酯型的聚氨酯在空气中和湿气接触时解体的程度比完全浸在水中时更甚。 这是因为浸在水中， 形成的酸会不断地被冲走。 而聚醚型的聚氨酯耐水解性则是聚酯型 聚氨酯的 35 倍，因醚基不会与水发生反应。水的侵入导致聚氨酯性能下降的原因有 两个方面： 一是侵入的水与聚氨酯中的极性基团形成氢键， 使聚合物分子之间的氢键减 弱，这个过程是可逆的，当干燥后物理性质又得到恢复。二是侵入的水使聚氨酯发生水 解，此过程为不可逆。 聚氨酯在长时间的日光照射下会变色发暗， 物理性能逐渐降低。 酶菌也会导致聚氨 酯的降解，因此工业生产中使用的聚氨酯橡胶中都添加了防老剂、紫外线吸收剂、防酶 剂等。 2、 机械特性机械特性 拉伸强度：聚氨酯橡胶的拉伸强度较高，一般可达 2842 兆帕，TPU 居中，约为 35 兆帕。 伸长率：一般可达 400600，最大为 1000%。 弹性：聚氨酯的弹性比较高，但它的滞后损失也比较大，因此生热高。在多次弯曲及高 速滚动的负荷条件下容易损坏。 硬度：聚氨酯的硬度范围较其它的橡胶都宽，最低为邵氏硬度 10，其中大多数制品具 有 4595 的硬度。硬度高于 70 度时，拉伸强度和定伸强度都高于天然橡胶，中 80 90 度时，拉伸强度、定伸强度、抗撕裂强度都相当高。 撕裂强度：聚氨酯的撕裂强度较高，当试验温度升高到 100110时，抗撕裂强度就 与丁苯橡胶相当。 耐磨性：聚氨酯的耐磨性十分优良，比天然橡胶高 9 倍，比丁苯橡胶高 13 倍， 加工要求加工要求 TPU 具有塑料与橡胶的双重特性，正是这种独特的物理与化学特性，要求我们在 模具设计、注塑成型时应特别对待。 模具设计：模具设计： 1、 流道的设计：流道的设计： 因主流道是压力最大的地方， 当注塑压力解除后， 主流道冷凝物因弹性膨胀而增大 -刘友辉(Tony Liu), 2009 9 阻力，导致水口粘前模，因此模具设计时应尽可能地加大主流道的脱模斜度。而主流道 的小端尺寸不能小于注塑机的射咀孔径， 大端尺寸的增加需额外增加冷却时间， 延长注 塑周期，因此脱模斜度的增大主要靠缩短主流道的长度来实现。一般情况下，主流道小 端直径约为 2.53.0mm，大端直径为 6.0mm 以下，长度以不超过 40mm 为宜。主流道 末端应设置与大端直径相等或稍大的冷井，收集冷胶与扣出水口。 分流道的直径应视产品的结构及流道的长度而定，一般来讲，应不小于 4.0mm。分 流道采用圆形能获得较好的冷却效果。 2、 浇口的设计：浇口的设计： 由于 TPU 的流动性不好，为了避免胶体通过闸口时出现的喷射及分子定向导致的 横向与纵向的收缩不一致， 闸口的深度与宽度尺寸应比其它的热塑性材料的闸口尺寸大 些，而长度尺寸则要比普通的小，以利于胶体的通过。过长的闸口会导致充胶时胶体的 喷射，影响产品的外观。能引起材料过分剪切生热的针点浇口应尽量避免使用。 3、 排气槽的设计：排气槽的设计： 模具的排气必须充分， 防止产品烧焦， 特别是在胶料充填方向发生急剧变化和产品 最后充填的部位尤其要注意排气的设置。排气槽的深度要根据 TPU 的型号加以区分， 有时排气槽的深度只有 0.01mm，也会在排气槽处产生披锋，这与 TPU 特殊的材料性质 有着重要的关系。 4、 冷却系统的设计：冷却系统的设计： 模具的冷却效果要好。 对于其它的热塑性材料来说， 在注塑时只要产品表面的冻结 层有足够的强度，产品在较高的温度下就可进行顶出脱模。而对于 TPU 来讲，温度较 高时，分子间的氢键没有恢复形成，产品的拉伸强度较低，强行顶出脱模只会导致产品 变形，只有当产品在较低的温度下，氢键恢复充分，TPU 具有足够的强度下才能脱模， 这就要求模具的冷却效果要好。 