塑成型概论——成型工艺参数及调整.doc

塑成型概论成型工艺参数，调整 & 缺陷研究塑成型概论成型工艺参数及调整注塑量 注射量是指注塑机螺杆在注塑时,向模具内所注射的熔体量。 注射量 = 螺杆推进容积*C 为注塑物料密度C 对结晶型聚合物为0.85,对非结晶型聚合物为0.93 注塑机不可用来加工小于注射量1/10或超过注射量70%的制品 计量行程(预塑行程)注射量的大小与计量行程的精度有关。太小，注射量不够；太大，使料桶前部每次注射后射出残量太大,使熔体温度不均或过热分解。预塑后计量的熔体其纵向温度和径向温度都有温差，螺杆转数，预塑背压和料桶温度都将对熔体温度和温差有较大影响.松退量（防延量）1、防延量：螺杆计量到位后，又直线地倒退一距离，使计量室的比容变大，内压下降，防止流体从计量室中流出。 2、防流延还有一目的是注射喷嘴不退后进 行预塑 时，降低喷嘴流道系统压力，降低内应力，并在开模时容易抽出水口。 3、防延量大会使计量室中挟杂有气泡，甚至造成成品外观不良。对粘度大的物料可不设防延量。螺杆转速螺杆转速影响注塑物料在螺杆中运送和塑化的热行程和剪却效应因此它是影响塑化能力、塑化质量和成型周期的重要参数。螺杆转速越高，塑化能力越强。塑料的熔融，大体是因螺杆旋转所产生的热量，因此螺杆转速太快，则有下列影响：1.塑料的热裂解；2.使螺杆或螺缸磨损加速。 主要优点为增加塑化能力，降低塑化时间。在螺杆直径较大或螺槽较深时，如果无法降低背压，可以增加螺杆 转速来提高塑化速度，减少塑化时间。 当计量后段螺杆转速应特别低，以降低惯性冲击，提高计量精度，多级控制有利于消除温差并提高塑化质量。加料背压预塑时的背压表示螺杆在预塑时计量室中压力。 背压对熔体温度影响较大：背压提高使螺槽中物料密实，延长物料在螺杆中热厉程。塑化质量也得到改善，过高背压会使剪切热过高，可能会使物料降解。 背压在下列状况是需要的：均一的加热熔融，尤其是粒子经由剪切热而仍未熔融者。机械、外观均一性，对色母粒（色粉）和填充物(玻璃纤维)的均匀分散。去除材料所带入之空气朝向进料口排出。产生均一的熔融温度梯度轴，尤其是在有效的螺杆计量长度被缩短时。减少残留的缓冲熔胶在保压期间因为空气的陷入而造成每模间之波动。料管温度料管温度指设定注意事项： 1、是为使滞留于料管及螺 杆内之冷硬树脂熔融，以利螺杆之转动。 2、熔胶温度 = 料管温度 + 机械热能 所以料管温度的设定应比该材料所能承受的温度要低。 3、料管温度设定通常分为 4 段控制(大机台更多)，最好能配合螺杆的进料段、压缩段及计量段，另外再加上喷嘴分别给予不同的温度设定控制，由于熔胶温度才是绝对的条件，而料管温度是相对的。所以应根据料流的状况来设定料管温度。 4、注意包胶现象。射出速度 射出速度之设定是控制熔胶充填模具之时间及流动模式，他是流动过程中之最重要条件。射出速度的调整正确与否对产品外观品质有绝对的支配。 射出速度设定的基本原则是配合塑料在模穴内流动时，按其流动所形成之断面大小来升降，并且遵守慢 快 慢而尽量快确认外观有无瑕疵的要领。高速充填的效果 使塑料流动时，温度降低较慢，流动容易。 压力损失较小，模穴内压力分布差异减少。 增加成品表面光泽，降低结合线明显程度及提高其强度；但也增加表面流痕、气痕和毛边的机会。 减少充填时 ，肉薄部位较易充填， 但肉厚部位可能易于凹陷的现象 增加塑料分子结构的均匀性或结晶度。 初期慢速充填的效果 减少喷痕及浇口部位的焦痕、雾点等瑕疵。 可使多模穴成形较易获得流动平衡。 末期减速充填的效果 增加气体逃逸的机会及避免对其产生绝热压缩，可减少流路末端的短射或烧焦。 保压的切换较准确，避免模腔内压太高或过度充填；当然成形品质精度及变形量也能较稳定射出压力射出压力的设定主要是控制油压使足以推动螺杆达到所设定的射出速度要求。由于每种塑料的特性不同，流动的 难易程度即不同，同种材料熔胶温度不同，黏度也会发生变化，产品不同、模具设计、模温不同均会使材料流动形成之阻力改变，要在种种不同状况下维持 同一射出速度，就得改变射出压力，使克服熔胶流动所造成之阻力。 射出压力与保持压力不同，射出压力主要影响的是充填阶段，而保持压力影响的却是冷却阶段。