科学注塑成型培训(很详细很深入!).ppt

注塑成型,1,2,注塑成型工艺,加热,注射,冷却,偶然看来，注塑工艺很简单：,塑料放在料斗里,在料筒里加热,挤到模具里,需求也很简单：,根据零件的特性选择材料,通过注塑机和模具加工,冷却后脱模得到需要的产品,对于大多数工艺，由于塑料材料的特性和工艺本身的复杂性，注塑成型是绝对复杂的。,3,只有从零件设计到最终零件的质量保证，全面理解整个注塑成型工艺，成功的注塑成型计划才能实现,4,有一种任何人都能用的注塑成型技术吗？,注塑成型工艺简化成4个塑料变量,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内的塑料压力,关键点！,5,课程内容,注塑机,模具,塑料,注塑工艺,注塑工艺曲线,注塑成型经济学,注塑问题解决,第一部分注塑机,6,注塑机的种类,7,按料筒和开模角度分类,角式注塑机,立式注塑机,卧式注塑机,按注塑单元的不同分类,8,柱塞式注塑机,螺杆式注塑机,按锁模单元的不同分类,9,曲肘式注塑机,液压式注塑机,注塑机的成型系统,10,注射单元,锁模单元,模具,有三个主要的成型部件,它们共用：,一个液压系统或伺服驱动系统,一个控制系统,每个成型部件的作用是什么？,注射单元,11,准备塑料（加热/混合）,使塑料流动（注射）,压缩和减压塑料（补缩/保压/减压）,注射单元的主要任务：,注射单元的主要部件是什么？,反应注塑机优劣的重要部分,温度（进料口、料筒、射嘴）,12,螺杆转速,背压,注射单元实现任务的重要控制参数：,准备塑料,塑料流动（第一段）,压缩（第二段）,螺杆回料位置（塑化和松退位置）,注射压力,位置（螺杆速度改变）,填充速度,填充时间,保压压力,保压速度,保压时间,料筒是一个长、厚的钢管。,13,料筒上安装有加热圈、热电偶。,料筒的容量是以PS料的盎司数来表达的,料筒、加热圈、热电偶,控制器根据热电偶，测量并通过加热圈调节料筒的温度。,控制器只感测热电偶的温度，这并不代表塑料的温度。塑料温度才是注塑工艺的主要变量。,注塑机的最大注射量也是以PS料的注射量来表示的。通常对于注射量应选择注塑机最大限度的20%-80%。这也是选择注塑机的重要指标之一。,关键点！,关键点！,14,螺杆通常分三段：,螺杆,计量段,喂料段传送塑料,压缩段,喂料段,长度,直径,螺纹深度,压缩段熔化塑料,计量段混合塑料,各段的螺纹槽深度不同：喂料段的螺纹槽深度比计量段深，它们的比值叫压缩比。例如，3：1压缩比的螺杆，喂料段的螺纹槽深度是计量段的三倍。,螺杆的有效长度跟直径的比值叫长径比（L/D）,L/D大，塑料从进料口到射嘴需要较长的距离；,经过这段距离的时间叫塑料的滞留时间；,螺杆的外形结构表示为螺杆三段的螺纹圈数：12-6-6（20/1L/D）螺杆=长径比20：1螺纹圈数喂料段：12圈；压缩段：6圈；计量段：6圈。,15,压缩比的选择：,螺杆的压缩比和长径比,低-1.52.5:1(剪切敏感塑料,如PVC),长径比（L/D）的选择:,L/D小,塑料的熔化效果差；塑料的滞留时间短；,L/D大,传递扭矩大,能量消耗增加；塑料的滞留时间长；,中-2.53.0:1(一般用途塑料,如PS),高-3.05.0:1(结晶型塑料,如PA),压缩比大,剪切作用强,塑化能力弱;,结晶型塑料需要长的喂料段,无定型塑料需要长的压缩段。,对于滞留时间，应该如何？我们如何知道？,16,螺杆的运动方式：,螺杆的作用,塑化后退-料筒前段的塑料压力起作用；,螺杆的特殊结构和运动方式能达到以下目的:,输送塑料到料筒前段；,产生摩擦和剪切热量，快速熔化塑料；,注射前进-液压缸内的油压起作用;,混合塑料，提供均匀的熔体温度和颜色分布；,塑化转动-马达（液压或电动）起作用；,完成注射和保压过程。