5、 收缩率的确定：收缩率的确定： TPU 的收缩率随所使用的 TPU 牌号、制品的厚度和结构、注塑时的温度与压力的 不同而存在着较大的变化，其范围在 0.1%2.0%之间。在进行模具设计时，不但要参 考原料的收缩率的数据，还要根据制品的结构、厚度估计注塑时需要用到的注塑温度、 压力进行适当的修正。对于局部胶位较厚的制品，注塑时需要的压力较大，成型后的制 -刘友辉(Tony Liu), 2009 10 品的收缩率较小，需要减小 TPU 的收缩率。而对于胶位比较均匀的、厚的制品，则要 适当地增加收缩率的值。 注塑加工注塑加工 1、 原料的干燥原料的干燥 因为水分的侵入能使 TPU 发生降解，当 TPU 的含水率超过 0.2%时，不但影响产 品外观，而且机械性能明显变坏，注塑出的产品弹性差，强度低。因此在注塑前应在 80110的温度下干燥 23 小时。 2、 料筒的清洗料筒的清洗 注塑机料筒的清理要干净，极少的其它原料的混入都会导致产品的机械强度的降 低。用 ABS、PMMA、PE 清洗过的料筒最好在注塑前用 TPU 水口料再清洗一次，用 TPU 水口料清除料筒中的残余物料。 3、 加工温度的控制加工温度的控制 TPU 的加工温度对产品的最终尺寸、外观及变形具有至关重要的影响。温度要视 所使用的 TPU 的牌号、模具设计的具体情况而定，总的趋势是，要想获得小的缩水率， 需要提高加工温度；而要获得大的缩水率需要降低加工温度。即使是在 TPU 的正常加 工温度范围内，原料在料筒中停留的时间过长也会导致 TPU 的热降解，在注塑前应射 空料筒中的残余物料。 射咀温度的控制也相当重要， 正常情况下应比料筒的前端温度高 5左右。 4、 注塑速度与压力的控制注塑速度与压力的控制 较低的注塑速度与较长时间的保压会增强分子定向，虽然可能获得较小的产品尺 寸，但产品变形较大，并且横向与纵向收缩差异大。大的保压压力还会导致胶体在模内 过压缩，当产品脱模后尺寸比模腔的尺寸还要大的现象。 5、 熔胶速度和背压的控制熔胶速度和背压的控制 TPU 材料对剪切比较敏感， 熔胶速度与背压过高产生的剪切热过大时， 会导致 TPU 的热降解，因此 TPU 的熔胶一般采用低或中速。如果注塑周期较长，应采用延迟熔胶 功能，完成熔胶即开始进行开模，防止原料在料筒中的停留的时间过长而降解。 聚丙烯塑料聚丙烯塑料 聚丙烯的英文全称为 Polypropylene，缩写为 PP，俗称百折胶。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 11 PP 的熔点：160175 分解温度：350 一、 PP 料的工艺特性 聚丙烯为非极性的结晶高聚物，吸水率很低，约为 0.030.04%，注塑时一般不需 要进行干燥，必要时可在 80100下干燥 34 小时。 PP 料的结晶能力较强，最大结晶速度的温度为 120130，提高模具温度将有 利于制品结晶度的增加，甚至提前脱模。基于同一理由，制品性能与模具温度存在有密 切的关系。生产上经常采用的模具温度约为 7090，在这种情况下，不仅有利于 结晶，又有利于大分子的松驰，从而减少分子定向作用，并可降低内应力。如果模温过 低，冷却速度太快，浇口过早冷凝，不仅结晶度低，密度小，而且制品内应力较大，甚 至引起充模不满和制品缺料的现象。 在用 PP 料注塑厚壁制品时极易出现气泡。 气泡的产生可能有如下几个方面的原因： 1、PP 料的流动性较好，所以在用 PP 料注塑的时候，较高的背压会导致射咀出现流涎 现象。但低的背压也使得熔胶不密实，有混入气体的可能。