保持压力保持压力的设定是为使树脂在冷却的过程中不致产生回流 ，且能继续补充因树脂冷却收缩而不足的空间，而得到最佳的模具复制效果。 保持压力设定过高，易造成毛边、过度充填浇口附近的应力集中等不良现象，保持压力设定过低，又易造成收缩太大、尺寸不安定等现象。 保持压力必须伴随保压切换点及保压时间设定方为有效。 保压不足时会导致：1.凹陷；2.气泡；3.收缩率增加；4.成形品尺寸变小；5.尺寸的波动性变大；6.由于熔胶回流导致内层配向。 过大的保压则会造成： 1.注道(Sprue)区域的应力； 2.脱模困难； 3.外皮层的拉伸应力。 保压时间阶段逐次降低保压可（多段保压）： 1.减少翘曲、降低从 浇口到末端的成形品区域之收缩变异； 2.减少内应力；3. 减少能源损耗。保压时间 保压时间的设定是为控制保压产生作用的时间，保压时间设定不足将使产品发生尺寸、重量不安定。但保压时间设定太长，又会影响成形效率。适当的保压时间是维持到浇口凝固的时间即可，同时保压大小与保压时间 的适当配合，可使程序式保压控制发挥最大效用。 保压是为了射出终了时密封注道及因体积收缩的补偿，因此保压必须高于内部残留的压力。 保压时间设定如果在最大有效保压时间之前停止，亦 即保压时间过短，则可能产生下列之结果：1.凹陷；2.气泡；3.重量不足；4.尺寸较小；5.由于熔胶之回流产生内部配向。；6.更高的翘曲，尤其在半结晶性的材料；7.更大尺寸波动；8.收缩率增加设定有效的。保压时间至少须到注道固化，一般约为冷却时间的30%即够。模温 在模具设计及成型工程的条件设定上，重要的是不仅维 持适合的温度，还要能让其均匀分布。不均匀的模温分布，会导致不均一的收缩和内应力，因而使成形品易产 生变形和翘曲。 模温的高低会影响塑料在模腔内硬化的速度，太低会 使充填较困难以及未适当的收缩(或再结晶)即硬化，使得成型品有较多的充填和热应力之残留；太高则容易出现毛边及需要较长的冷却时间。提高模温可以获致以下的效果： 1. 增加成形品结晶度及较均匀的结构。2. 使成形收缩较充分，后收缩减少。 3. 提高成形品的强度和耐热性。4. 减少内应力残留、分子配向及变形。 5. 减少充填时的流动阻抗，降低压力损失。6. 使成形品外观光泽较低。 7. 增加成形品发生毛边的机会。 8. 增加近浇口部位和减少远浇口部位凹陷的机会。 9. 减少结合线明显的程度。10. 增加冷却的时间。内应力注塑制品的内应力包括两种:一种是注塑制品成型应力,另一种是温度应力 影响内应力的工艺因素 对取向应力的影响在速冷条件下，取向会导致聚合物内应力的形成。 熔体温度高，粘度低，取向度降低，另一方面，由于熔体温度高会使应力松弛加快，促使解取向能力加强。 延长保压时间会导致取向压力增加。提高注射压力，保压压力，会增大取向压力。令材料变脆的几种状况。熔胶温度 内应力释放（模温、保压） 烘料条件（太久或不彻底） 滞留时间太久 结合线纠正注塑缺陷之完全手册注射模塑缺点和反常现象最终集中在注塑制品的质量上反映出来。注塑制品缺点可分成下列几点：（1）产品注射不足(短射)；（2）产品溢边(毛边)；（3）产品凹痕和气泡；（4）产品有接痕；（5）产品发脆；（6）塑料变色；（7）产品有银丝、斑纹和流痕；（8）产品浇口处混浊；（9）产品翘曲和收缩；（10）产品尺寸不准；（11）产品粘贴模内；（12）物料粘贴流道；（13）喷嘴流涎。下面一一叙述其产生的原因及克服的办法。 怎样克服产品注射不足 短射 short inject 产品注料不足往往由于物料在未充满型腔之前即已固化，当然还有其他多种的原因。 设备原因 料斗中断料； 料斗缩颈部分或全部堵塞； 加料量不够； 加料控制系统操作不正常； 注压机塑化容量太小； 设备造成的注射周期反常； 注塑条件原因 注射压力太低； 在注射周期中注射压力损失太大； 注射时间太短； 注射全压时间太短； 注射速率太慢； 模腔内料流中断； 充模速率不等； 操作条件造成的注射周期反常； 温度原因 提高料筒温度； 提高喷嘴温度； 检查毫伏计、热电偶、电阻电热圈（或远红外加热装置）和加热系统； 提高模温； 检查模温控制装置； 模具原因 流道太小； 浇口太小； 喷嘴孔太小； 浇口位置不合理； 浇口数不足； 冷料穴太小； 排气不足； 模具造成的注射周期反常； 物料原因：物料流动性太差。