,关键点！,关键点！,17,止逆环的目的是确保注射期间塑料只能沿一个方向流动,防止塑料出现回流现象。,止逆环,环形,爪形,销钉形,分流形,在加工一些热敏性塑料，如PVC，或者热固性塑料时，为了减小剪切作用和滞留时间，通常不用止逆环。,18,射嘴是连接料筒和模具的装置。,射嘴,射嘴孔的直径和球头半径要小于水口套孔的直径和球头半径。为什么？,水口套,射嘴,射嘴需要安装独立的加热圈，热电偶和控制器。,射嘴的加热是维持料筒内的塑料温度。,关键点！,19,射嘴的球头半径大于水口套的球头半径,射嘴孔的直径大于水口套的直径,以上两种情况主流道水口无法正常脱出来！,20,料斗的作用是储备塑料颗粒。,料斗,正确的进料口温度应该是在防止塑料熔化和水份冷凝温度之间！,料斗,塑料在重力作用下，从料斗经过进料口进入料筒。,进料口处应设置冷却套，防止该处塑料熔化。,关键点！,锁模单元,21,安装并固定模具,开关模具，提供锁模力,顶出产品,锁模单元的主要任务：,提供侧抽芯、机械手接口等,顶出机构一般跟注塑机的移动板连接。,22,液压顶出机构是由液压缸通过顶杆接触模具的顶针板,并顶出塑料产品。,多数注塑机上装有顶出机构,用来顶出产品：,顶出压力,顶出机构,顶出要控制的参数：,顶出速度,顶出行程,顶出次数,为什么模具的顶出装置通常在动模一边？,23,曲肘锁模-尾座板可以移动,锁模机构,液压锁模-尾座板不可以移动,固定板,移动板,尾座板,格林柱,通常有两种机构来完成锁模和提供锁模力：,24,当塑料被注射到模具内，会产生很大的压力使模具胀开。为确保正常的注塑过程能够完成，注塑机必须提供足够的锁模力。,25,液压缸使曲肘伸缩并导致移动板前后运动；,曲肘伸直并锁死，格林柱被拉伸产生锁模力；,曲肘锁模机构：,由于曲肘伸直长度不变，通过调整尾座板的位置来适应不同的模具厚度；,锁模力作用在移动板和固定板的四周；,锁模力随模具温度的变化而变化。,液压缸产生锁模力；,锁模力作用在移动板的中心；,液压锁模机构：,锁模力不随模温而变化；,最小模具厚度受到液压缸活塞杆行程的限制。,尾座板固定不可移动；,26,y,x,2/3y,2/3x,通常固定板一侧的中心位置是模具发生变形的最大位置，为防止固定板和模具过度变形，一般要求模具的长宽尺寸必须超过格林柱空间尺寸的2/3以上。,如果锁模力设置太高，会导致：1）模具损伤；2）影响排气；3）固定板过度变形。,关键点！,关键点！,分段合模/开模,27,只要产品够空间取出，开模距离尽可能小；,合模步骤：高速合模低速合模低压保护高压锁模,开模/合模速度应合理，最小化机器的剧烈抖动。,目的：最小化开模、顶出、合模和锁模的时间。,防止前后模重要部件因速度惯性相撞,防止水口或异物进入模具而损伤模具,开模步骤：低速开模高速开模低速开模,防止开模损伤产品,防止速度惯性造成开模位置误差,关键点！,注塑机的液压基础,28,注塑单元,塑料流动,液压注塑机的动作和力是由液压提供的：,压缩塑料,射嘴和水口套压紧,螺杆转动,螺杆背压设置,螺杆松退,锁模单元,开模,合模,锁模,产品顶出,29,油箱装油,比例阀：控制流量，改变速度,压力阀：调节压力,换向阀：改变流向，转换动作,4个基本的液压机械元素,油泵使油流动,油阀控制油的流动方向和压力,液压缸：实现直线运动（如螺杆的前进、后退，模具的开关动作）,马达：实现旋转运动（如螺杆的转动）,转换器把液压油的能量转换成机械动作,30,液体的流动产生固体的运动,螺杆前进后退、模具开关动作是因为液压油在流动；,螺杆的注射速度、开关模速度是由液压油的流量决定的；,不是注塑机的注射压力要求塑料流动，塑料在模具内流动时遇到的阻力产生了塑料压力。