熔胶中有气体的混入，注塑 出的产品中出现气泡则不足为怪。所以当产品中有气泡产生适当增加背压还是有必要 的。 2、成型加工温度与模具温度过低同样也会导致产品中出现气泡。因原料的温度较低， 塑料的流动性较差，再加之模具温度较低，冻结层变厚，胶料在充胶流动的过程中各向 差异性进一步变大，就易将模具型腔中的气体包裹于产品中，从而产生气泡。 3、 产品的设计对气泡的产生有着十分重要的影响。 凡是产品设计的加强筋及转角位多、 胶位厚度相差大，都会导致注塑时气泡的产生。因此，在注塑生产这种类型的产品时， 必须采用多级射胶，在转角位、筋位等处减慢充胶速度，避免胶体在流动过程中混入气 体。 4、对于厚壁的制品，横向与纵向的冷却速度不一致，也会导致气泡的产生。这一点应 不难理解。 5、最后，在用 PP 料注塑生产时，如发现用注塑方法无法解决气泡现象的产生，舍弃 均聚 PP 料而改用共聚 PP 料会事半功倍的效果。 PP 料的流变特性是粘度对剪切速度率的依赖性比对温度的依赖性大。因此在注塑 充模时，通过提高注塑压力或注塑速度来增大熔体的流动性比提高温度更有利。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 12 PP 料的一个特点是注塑后产品收缩率大并且容易变形。由于 PP 料的玻璃化温度 低于室温，当制品在室温下存放时常发生后收缩（制品脱模后发生的收缩）现象，其原 因是 PP 在这段时间内还在结晶。后收缩量随制品的厚度而定，愈厚的，后收缩量愈大。 后收缩总量的 90%是约在制品脱模后 6 小时内完成，剩下的 10%约发生在随后的 10 天 内，所以制品脱模 24 小时后基本上可以定型。成型时缩短注塑和保压时间，提高注射 和模具温度都可以减小后收缩。 检验注塑过程有无问题可以将制品放入沸水中约 15 分钟， 若产品没有过分变形则 表明注塑过程没有问题。对于尺寸稳定性要求较高的制品应进行热处理。 二、 PP 料的注塑成型工艺 1、预热干燥 80条件下干燥 23 小时 2、成型加工温度 炮筒射咀： 190220 炮筒前部： 200240 炮筒中部： 220270 炮筒后部： 220280 熔胶温度范围： 220275 建议温度： 240 3、模具温度 3090 建议温度 80 4、压力（最高）MN/m2 注塑压力 180 保压压力 150 背压 515 5、注塑速度 快速 6、收缩率 1.8%2.5% -刘友辉(Tony Liu), 2009 13 调机指南介绍 调机指南介绍 ? 所谓调机是指对具体模具而言， 不断调整啤机的各种参数， 直到啤出合格的塑胶 件。塑胶啤机的各种参数大致可以分类如下各项： ? 一、初步综合参数：一、初步综合参数： 对于一套具体模具，在上模啤作之前，首先需考虑下列三个参数: ? 1.1 容模尺寸： 即为注塑机的 MohoMove (MothmiMothma)。它的各项必须大于模具与之 相对应的各项：MwidMlenMthi (宽高厚) 1.2 最大射胶量： ? 即为注塑机所能射出的最大塑胶的重量 SHWT(g)。所啤塑胶的每啤总重必须小 于(或等于)85%SHWT，大于(或等于)15%SHWT。(当每啤总重85%SHWT 会降 低注塑效益)。 ? 1.3 锁模力： 即为模具合模后所能承爱的最大分开力。它的大小约与所啤塑件的投影面积成 正比，粗略计算公式如下： 锁模力(吨)=型腔的投影面(英寸 2)材料压力系数 其中材料压力系数 PS、PE、PP 类为 1.7；ABS、AS、PMMA 类为 2；PC、POM、 NYLON 类为 3。 