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注塑成型工艺2008年10月18 目录 塑料的基本概念 塑料的分类 塑料制品的分类 塑料零件的设计要点 常用热塑性塑料简介 常用热塑性塑料的鉴别 注塑设备的分类及规格表示方法 注塑机的结构 注塑机的工作原理 注塑机的主要参数 注塑机主要参数的调整 常用塑料的注塑工艺参数 注塑模具的分类 注塑模具的结构及设计重点 几种特殊注塑工艺介绍 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 塑料的基本概念 定义 塑料通常是指可以按照设计的形状进行加工 且其形状基本保持不变的一类天然或人工合成的高分子化合物 是一种质量轻耐腐蚀 绝缘性好 易于成型为各种外观形状零件的材料 其强度比金属差 但比木材 玻璃 陶瓷等材料强 塑料的主要性能 物理性能 密度 吸水性 透气性 成雾性等机械性能 抗张强度 抗压强度 抗冲击强度 弹性模量 疲劳强度 蠕变 硬度 伸长率等电性能 表面电阻 体积电阻 击穿电压 介电常数 介质损耗等热性能 软化点或熔点 耐热温度 马丁 维卡 热变形温度 玻璃化温度 热膨胀系数 导热系数等稳定性 耐化学腐蚀性 耐老化性 高 低温 光照 耐气候性等透明塑料 浊度 透光率 表面光泽度等 塑料的分类 按加工性能分 热塑性塑料 指在一定温度范围内可以反复加热熔融软化而冷却后又硬化的一类塑料 这种塑料加热后一般只发生物理变化 不发生化学变化 因此可以反复受热加工 比如PE PP PS PVC ABS PC PA POM等热固性塑料 指受热后形成不熔性物质的一类塑料 这类塑料加热后发生化学反应 使其分子链结构发生变化 当其再次加热时就不具有可塑性 比如酚醛 氨基 环氧树脂 聚氨酯 聚二苯醚等按用途分 通用塑料 指产量大 用途广 加工容易 价格低廉 性能不高的一类塑料 一般作为非结构材料使用 如PE PP PVC PS EP PF等 此类塑料主要缺点是性能差 使用温度不高 导热性能差 受热膨胀系数大 易变形 易燃 易老化等工程塑料 指可以作为结构材料使用 能在较宽的温度范围内承受机械应力和在较苛刻的环境中使用的一类塑料 如PC PA POM ABS PTFE PSU 聚砜 PPO 聚苯醚 PPS 聚苯硫醚 PI 聚酰亚胺 等 与通用塑料相比其优点有 密度小 比强度大 耐磨 吸震 自润滑 抗冲击 抗疲劳 电绝缘性好 耐热 抗腐蚀等 广泛应用与机械工业 电子电器 化工机械设备等领域 功能塑料 指用于特定用途具有特定功能的一类塑料 如医用塑料 抗菌塑料 磁性塑料 阻燃塑料等 1 热稳定性热稳定性较好的树脂 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯等 热稳定性差的树脂 硬聚氯乙烯 HPVC 软聚氯乙烯 SPVC 聚甲醛 POM 和防火塑料等 2 熔融指数 FMI 熔融指数较低的树脂 HPVC SPVC PC PMMA等 熔融指数较高的树脂 聚苯乙烯 聚乙烯 聚丙烯 尼龙等 了解所用树脂的性能 3 塑料的含水率与干燥温度 塑料制品的设计要点 一 零件的形状应尽量简单 合理 便于成型 在保证使用要求前提下 力求简单 便于脱模 尽量避免或减少抽芯机构 不仅可以大大简化模具结构 便于成型 且能提高生产效率 二 零件的壁厚应合理确定 塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求 太薄会造成制品的强度和刚度不足 受力后容易产生翘曲变形 成型时流动阻力大 大型复杂的零件就难以充满型腔 反之 壁厚过大 不但浪费材料 而且加长成型周期 降低生产率 还容易产生气泡 缩孔 翘曲等疵病 因此塑料零件设计时确定零件壁厚应注意以下几点 1在满足使用要求的前提下 尽量减小壁厚 2零件的各部位壁厚尽量均匀 以减小内应力和变形 不均匀的壁厚会造成严重的翘曲及尺寸控制的问题 3承受紧固力部位必须保证压缩强度 4避免过厚部位产生缩孔和凹陷 如果必须增加紧固力部分的壁厚 需要设计防收缩结构 见右图所示 5成型顶出时能承受冲击力的冲击 塑料制品的设计要点 三 必须设置必要的脱模斜度为确保制件成型时能顺利脱模 设计时必须在脱模方向设置脱模斜度 其大小与塑料性能 零件的收缩率和几何形状有关 对于工程塑料的结构件来说 一般应在保证顺利脱模的前提下 尽量减小脱模斜度 