,3个基本的液压法则,液体的流量决定固体的速度,液体流动遇到的负载（阻力）决定液体的压力,针对液压注塑机：,关键点！,关键点！,31,力（Force）=压力（Pressure）X面积（Area）F=PXAP=F/AA=F/P,压力的强化作用,帕斯卡定律：,注塑机的注射单元：,塑料给螺杆前端的力=液压油给螺杆后端的力,通常液压缸的横截面积螺杆的横截面积,所以螺杆给塑料的压力液压压力，塑料压力得到加强,螺杆的强化率R=液压缸的横截面积/螺杆的横截面积,塑料压力=液压压力X强化率R,关键点！,32,有关注塑机液压的计算,33,衡量注塑机等级的2个重要指标,速度线性度,载荷敏感度,衡量设定注射速度和实际注射速度的差异；,计算公式：（设定速度-实际速度）/设定速度X100%,通常差异值在+/-10%以内被认为是世界级的注塑机。,衡量设定的注射速度在遇到不同的阻力时的变化差异；,计算公式：,通常差异值在+/-5%以内被认为是世界级的注塑机。,34,注塑机的安全操作,注塑成型潜在的危险因素：,高温烫伤-加热的料筒和熔化的塑料,高压伤害-注射时的塑料和液压油,触电伤害-电气元件,机械伤害-开模、合模等机械运动部件,安全生产谁负责？什么时候可以不遵守注塑机的安全操作规程？,关键点！,35,注塑机的安全保护装置：,按下紧急停机按钮-电路断开，马达停止，注塑机没有任何动作。,打开前安全门-没有锁模和注射动作。,打开清洗安全盖-注射单元座和螺杆停止动作。,打开电路板保护盖-除非主电源断开，否则不能打开。,打开后安全门-马达和油泵停止，注塑机没有任何动作。,第二部分模具,36,模具的部件,37,模具的分类,38,单型腔模具,多型腔模具,家族模具,单型腔单浇口的模具是注塑能力最强的模具。,家族模具是每个型腔成型不同产品的多型腔模具。由于每个型腔的填充和补缩不同，工艺控制也相对困难。,39,冷流道模具,热流道模具,流道里的塑料始终保持熔化状态。可以节省原料、降低周期、自动切断浇口等。,40,主流道,主流道通常有斜度（26度）：,与注塑机射嘴接触的一端直径较小，但该端的直径仍旧要大于射嘴孔的直径；,主流道在流动方向需要高度抛光。,主流道为什么要有斜度？为什么要抛光？主流道可以尽量粗吗？,主流道的另一端直径较大，并且设有拉料杆。,关键点！,41,拉料杆,拉料杆可以确保开模时水口被拉在动模一侧；,拉料杆可以确保从动模顶出水口；,关键点！,拉料杆还具有冷料井的作用。,“Z”形拉料杆,倒扣形拉料杆,42,分流道,圆形流道压力损失最小，优先选用；,半圆形和矩形流道压力损失最大，尽量不要采用。,关键点！,为什么圆形流道压力损失最小？,43,流道的平衡性,如果流道面积和流动长度不一致，那么流道是不平衡的；,不平衡的流道,不平衡的流道,平衡的流道,44,就算流道是平衡的，由于流道截面剪切速率的分布不同，也不一定各型腔同时进胶或同时充满（塑料流动的记忆效应）。,45,浇口,不同的浇口形状：,凸耳浇口,薄膜浇口,边缘浇口,扇形浇口,直接浇口,潜伏浇口,46,浇口有三个关键的尺寸：,深度,宽度,长度,冷却后冻结的塑料可以封闭浇口；,浇口冻结封闭的时间通常取决于浇口的深度。,如何知道浇口多久才会封闭？如何设定保压时间？,关键点！,47,流道系统是模具设计的重要方面之一，尤其是浇口的数量和位置对产品的质量有决定性的影响。,关键点！