对具体的模具而言，实际应用的锁模力啤机额定锁模力 90%，锁模力过大对啤机无益，且会造成模具变形。 二、温度参数二、温度参数(T)： 啤作生产过程中的温度是根据不同胶料其设置不同，它可分为如下几种： 2.1 局料温度： 啤作生产时需要将原料中的水份的含量局干到一定百分比以下，称之为局料。因 为水份含量高过一定比例的原料会引起气花、剥层等缺陷。 2.2 炮筒温度： 炮筒由料斗到炮咀可分为：输送段、压缩段、计量段,每段的加热温度统称为炮筒温 -刘友辉(Tony Liu), 2009 14 度。炮筒温度由低到高。另炮咀温度通常略低于计量末端之温度。 2.3 模具温度： ? 指模腔表面温度。根据模具型腔各部分的形状不同而设定温度不同。一般是难 走胶的部位模温要求高一点， 前模的温度略高于后模温度。 当各部位设定温度后， 要求其温度波动要小，所以往往需使用恒温机、冷水机等辅助设备来调节模温。 ? 三、位置参数：三、位置参数： ? 3.1 螺杆位置(S)： 螺杆的射胶速度、压力的分段转换位置，称之为螺杆位置。具体分段如下：S0 S1、 S2、 S3、 SS。 其中， S0、 SS 等于一啤所需用的熔胶量， SS 不能小于 10mm(一 般在 15-20mm 之间)； S0、S1、S2、S3 、SS 为螺杆位置分段，根据熔胶流经 模腔的位置而具体设定， S0、S1、S2、S3、SS 为射胶段。其中 S3、SS 为保压 段。 ? 3.2 抽胶位置(SUCK BACK)： 当螺杆回料完停止转动后，螺杆有一个向后抽空的动作，称之为抽胶，而抽 空的距离即为抽胶距离。一般情况在 5mm 以下，抽空的目的是为了防止熔胶在 炮咀流延；抽胶要适当，抽空量太大会使成品产生气花、气泡等缺陷。 ? 3.3 开模位置： 后模面离开前模面的距离，称之为开模距离。其大小为能顺利取出胶件为 宜，过大会延长周期时间。 ? 3.4 顶针位置： 即为模具顶针顶出后模面的距离。使产品顶离后模面 且能顺利拿下为宜。注意不可使顶针到尽头，必须留有足够余量，以免造成模具顶 针板弹弓被顶断。 四、压力参数：四、压力参数： ? 4.1 射胶压力(IP)： 螺杆给予熔胶的推动力，称之为射胶压力。根据螺杆位置的各个分段，可设置 螺杆不同的推进力给熔胶。如 S0 S1 为 IP1； S1 S2 为 IP2；S2 S3 为 IP3。各段推进力大 -刘友辉(Tony Liu), 2009 15 小的设置，主要取决于熔胶在模具型腔内流经的位置，当流经的模腔形状复杂、 胶位薄，熔胶受到的阻力就大，则 需要较大的推进力；当流经的位置形状简单，熔胶受到的阻力小，则可设置小的 推进力，从而减轻啤机的损耗。 ? 4.2 保压(HP)： 当熔胶注满模腔后，为了补偿胶料冷却收缩使模腔形成的空间和压实胶料，这 时螺杆还需给予熔胶一定的推进力，该力即为保压。这里螺杆的位置移动为：S3 SS。保压用 HP 表示，一般大胶件采用中压，小胶件采用低压。(一般情况下 HP 小于 IP)。 ? 4.3 背压(BACK PRESS)： 当射胶、保压完成后，螺杆开始旋转，这样，原来在螺杆槽内和料斗内的胶料 通过螺杆槽被压入炮筒的前端(计量室)，这时熔胶对螺杆有一反作用力迫使螺杆 向后退，称 之为回料。为了增加熔胶在炮筒前端(计量室)的密度和调节螺杆后退的速度， 必须给螺杆增加一个可 调的推力，这个 力称之为背压。调节背压可以调整色粉与塑原料的混合程度,影响塑效果。适当的背压 可以减轻胶件的混色、气泡、光泽不均等缺陷，但背压不能太大，太大背压会使熔胶产 生 分解，从而引起胶件变色、黑纹等缺陷。另加大背压就势必延长了生产周期，加剧 了啤机的损耗, 一般为 10kg/cm2 左右。 ? 4.4 锁模低压(MOLD PROTECT PRESS)： 亦称低压保护，是啤机对模具的保护装置。从模具保护位置到前后模面贴合的 那一瞬间，这段时间内，锁模机构推动模具后模的力是比较低的，同时当推进过 程中遇到 一个高于推动力的阻力时，模具会自动打开，从而停止合模动作，这样合模时 前后模之间如有异物，模具就可以得 到保护。锁模低压一般是有行位的模具比没行位的模具大一些，取值：10-20kg/cm2. ? 4.5 锁模高压(MOLD CONTACT PRESS)： -刘友辉(Tony Liu), 2009 16 亦称锁模压力，当合模使前后模面贴合后，锁模力自动由低压转成高压,目的是 前后模面贴合时有一定的压力， 从而使模具的行位移动到位。 锁模压力不能太高， 太 高会 压伤模 面；调节时 ，使 前后模面有 一定的 压力 即可，一般 取 80-100kg/cm2.(一般锁模全程状态：慢速 、高速、低压低速、高压合模)。 ? 4.6 顶针压力： 啤机施加于模具顶针板后面的顶出力，大小为能顶落塑胶件为宜。 五、五、 速度参数：速度参数： ? 5.1 射胶速度(V)： 啤机在射胶时螺杆推动熔胶的移动速度。射胶速度主要受射胶压力、模具型腔 对熔胶的阻力、熔胶本身具备的粘度等因素的影响,射胶压力大于型腔阻力和熔 胶粘度时，设置的射胶速度才能得以充分的发挥。如：S0 、S1 为 V1，此时熔 胶填充型腔，需要低速中压； S1 、S2 为 V2，此时熔胶填充型腔，需要高速高 压； S2、S3 为 V3 ，熔胶填充胶件周边，需要中速低压，而且射胶速度随着模 腔的填满阻力的增大而慢慢降低，直到为零。具体各段的射胶速度的设定，要根 据熔胶流经模腔的形状而定。 ? 5.2 螺杆转速(R)： 螺杆向炮筒计量室供料时的转速称之为螺杆转速。 它影响螺杆的后退速度， 当背压设定 后，螺杆转速越高，后退速度越大。调节螺杆转速则可以调节胶料的塑化效果，改善制 品的色调不均、混色等缺陷，但螺杆转速过高会导致胶 料过度剪切而产生分解，同时 还会造成空气混入料筒，使制品产生气泡。PC、PE、PVC、POM、PMMA 等粘度较大 热敏性塑料都不宜用高螺杆速度。螺杆转速用 R1、R2 表示，一般 R1 用中速，R2 用低 速，这样对啤机有保护作用。 ? 5.3 抽胶速度(SB.SPEED)： 螺杆抽空时的后退速度，称之为抽胶速度，一般选择中、低速为宜。 ? 5.4 开锁模速度： 开模速度用：MO1、MO2、MO3 表示，一般为前后模面分开时采用慢速，所以模板不 同的模具在设置有差异。两板模一般设置：慢、快、慢；三板模一般设置：中、慢、慢。 锁模速度用：MC1、MC2、MC3 表示，一般为前后模面接触时采用慢速，所以两板模 -刘友辉(Tony Liu), 2009 17 设置：中、快、慢；三板模设置：中、慢、慢。 ? 5.5 顶针速度(EJ SPEED)： 顶针顶出胶件的速度称之为顶针速度。 不同结构的胶件其设置不同， 一般采用中速。 六、时间参数六、时间参数(t)： ? 6.1 局料时间： 不同的胶料所需的时间不同。 ? 6.2 射胶时间(INJ-HOLD TIME)： 螺杆由 S0 移到 S3 所需的时间，其设定一定和螺杆位置移动相吻合。 ? 6.3 保压时间(HT)： 螺杆由 S3 到开始加料的时间，一般为 1-2 秒,不可太长，太长则浪费时间。 ? 6.4 冷却时间(COOLING TIME)： 螺杆开始回料到模具准备打开这段时间为冷却时间。冷却时间不可小于回料时间。 ? 6.5 周期时间(CYCLE TIME)： 啤机由开始啤作到下一个啤作的开始所需的时间。 