下表为根据不同材料而推荐的脱模斜度 塑料制品的设计要点 在具体选择脱模斜度时 还应注意以下几个问题 1凡零件精度要求高时 应采用较小的脱模斜度 2凡零件有较高 较大的尺寸形状 应选用较小的脱模斜度 3零件形状复杂的 不易脱模的应选用较大的脱模斜度 4材料的收缩率大的应选用较大的脱模斜度值 5零件壁厚较厚时 会使成形收缩增大 脱模斜度应采用较大的数值 6如果要求脱模后零件保持在型芯的一边 零件内表面的脱模斜度可比外表面小 反之 要求脱模后零件留在型腔内 则塑件外表面的脱模斜度应小于内表面 但当内外表面要求不一致时 往往不能保证壁厚的均匀 7增强塑塑料零件脱模斜度应相对偏大 含自润滑剂等易脱模塑料零件脱模斜度可相对偏小 8脱模斜度的方向 一般内孔以小端为准 符合图样 斜度由扩大方向取得 外形以大端为准 符合图样 斜度由缩小方向取得 一般情况下 脱模斜度 不包括在零件公差范围内 四 零件的刚度和强度不足时考虑设计加强筋为满足零件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法 往往是不合理的 不仅大幅增加了零件的重量 而且易产生缩孔 凹痕等疵病 在零件设计时应考虑设置加强筋 这样能很好地解决这些问题 它能提高零件的强度 防止和避免塑料的变形和翘曲 设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致 以防止充模时料流受到搅乱 降低零件的韧性或影响制件外观质量 加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份 对一些经常受到压力 扭力 弯曲的塑料产品尤其适用 此外 加强筋更可充当内部流道 有助模腔充填 对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用 加强筋一般被放在塑料产品的非接触面 其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向 选择加强筋的位置也受制于一些生产上的考虑 如模腔充填 缩水及脱模等 加强筋的长度可与产品的长度一致 两端相接产品的内壁 或只占据产品部份的长度 用以局部增加产品某部份的刚性 要是加强筋没有接上产品外壁的话 未端部份不应突然终止 应该渐次地将高度减低 直至结束 从而减少出现困气 填充不满及烧焦痕等问题 这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上 因为缩水的问题 筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度 加强筋高度通常是塑料零件壁厚的3 5倍左右 并有2 5度的脱模斜度 与零件侧壁的连接处应用圆弧连接 防止应力集中 加强筋的厚度应为零件平均壁厚的50 70 如果太大 容易产生瘪凹 如果要设置多个加强筋 则分布应错开 防止破裂 塑料制品的设计要点 五 零件的所有的转角尽可能设计成圆角或者用圆弧过渡圆角具有以下特点 1圆角可避免应力集中 提高零件强度在零件的转角处易产生应力集中 在受力或受冲击 振动时会发生破裂 如果成型条件不当或零件结构不合理 则会产生很大的内应力 特别容易产生应力开裂 有实验数据证明 当圆角半径小于零件壁厚0 3倍时应力集中急剧增大 当大于壁厚0 8倍时 应力集中明显变小 因此产品设计倒圆角通常大于壁厚的0 8倍 不得小于壁厚的0 3倍 2圆角可有利于充模和脱模对于一些流动性差的塑料或加入填冲料的塑料 零件设计圆角尤为重要 不仅可改善充模性能 而且可提高零件使用性能 3圆角有利于模具制造 提高模具强度零件上设计了圆角 模具的对应部位也呈圆角 这就增加了模具的坚固性 模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂 因而也增加了模具的强度 六 塑料零件的公差确定影响塑料零件尺寸精度的因素很多而且十分复杂 归纳起来主要有以下几方面 塑料制品的设计要点 1塑料原料本身的特性 一般结晶型和半结晶型的塑料其收缩率比无定型的大 范围也宽 因此零件尺寸精度也就有差异 2成型工艺条件如料温 模温 注射压力 保压压力 塑化背压 注射速度 成型周期等都会影响成型收缩率的大小和波动范围 3模具的结构如分型面选择 浇注系统的设计 排气 模具的冷却和加热等以及模具的刚度等都会影响零件尺寸精度 