,48,模具的排气方式有：,边缘排气,排气槽,顶针排气,闭合的模具里面充满了空气，如果空气不能及时排出，塑料注射时产品将出现烧焦、熔接线明显等缺陷。,排气,真空排气,动力排气,模具上不要设置不合理的排气,但模具上永远不会有多余的设计合理的排气。,排气的合理位置通常在填充期间塑料流动前沿困气的位置。,产品烧焦是如何产生的？,关键点！,49,塑料转移到模具的热量排出途径：,传递给注塑机模板,通过空气对流和辐射,冷却水带走,模具的冷却系统带走了大部分模具内的热量。,冷却系统,50,冷却系统是模具设计的另一重要方面，冷却水道有三个关键尺寸：,直径,深度,孔距,冷却水道必须集中到模具里热量集中的区域。,关键点！,51,冷却水道应该尽量与产品表面保持一致的距离；,有一些装置可以使冷却水直接流到模具所需要的地方，如隔板。,52,不同的顶出/脱模方式：,顶针,推板,笥筒,顶出/脱模系统,滑块,斜顶,液压,气动,机械,顶针,笥筒,推板,滑块,53,飞边产生的原因：,模具有缺陷,型腔内的塑料压力大于锁模力,飞边,54,第三部分塑料,什么是塑料？,55,1、塑料是一种材料,材料的分类：金属、无机非金属、有机高分子材料,金属材料：金、银、铜、铁、铅、汞、钠、镁等,无机非金属材料：水泥、陶瓷、石头、金刚石等,有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维等,2、塑料是一种有机高分子材料（聚合物）,一般典型的有机高分子材料的相对分子量为1万100万；而水的分子量为18（H2O），氧气为32（O2），二氧化碳为44（CO2）；,56,有机高分子材料（聚合物）通常是由一种或几种含碳元素的小分子（单体）通过聚合反应形成的；,原材料通过化学反应生成单体（monomer）。,单体通过“烹调”涉及到加热、加压和催化剂等，把单体连接到一起，这个过程叫聚合。,我是单体！,我们在聚合！,57,聚合物的分子中有重复性的结构单元（单体）；当由单体生成的“链”足够长时，所生成的材料叫做聚合物。,我们是一样的，当我们在一起的时候，我们是聚合物！,58,59,实际上，一些分子在加工过程的早期开始反应，形成了很长的分子,60,有些开始反应稍迟一点，形成中等大小的分子,有些开始反应很迟，形成了短分子,因此，一批聚合物是由不同长度的分子所组成的。,61,每一批的分子长度分布是不同的。结果聚合物的属性是变化的。,通常分子比较长，聚合物的流动性比较差，压力损失也大。所以在注塑成型工艺中，聚合物本身就是一个变量。,短分子,长分子,批次A,批次B,批次C,为什么同一品牌、同一厂家的不同批次的原料用同样的设备和模具注塑出来的产品质量却不一样？,关键点！,聚合物链（高分子）化合物：,62,单聚物：所有的重复单元相同PS共聚物：两种不同的重复单元SAN或HIPS三聚物：三种不同的重复单元-ABS,3、塑料在加工过程中可以显示塑性且能流动成型,塑性：加热可软化变成熔体，在一定的温度和压力下能流动成型，冷却后能保持既定形状的特性。,63,塑料的优点,64,1、质轻、比强度高,常用塑料的密度为0.92.2g/cm3,为钢铁的1/41/3,铝的1/2左右,其中泡沫塑料密度更低,约0.010.6g/cm3,比强度是强度与密度的比值。由于塑料的密度小，比强度就比金属要高。部分特殊塑料的强度本身就比金属高，如玻璃纤维增强的PA，其拉伸强度为170MPa以上，而有些金属材料的拉伸强度才160MPa。,广泛应用于建筑和交通运输行业。,2、耐化学腐蚀性好,塑料对一般的酸、碱、盐和各种化学药品有较强的抗腐蚀能力。聚四氟乙烯（PTFE）号称“塑料之王”，能耐“王水”的腐蚀，即不与任何化学药品起反应作用，其耐腐蚀性已经超过黄金。