要求是在啤出合格胶件的前提下， 越短越好。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 18 注塑产品常见的品质缺陷、产生的原因及处理办法 注塑产品常见的品质缺陷、产生的原因及处理办法 （缩水、飞边、黑点、熔接线、流纹、气泡、料花、缺胶） 如何解决注塑产品存在的品质缺陷如何解决注塑产品存在的品质缺陷 1、注塑产品存在的品质缺陷： 塑料制品的成型加工过程中，由于加工设备不一，成型性能各异，原料品种繁多， 加之设备的运行状态，模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响，使 得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有：缩水、 飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等。 2、如何解决缩水 缩水产生的原因 制件在模具中冷却时，由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕。 解决缩水的原理是：在制件冷却过程中，熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在 正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。 在注塑工艺上的解决办法： （1） 注塑条件问题： 注射量不足； 提高注射压力； 增加注射时间； 增加保压压力或时间； 提高注射速度； 增加注射周期； 操作原因造成的注射周期反常。 （2）温度问题： 物料太热造成过量收缩； 物料太冷造成充料压实不足； 模温太高造成模壁处物料不能很快固化； -刘友辉(Tony Liu), 2009 19 模温太低造成充模不足； 模子有局部过热点； 改变冷却方案。 （3）模具问题： 增大浇口； 增大分流道； 增大主流道； 增大喷嘴孔； 改进模子排气； 平衡充模速率； 避免充模料流中断； 浇口进料安排在制品厚壁部位； 如果有可能，减少制品壁厚差异； 模子造成的注射周期反常。 （4）设备问题： 增大注压机的塑化容量； 使注射周期正常； （5）冷却条件问题： 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； 将制件在热水中冷却。 3、如何解决飞边 产生飞边的原因： 产品溢边往往由于模子的缺陷造成，其他原因有：注射力大于锁模力、物料温度太 高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。 如何判断产生飞边的原因： 在一般情况下，采用短射的办法。即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出 制件90的样板，检查样板是否出现飞边，如果出现，则是模具没有配好或注塑机的 锁模压力不足，如果没有出现，则是由于注塑条件变化而引起的飞边，比如：保压太 -刘友辉(Tony Liu), 2009 20 大、注射速度太快等。 常见的飞边产生的原因及解决飞边的办法 模具问题： 型腔和型芯未闭紧； 型腔和型芯偏移； 模板不平行； 模板变形； 模子平面落入异物； 排气不足； 排气孔太大； 模具造成的注射周期反常。 