怎样克服产品飞边溢料 毛边 burr 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。 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； 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;3、怎样避免产品凹痕和气孔 产品凹痕通常由于制品上受力不足、物料充模不足以及制品设计不合理，凹痕常出现在与薄壁相近的厚壁部分。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或注塑条件问题。 物料问题 干燥物料；加润滑剂 降低物料中挥发物； 注塑条件问题 注射量不足；提高注射压力； 增加注射时间；增加全压时间； 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； 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；模温太低造成充模不足； 模子有局部过热点；改变冷却方案； 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； 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；怎样防止产品接痕（拼缝线） 溶接痕 weld line 产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成。 温度问题 料筒温度太低；喷嘴温度太低； 模温太低； 拼缝处模温太低； 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；(4) 设备问题 塑化容量太小；料筒中压力损失太大（柱塞式注压机）； 物料问题 物料污染；物料流动性太差，加润滑剂改善流动性；5、怎样防止产品发脆 产品发脆往往由于物料在注塑过程中降解或其他原因。 注塑问题 料筒温度低，提高料筒温度；喷嘴温度低，提高它； 如果物料容易热降解，则降低料筒喷嘴温度； 提高注射速度；提高注射压力； 增加注射时间；增加全压时间； 模温太低，提高它；制件内应力大，减少内应力； 制件有拼缝线，设法减少或消除；螺杆转速太高因而降解物料； 模具问题 制品设计太薄；浇口太小； 分流道太小；制品增加加强筋、圆内角； 物料问题 物料污染；物料未干燥好； 物料中有挥发物；物料中回料太多或回料次数太多； 物料强度低； 设备问题 塑化容量太小；料筒中有障碍物促使物料降解；6、怎样防止塑料变色物料变色通常由于烧焦或降解以及其他原因。 物料问题 物料污染；物料干燥不好； 物料中挥发物太多；物料降解； 着色剂分解；添加剂分解； 设备问题 设备不干净；物料干燥不干净； 环境空气不干净，着色剂等飘浮在空中，沉积在料斗及其他部位上； 热电偶失灵；温度控制系统失灵； 电阻电热圈（或远红外加热装置）损坏；料筒中有障碍物促使物料降解； 温度问题 料筒温度太高，降低它；喷嘴温度太高，降低它； 注塑问题 降低螺杆转速；减小背压力； 减小锁模力；降低注射压力； 缩短注射压力；缩短全压时间； 减慢注射速度；缩短注射周期； 模具问题 考虑模子排气；加大浇口尺寸，降低剪切速率； 加大喷嘴孔，主流道及分流道尺寸；去除模内油类及润滑剂； 调换润油剂； 另外，高冲击强度的聚苯乙烯和ABS如制品内应力大，也会由于受应力而变色。7、怎样克服产品银丝与斑纹 物料问题 物料污染；物料未干燥； 物料颗粒不均； 设备问题 检查料筒-喷嘴流道系统有无障碍物及毛刺影响料流； 流涎，采用弹簧喷嘴； 设备容量不足； 注塑问题 物料降解，降低螺杆转速，降低背压力；调整注射速度； 增大注射压力；加长注射时间； 加长全压时间；加长注射周期； 温度问题 料筒温度太低或太高；模温太低，提高它； 模温不均；喷嘴温度太高会流涎，降低它。 