,广泛应用于防腐设备、容器和部件。,65,3、优异的电绝缘性能,广泛应用于电力设备和电子零部件。,几乎所有的塑料都是电的不良导体。其电绝缘性能可与陶瓷相媲美。,66,4、良好的消声性、减震性、和耐磨性,广泛应用于交通运输和包装业中的防震装置、衬垫，电器行业的机械零部件。,塑料轴承及传动机构，不但耐用而且减震，消音也大为改进；而且很多塑料具有耐磨、减磨和自润滑性，运转终身不用加润滑油，不用维修，不会生锈。,67,5、热导率小、保温性能良好,塑料的热传导率比金属小34个数量级，所以其隔热保温性能是其它材料所无法比拟的，如泡沫塑料。,广泛应用于交通工具、仓库和管道输送等隔热保温工程。,68,6、加工性能较好、经济效益显著,塑料容易成型，投入少，加工周期短，适于大批量生产，且大多塑料可以回收再用。,69,塑料的缺点,70,1、刚性、硬度低,2、耐热性差,3、导热性差、热膨胀系数大,4、易出现老化,很多塑料的机械强度、刚性、硬度不如金属、陶瓷等材料。,多数塑料的使用温度低，遇火易燃烧。,塑料制品容易变形，尺寸稳定性受温度影响大。,塑料在光、氧、水、热和大气环境作用下会老化，性能变劣。,塑料的分类,71,1、按塑料的产量和使用情况区分,通用塑料,工程塑料,指一般用途的塑料。其生产成本低、性能变化大，产量和使用量大，但刚度、强度及耐热性不高；如PE、PP、PS、PVC等，其产量约占塑料总量的80%以上。,指适于作工程结构部件和化工设备等工业用途的塑料。其生产成本高、产量和使用量相对小，刚度、强度及耐热性好，能代替某些金属；如PC、PA、ABS、POM、PBT、PEEK等。,2、按塑料的化学结构和热行为区分,热塑性塑料,热固性塑料,72,加热变软，冷却变硬（物理状态变化）,能反复软化,限制高温应用,加热变硬，交叉连接（化学结构变化）,不能反复软化,高温应用,热固性塑料可以加回料使用吗？,3、按塑料的分子聚集态结构区分（热塑性塑料）,结晶型塑料,非结晶型塑料（无定形）,73,规则结构,明显的熔点,通常不透明,收缩率高,耐溶剂,耐磨,随机结构,宽的软化范围,通常透明,收缩率小,溶剂敏感,不耐磨,结晶型热塑性塑料,非结晶型热塑性塑料,74,聚乙烯（PE）,聚丙烯（PP）,尼龙（PA）,聚甲醛（POM）,聚酯（PBT）,乙缩醛（Polyacetal）,聚笨乙烯（PS）,聚碳酸酯（PC）,聚氯乙烯（PVC）,有机玻璃（PMMA）,SAN,ABS,热固性塑料,酚醛树脂,环氧树脂,氨基树脂,不饱和聚酯,塑料的原料与组成,75,1、树脂,2、添加剂,树脂是塑料的主要成分，它决定了塑料的基本性能。通常塑料的名称是以树脂名称命名。树脂的原材料来自于：石油天然气农产品,添加剂是塑料的辅助成分，它可以改变塑料的某些性能。,添加剂的种类,稳定剂,抑制和阻缓塑料老化。,润滑剂,增塑剂,填料和增强剂,着色剂,减小摩擦，改善流动性和脱模性，增加美观。,降低成型温度，提高韧性，改善塑料成型时的流动性。,如玻璃纤维可提高强度和硬度，改善耐热性，降低收缩率。阻燃剂可降低塑料的可燃性。,使塑料具有特殊的光学性能和颜色。,76,聚合物分子链降解,添加剂降解,77,过热,化学破坏（如PBT水解）,高温时间过长,过高剪切作用,加工过程，添加剂损失,塑料的降解,Bye-Bye,塑料降解后会改变物理性能。添加剂含量的改变是原料和早期回料的主要不同，但回料是坏材料吗？如何有效和安全地使用回料？,关键点！,塑料的吸水性,78,塑料的吸水性比金属、陶瓷、玻璃等无机材料要大，但比木材小。,水分会改变某些塑料的属性，因此在注塑前必须烘干移除水分。