设备问题： 制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积； 注压机模板安装调节不正确； 模具安装不正确； 锁模力不能保持恒定； 注压机模板不平行； 拉杆变形不均； 设备造成的注射周期反常 注塑条件问题： 锁模力太低； 注射压力太大； 注射时间太长； 注射全压力时间太长； 注射速率太快； 充模速率不等； 模腔内料流中断； 加料量控制太大； -刘友辉(Tony Liu), 2009 21 操作条件造成的注射周期反常。 温度问题： 料筒温度太高； 喷嘴温度太高； 模温太高。 设备问题： 增大注压机的塑化容量； 使注射周期正常； 冷却条件问题： 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； 将制件在热水中冷却。 如何解决飞边与缩水的矛盾 降低注射速度，降低注射压力，同时增大保压压力和时间。 如果这时出现缺胶现象，则需要提高成型温度。 如果只是局部缩水而增压引起的飞边， 则要检查缩水部位周围的胶位是否太薄， 造成薄的地方容易冷却，而熔胶未能补充到缩水的部位。 4、黑点产生的原因及解决办法 1）料管温度设定太高使熔料过热分解，则应检查料筒的温度控制器是否失控，并适 当降低料筒的温度。 2）熔料在料筒中滞留导致局部过热分解，则应检查料筒、喷嘴及螺杆防止回流阀内 有无数贮料死角，并加以修理 3）熔料与料筒壁磨擦过热使熔料分解，对此应调整螺杆与料筒的空隙。避免过大剪 切力，浇口过小或注射速度太快 4）模具内残留的气体由于绝热压缩而引起燃烧。使熔料过热分解。对此可适当降低 注射速度并改进模具的排气口结构。 5、熔接线 熔接线产生的原因 产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 22 熔接线产生原因分类 温度问题： 料筒温度太低； 喷嘴温度太低； 模温太低； 熔接线处模温太低； 塑料熔体温度不均。 注塑问题： 注射压力太低： 注射速度太慢。 (3)模具问题: 拼缝处排气不良； 部件排气不良； 分流道太小； 浇口太小； 三流道进口直径太小； 喷嘴孔太小； 浇口离拼缝处太远，可增加辅助浇口； 制品壁厚太薄，造成过早固化； 型芯偏移，造成单边薄； 模子偏移，造成单边薄； 制件在拼缝处太薄，加厚； 充模速率不等； 充模料流中断。 6、流纹 流纹的分类： 1）蛇流纹 熔体从浇口进入模腔时，产生射流效应、表现在制品表面上就象一条蛇， 因此称之为蛇流纹。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 23 2）波浪纹 熔体在模腔内流动不平稳，时快时慢，表现在制品表面上就象波浪一样， 因此称之为流浪纹。 3）放射纹 一般只出现在浇口附近，熔体进入模腔时产生喷射，表现在制品表面上 为放射状，因此称之为放射纹。 4） 萤光纹 熔体流动产生的剪切应力使制品表面产生与萤火虫身体十分相似的光泽， 因此称之为萤光纹 流纹的解决办法 1）蛇流纹 当浇口深度比模腔入口深度小很多，而且充模速率很高，熔体流动变成不稳定的射流 流动时，前面的射流已凝固后面的流动熔体充满模腔，这时会在制品表面出现蛇流纹。 解决措施： 改变工艺条件。采用降低注射速率的方法会逐渐消除射流效应，使熔体流动方式扩 展流动，扩展流动会使制品具有较好的表面质量；另外提高模温和熔体温度也会消 减射流效应，使熔体流动扩展流动。 改变模具浇口尺寸。 当浇口深度比模腔深度略小时， 射流的出口膨胀作用使后面的熔 体和前面流出不远的射流前缘融合，从而使射流效应表现不明显。当浇口深度等于 或接近于模腔深度时，充模速率低，形成扩展流。 改变模具浇口角度。 使模具浇口与模具动模夹角为4o5o， 这样当熔体从浇口流出时， 首先会受到模腔壁的阻止，可防止蛇流纹的出现。 