模具问题 增大冷料穴；增大流道； 抛光主流道、分流道、浇口；增大浇口尺寸或改为扇形浇口； 改善排气；提高模腔光洁度； 清洁模腔；润滑剂过量，减少它或调换它； 去除模子内露水（模子冷却造成的）；料流经过凹穴及增厚断面，修改制品设计； 试用浇口局部加热。8、怎样克服产品浇口处混浊产品浇口处出现斑纹和混浊，通常由于扩张注入模型时造成“熔体破碎”所致。 注塑问题 提高料筒温度；提高喷嘴温度； 减慢注射速度；增大注射压力； 改变注射时间；润滑剂减少或调换润滑剂； 模具问题 提高模子温度；增大浇口尺寸； 改变浇口形状（扇形浇口）；增大冷料穴； 增大分流道尺寸；改变浇口位置； 改善排气； 物料问题 干燥物料；去除物料中污染物；9、怎样克服产品翘曲与收缩 产品翘曲与过量收缩通常是由于制品设计不善、浇口位置不好以及注塑条件所致。高应力下取向也是因素。 注塑问题 加长注射周期间时；不过量充模下增大注射压力； 不过量充模下加长注射时间；不过量充模下加长全压时间； 不过量充模下增加注射量；降低物料温度以减少翘曲； 使充模物料保持最小限度以减少翘曲；使应力取向保持最小以减少翘曲； 增大注射速度；减慢顶出速度； 制件退火；制件在定型架上冷却； 使注射周期正常； 模具问题 改变浇口尺寸；改变浇口位置； 增加辅助浇口；增加顶出面积； 保持顶出均衡；要有足够的排气； 增加壁厚加强制件；增加加强筋及圆角； 校对模子尺寸； 制品翘曲与过量收缩对物料和模具温度来说是一对矛盾。物料温度高，制品收缩小，但翘曲大，反之制品收缩大、翘曲小；模具温度高，制品收缩小，但翘曲大，反之制品收缩大、翘曲小。因此，必须视制品结构不同解决其主要矛盾。10、怎样控制产品尺寸 产品尺寸的变化是由于设备控制反常、注塑条件不合理、产品设计不好及物料性能有变化。 模具问题 不合理的模子尺寸；制品顶出时变形； 物料充模不均；充模料流中断； 不合理的浇口尺寸；不合理的分流道尺寸； 模子造成的注射周期反常； 设备问题 加料系统不正常（柱塞式注压机）；螺杆停止作用不正常； 螺杆转速不正常；背压调节不均； 液压系统止回阀不正常；热电偶失灵； 温度控制系统不正常；电阻电热圈（或远红外加热装置）不正常； 塑化容量不足；设备造成的注射周期反常； 注塑条件问题 模温不均；注射压力低，提高它； 充模不足，加长注射时间，加长全压时间；料筒温度太高，降低它； 喷嘴温度太高，降低它；操作造成的注射周期反常； 物料问题 每批物料性能有变化；物料颗料大小无规律； 物料不干；11、怎样防止产品粘贴模内 产品粘贴模内主要由于模塑不善顶出不足，注料不足以及不正确的模具设计。如果制品粘贴模内，注塑过程不可能正常。模具问题 如果塑料粘贴模内是由于注料不足造成，不要采用顶出机构；去除倒切口（陷槽）； 去除凿纹、刻痕以及其他的伤痕；改善模子表面的光滑性； 抛光模子表面动作方向应与注射方向一致；增加斜度； 增加有效顶出面积；改变顶出位置； 校核顶出机构的操作；在深抽芯模塑中，增强真空破坏及气压抽芯； 模塑过程中检查模腔是否变形，模架是否变形；检查开模时，模子有否偏移； 减小浇口尺寸；增设辅助浇口； 重新安排浇口位置，旨在减少模腔内压力； 平衡多模槽的充模速率；防止注射断流； 如果制件设计不善，重新设计；克服模子造成的注塑周期反常； 注塑问题 增加脱模剂或改善脱模剂；调正物料供给量； 降低注射压力；缩短注射时间； 减少全压时间；降低模温； 增加注射周期；克服注塑条件造成的注塑周期反常； 物料问题 清除物料污染；物料中加润滑剂； 干燥物料； 设备问题 修缮顶出机构；如果顶出行程不足，加长它； 校对模板是否平行；克服设备造成的注塑周期反常；12、怎样克服塑料粘贴流道 塑料粘贴流道是由于注口与喷嘴圆弧接触面不良，浇口料未同制品一起脱模以及不正常的填料。通常 ，主流道直径要足够大，使制件脱模时浇口料仍未全部固化。 流道与模具问题 流道注口与喷嘴必须配偶好；确保喷嘴喷孔不大于流道注口直径； 抛光主流道；增加主流道锥度； 调正主流道直径；控制流道温度； 增加浇口料拉出力；降低模具温度； 注塑条件问题 采用流道切断；减少注