,吸水性的塑料有：,ABS,聚酯（如PBT高温下易水解）,尼龙（PA）,聚碳酸酯（PC）,有机玻璃（PMMA）,关键点！,注塑过程结晶塑料状态的转变,固体（原料）,液体（粘流态）,成型,固体（制品）,熔点温度（Tm）,分解温度（Td）,成型温度范围,Td越高，塑料分解几率越小,TmTd越宽，塑料热稳定性越好,塑料的热性能,79,如何设定注塑机的料筒温度？,注塑过程非结晶塑料状态的转变,玻璃态（原料）,高弹态,粘流态,成型,玻璃化温度（Tg）,粘流温度（Tf）,Td越高，塑料分解几率越小,Tg高代表什么？,高弹态,玻璃态（制品）,分解温度（Td）,TfTd越宽，塑料热稳定性越好,80,几种常见塑料的热性能温度,81,结晶度对塑料产品的影响,结晶度越高，产品的收缩越大，尺寸越不稳定，且容易引起变形。,最大结晶速率温度：Tc，max(0.80.85)Tm,POM料，熔点约为170，模温要控制在什么温度才能尽快稳定产品的尺寸？,采用退火处理，可提高产品结晶度，改善产品内应力。,塑料的结晶度,82,为什么结晶度越高，产品尺寸收缩越大？,塑料的流动性,83,大部分塑料熔体的流动表现为层流，具有非牛顿流体特性。,流体的流动方式,层流,湍流,84,衡量塑料流动性好坏的一个重要参数是黏度。而塑料的非牛顿流体特性表现为随着剪切速率的增加，黏度会下降。,剪切应力,黏度,剪切速率,85,注射速度增加，剪切速率会变大，塑料的黏度会降低，流动性变好。,黏度,高,低,注射速度,快,慢,这条曲线说明了什么？,黏度对注射速度高敏感区,黏度对注射速度低敏感区,拐点,哪个区域的产品质量比较稳定？,关键点！,86,哪个型腔先充满？,87,塑料在模具内的流动表现为“喷泉”效应。,如果1张没有褶皱的纸放在模具型腔里，注塑时会被冲走吗？,88,塑料填满型腔的顺序。,关键点！,塑料的收缩率,89,塑料收缩的原因:,热胀冷缩（伴随体积的变化）,流动过程分子取向，静止过程分子紊乱,结晶过程分子排列整齐,塑料收缩对产品的影响:,尺寸变小,表面缩水,内部空穴,90,内部应力，产品变形,影响收缩率的因素,注射和保压压力注射和保压压力越大，收缩越小。,产品的冷却速度塑料跟模具的温度差越大，产品脱模后跟环境的温度差越大，收缩越大。其中模温在浇口封闭后的冷却阶段对收缩起主导作用，通常模温越高，塑料结晶完全，分子取向消除，收缩也越大。,塑料原料种类结晶度越高、分子量越大、填充剂越大，收缩越大。,91,如果产品尺寸偏大，工艺上如何解决？,透明的产品内部有空气泡，工艺上如何解决？透明的产品内部有真空泡，工艺上如何解决？,92,圆环半径（R1，R2）收缩后如何变化？,R2,R1,如果增大保压压力，R1，R2收缩后又如何变化？,塑料的内应力,93,所有的塑料零件存在3种应力,分子取向应力,压缩应力,拉应力（包括结晶）,不均匀的内应力对产品的影响,开裂,翘曲变形,降低力学性能,94,产品内应力改善方法,分子取向应力注射速度慢冷却速度慢料温和模温高。,产品设计壁厚尽量均匀，厚薄结合处采用圆弧或阶梯过渡；金属嵌件采取预热措施。,模具设计小浇口开设在壁厚处；模具冷却系统确保塑料产品冷却均匀。,95,产品后处理退火可改善内应力。,压缩应力保压压力小保压时间短料温和模温高。,拉应力（结晶应力）冷却速度慢料温和模温高。,如果产品变形，工艺上如何解决？,常见塑料的性能和用途,96,97,98,99,第四部分注塑工艺,注塑技术人员法则,100,如果你是注塑技术人员，请遵守以下两条法则：,先学习，再思考，最后才动手：,学习注塑理论知识并掌握它；,思考注塑问题发生的原因；,运用所学的知识和积累的经验针对性地去解决问题。