改变模具浇口位置。将模具浇口设置在离模具模腔壁（垂直于浇口方向的）最近的位 置，当熔体从浇口流出时，首先会受到模腔壁的阻止，也可防止射流出现，使之成 为扩展流，从而避免蛇流纹的出现。 2）波浪纹 在熔体充模过程中，新熔体流不断从内层压出，推动前锋波滞流移动，同时前锋波缘 不断地受到拉伸，由于流动阻力使稍后的熔体压力上升又把前面刚形成的波纹压平前 进，造成滞流堆积、从而形成制品表面波浪纹。特别在注射速率快、注塑压力小或模具 结构不合理的情况下，熔体流动时进时停，PP结晶时快时慢，更易造成制品表面结晶 度不一致，形成制品表面波浪纹。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 24 解决措施： 改变工艺条件。采用高压低速注射，可保持熔体质熔体流动的稳定性，从而防止波 浪纹的出现。 提高模温。随着模温提高，熔体流动性增加，对结晶聚合物来说，较高的温度有利 于结晶的均匀性，从而减少波浪纹的出现。 改变模腔结构。 模具的结构也可以造成制品表面出现波浪纹。 如模具型芯的棱角较突 出，熔体流动阻力较大，会造成熔体流动不稳定，从而形成波浪纹。因此改变模具型芯 的棱角，使其缓冲过渡，保持熔体流动稳定，可防止波浪纹的出现。 改变制品的厚度。 制品厚度不均匀会使熔体流动阻力时大时小， 造成熔体流动不稳定， 因此尽量将制品厚度设计为均匀厚度，也可防止波浪纹的出现。 3）放射纹 注射率过大，熔体产生喷射时，由于熔体具有弹性，当熔体从料筒中通过模具浇口快 速流向模腔时，熔体产生弹性恢复过快造成熔体破裂而产生放射纹。 解决措施： 改变工艺条件。采用高压低速注射，即可使弹性熔体在相同流动长度上流动时间增 加，弹性失效程度增加，从而减少放射纹的出现。 改变模具浇口形状。增大浇口或者把浇口改为扇形，可以在熔体进入模腔之前，先 使其弹性稍有恢复，避免熔体破裂。 加长模具主浇道长度。在熔体进入模腔之前，先使其弹性失效，也可避免熔体破裂。 设备更换为延伸喷嘴。 加长熔体在进行模腔之前的流动路径， 使熔体弹性失效程度增 加，也可避免因熔体破裂而出现放射纹。 4）萤光纹 熔体在模腔内流动时，靠近凝固层的分子链一端被固定在凝固层上，而另一端被邻近 的分子链沿流动方向拉伸。由于靠近模腔壁的熔体流动阻力最大，流动速率最小， 而模腔中心处的流动阻力最小，流动速率最大，这样在流动方向上就形成了速度梯 度，因此在注射速率小、注塑压力大或制品厚较薄的情况下，靠近模腔壁的熔体剪 切力最强、取向度最大，高分子在流动中被拉伸表现出内应力，致使制品表面出现 萤光纹。 -刘友辉(Tony Liu), 2009 25 解决措施： 改变工艺条件。采用中压中速注射，随着注射速率的增加，熔体在相同流支长度上 冷却时间减少，其单位体积的熔体凝固相对变慢，制品内应力减弱，减少制品表面 荧光纹的出现。 提高模具温度。较模温可使大分子松弛加快，分子取向作用和内应力都降低，从而 减少制品表面萤光纹的出现。 改变模腔结构，增加制品厚度。制品厚度较大，熔体冷却较慢，应力松弛时间相对延 长，取向应力会减小，从而减少荧光纹。 热处理（烘箱烘烤或热水煮）。热处理使大分子运动加剧，松弛时间缩短，使解取向 作用加强，从而减少荧光纹。 7、气泡、料花 产生的原因： 气孔的造成是由于模腔内塑料不足，外圈塑料冷却固化，内部塑料产生收缩形成真 空。多半由于吸湿性物料未干燥好，以及物料中残留单体及其他化合物而造成的。 判断气孔造成的原因，只要观察塑料制品的气泡在开模时瞬时出现还是冷却后出现。 如果当开模时瞬时出现， 多半是物料问题， 如果是冷却后出现的则属于模子