,化繁为简：,注塑工艺归根结底只跟塑料的4个变量有关：,只调整跟问题相关的参数；,不要同时调整多个参数；,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内的塑料压力,关键点！,101,如果你是注塑技术人员，请记住以下原理：,稳定的工艺取决于以下四个变量是否稳定；,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内的塑料压力,关键点！,为什么没有调机，产品质量也不稳定？,尽量选择确保以下四个变量能够稳定的工艺参数。,任何注塑产品缺陷都跟四个变量中的部分变量相关；,影响塑料温度的因素：,102,螺杆结构（压缩比和长径比）,螺杆背压,料筒和射嘴温度,螺杆转速,塑料温度,进料口温度,103,料筒和射嘴的加热,注射单元的料筒和射嘴都有加热圈和热电偶；,料筒和射嘴被分成不同的加热段（如：后段、中段、前段和射嘴）；,每一加热段都有热电偶测量温度；,加热圈和热电偶共同控制每段的温度；,热量由加热圈产生，通过料筒和射嘴传递到塑料；,关键点！,在正常注塑生产时，加热圈的热量只提供塑料熔化所需热量的20%，主要是用于调节和控制塑料温度；其余80%的热量来自螺杆转动。,热电偶测得的温度和塑料温度是不一样的；,104,螺杆的转动,塑料颗粒与料筒内部因螺杆转动产生的摩擦生热；,在螺杆的熔化段，被加热和压缩的固体塑料颗粒与料筒内壁产生摩擦，摩擦导致的热量使塑料熔化；,熔化的塑料因螺杆转动导致的剪切生热。,螺杆的转动带来80%的塑料熔化热量：,这是个快速有效的塑料熔化过程，就象冰块在热砂轮上摩擦。,在螺杆的熔化段和计量段，已经熔化的塑料熔体因螺杆转动产生剪切作用，剪切速率的增加使塑料熔体被进一步加热；,这不是个被期望的过程，因为高的剪切速率会破坏塑料内的纤维填料。,关键点！,柱塞式注塑机有何不足？,105,螺杆转速和背压,螺杆转速：,螺杆转速决定最大的剪切速率；,螺杆背压：,在不增加周期的情况下，螺杆转速应尽可能慢，以减小剪切速率，使塑料熔化更加均匀，并减少塑料填料中的纤维破坏。,背压可以有效改变剪切速率，从而快速改变塑料熔体的温度，一定的背压可以使塑料熔体保持一定的密度，但过高的背压则会破坏塑料内部的纤维填料；,为避免不均匀的熔体温度，背压尽量不要分段。,关键点！,106,进料口温度,进料口应该设置冷却管道，防止塑料结块；,关键点！,加热,不要加热,冷却管道,进料口温度也不可以太低，防止出现露水；,通常进料口温度要高于35。,每种塑料都有粘贴温度，它可以让塑料和料筒内壁更快粘贴，减少熔胶时间。,107,塑料熔体温度的测量,采用30-30的方法：,把探针加热到高于设定温度30；,把探针插入塑料熔体30秒后读数；,被测量的塑料熔体按注塑周期取样。,108,与温度相关的参数的设定和优化,应该控制在原料供应商推荐的温度范围内。,应该控制在原料供应商推荐的温度范围内。,关键点！,如何确定塑料熔化后的目标温度？,如何设定模具温度和烘料温度？,目的：通过相关温度工艺参数的设定使塑料能够均匀的熔化，并达到所需要的塑料目标温度，减少因塑料温度不均匀或不恰当造成的质量缺陷。,109,通常取原材料供应商推荐的温度范围的中间值为初始设定值；,测量塑料熔体的实际温度；,适当调整螺杆转速和背压；,主要调整料筒中段和后段的温度使塑料温度满足目标温度。,应该控制在使塑化时间比冷却时间短24秒的范围内。,应该控制在原料供应商推荐的范围内（注意利用强化率换算）。,关键点！,如何设定料筒、射嘴、进料口温度？,如何设定螺杆转速？,如何设定螺杆背压？,110,塑料可以流动是因为注射单元的功劳,塑料流动速率,塑料的流动速率与螺杆的注射速度密切相关,如果螺杆止逆环泄漏会怎样？,111,注射速度快，塑料黏度低，流动性好，而且速度的波动导致黏度的变化相对小。,黏度,高,低,注射速度,快,慢,关键点！,注射速度越快，工艺越稳定,尽可能选择快速填充,注射速度,112,填充期间，注射速度是关键变量，注射压力是次级变量；,注射压力,在型腔充满之前，塑料流动的阻力达到最大，出现填充期间的压力峰值：,如果填充时间不变，压力峰值变化说明塑料黏度在变化；,所以压力峰值的变化可以用于检测黏度的变化。,注射压力峰值,113,液压法则告诉我们：,关键点！,足够的注射压力去支撑注射速度,足够的液压流量去达到需要的注射速度,流量决定速度；,阻力决定压力。,所以填充期间为保证有足够和稳定的注射速度，我们需要：,进一步我们需要：,确保填充期间实际的注射压力永远不能达到设定的压力；通常设定压力要高于压力峰值15%。,检查注塑机油路是否有泄露，油泵和阀门是否有损坏。,关键点！,114,产品质量允许的情况下，尽可能少；,注射速度分段,取消没有作用的分段；,目的是减少因为注射速度的变化而造成塑料黏度变化，确保工艺更加稳定。,关键点！,115,传统的成型方法：,注射成型方法,填充和补缩在第一阶段完成；,用第一阶段的压力完成补缩；,即保压切换前产品已经100%打饱。,稳定的成型方法：,把填充和补缩分离；,用第二阶段的压力完成补缩；,即保压切换前只打满95-99%的产品；,第一阶段用尽可能快的速度填充；,优势在于可以降低黏度的变化而导致产品的变化，可以提高工艺能力，总是生产好零件。,填充,补缩,填充,补缩,116,填充阶段的参数设定和优化,设定的注射压力要高于实际压力峰值的15%；,尽量用一致的、较快的速度完成填充；,关键点！,目的：尽量采用快速填充方法，并确保注射速度尽量稳定。,速度分段尽可能少；,控制螺杆位置，确保填充结束时产品只打满95-99%。,117,牛顿流体（如液压油）的系统静态压力处处相等,塑料压力,非牛顿流体（如塑料）的系统内存在很大的压力损失,118,补缩,补缩压力确保模具型腔的表面特征能够反映在产品表面上；,填充完成后必须有部分的缓冲塑料来传递补缩压力：,最终的料垫（余料）通常控制在塑化量（不包括松退）的5-10%。,关键点！,料垫,填充阶段主要通过速度控制，当95-98%的型腔被充满时，通过螺杆位置切换为补缩和保压，而补缩保压阶段主要靠压力控制。,补缩是为了完成填充并压入更多塑料弥补冷却后体积收缩；,119,保压,补缩结束后，塑料必须被保留在模具里直到浇口冻结；,保压压力和时间决定多少塑料保留在模具型腔里；,通常保压时间比浇口封闭时间长1秒左右。,关键点！,如果浇口没有冻结，塑料会发生泄压或回流；,浇口冻结时间可以用产品称重来确定。,120,塑料冷却,塑料的冷却过程涉及两方面：,热量从塑料中移出-速度较慢,热量从模具中移出-速度较快,塑料的冷却速率取决于塑料温度和模具表面的温度差。,热量,产品带走约40%的热量,关键点！,121,模具内的热量有三个途径排出：,传递给注塑机模板,通过空气对流和辐射,冷却水带走,冷却速度跟以下相关：,冷却孔的直径、距离和深度；,冷却水的温度；,冷却水的流动速率；,通常冷却水的冷却效果作为工艺控制的重点。,冷却水路的连接方式。,冷却速度,出,122,冷却水用量少,压力损失大,进出水温差大,冷却水路的连接方式,进,串联,并联,进,出,进,出,串/并联组合,冷却水用量多,压力损失小,如果冷却水流量小，冷却效果会很差,也许是最好的方式,123,