4模具在使用过程中的磨损和模具导向部件的磨损也会直接影响零件的尺寸精度因此在零件设计中正确合理确定尺寸公差是非常重要的 对于工程塑料零件 尤其是以塑代钢的制件 设计者往往简单地套用机械零件的尺寸公差 这是很不合理的 许多工业化国家都根据塑料特性制定了塑料零件尺寸公差 我国也于1993年发布了GB T14486 93 工程塑料模塑塑料件尺寸公差 设计者可根据所用的塑料原料和零件使用要求 根据标准中的规定确定零件的尺寸公差 大部分的塑料成形制品都能维持与满足相当紧密的尺寸公差 除了高收缩性的材料之外 如PE PP Nylon POM EVA及软质PVC 其收缩率达到2 至3 而一般热塑性制品的商业许可公差为 0 5 所以对于这些高收缩性材料必须指定较大的允许公差才行 因为其尺寸公差很难借模具设计给予补救 产品设计者在选定尺寸公差时要考虑使用的塑料材料 产品形状及其使用条件等 随着公差的严格要求 其制造加工精度与模具价格亦相对提高 所以产品设计者在图面上记入公差时 要谨慎地设定适用于该公差的使用条件 因此 产品设计者所设定的总公差应该包含了使用条件和环境条件下的尺寸变化 塑料制品的设计要点 常用热塑性塑料介绍 常用热塑性塑料介绍 常用热塑性塑料介绍 几种常用热塑性塑料的鉴别 感官鉴别法 几种常用热塑性塑料的鉴别 燃烧鉴别法 依据塑料的性能不同 取一小块试样 观察其燃烧的难易程度和火焰的颜色 气味和烟雾情况 燃烧残余灰渍等 仔细观察并与下图对照 可基本确定是哪一品种的热塑性材料 注塑设备的分类及规格表示方法 一 按外型特征分类卧式注射成型机立式注射成型机角式注射成型机 L型 多模注射成型机二 按塑化方式分类螺杆式注射成型机柱塞式注射成型机三 按注合模机构特征分类机械式注塑机液压式注塑机四 按注射能力分类 注塑设备的分类及规格表示方法 注塑机规格的表示方法一 按锁模力表示SZXX重大改进设计序号主参数 锁模力 KN 组别代号 注射成型机类别代号 塑料机械二 按锁模力和注射量表示厂家代号XX注射量 cm3 锁模力 KM 注塑机的结构 注塑机结构通常包括 锁模系统 注射系统 加热系统 液压系统 润滑系统 控制系统和保护系统 其中锁模系统和注射系统是最重要的部分 注塑机结构如下图所示 锁模系统 注射系统 加热系统 控制系统 液压系统 保护系统 注塑机的工作原理 1 3 2 5 4 7 6 9 8 11 10 12 14 13 16 15 17 1 锁模系统2 动模板3 动模4 定模5 定模板6 加热圈7 塑料8 料斗9 活塞10 液压油11 油缸12 基座13 料筒14 螺杆15 流道16 顶出装置17 射座油缸 注塑机的主要参数 一 注射参数理论注射容积 计量行程 余料量 注射完成后螺杆头部与射嘴之间剩余的胶料量防延量 螺杆计量到位后再直线松退一段距离 使料筒内熔体的比容增加 内压下降 防止料筒内的熔体溢出螺杆转速 螺杆转速是影响塑化能力 塑化质量 成型周期的等因素的重要参数 其速度取决与原料所永许的最大速度v 塑化量 由最短计量时间确定 最短计量时间必须保证在制品最短冷却周期内完成预塑背压 指螺杆在预塑时料筒中熔体的压强 背压的大小与塑化质量 驱动功率 反流 泄漏机塑化能力有关 注射压力 是注射油缸施加在螺杆上的总推力 注射速度 注射螺杆前进的时间比率 注射时间一定 注塑机的主要参数 二 锁模参数锁模力 指克服注射冲模阶段模腔压力产生的使模具分开的膨胀力所施加的压力顶出力 指制品从模具上脱落时克服制品与模具的附着力而施加的外力 三 温控参数供料温度 对部分吸湿性大或含水率高的原料进行必须的干燥温度 料筒温度 指料筒表面的加热温度 一般分为三段 第一段固体输送段 第二段压缩段 使物料处于压缩状态并逐渐熔融 第三段计量段 物料全部熔融 模具温度 指与产品接触的模腔表面温度 冷却温度 确保模具在一定范围内缓慢冷却所加注的冷却介质的温度 油 水 四 成型周期参数循环周期 指单个制品成型过程个阶段的时间总和 包括闭门 合模 注射 保压 塑化 冷却 开模 脱模取件时间等 最短冷却时间 最短冷却时间受制品壁厚 熔体冲模温度 模腔表面温度等影响保压压力 注射完成后为补充模腔内熔体收缩等螺杆头部继续施加在熔体上的压力保压时间 保压压力持续至浇口冷却的时间 注塑机主要参数的调整 一 注射量的调整注射量的选择和调整必须充分满足产品及浇注系统的总用料 且必须小于注塑机的理论射容积 同时考虑注射时的部分熔料在压力作用下的少量回流及保证塑化质量和注塑完成后保压时补塑的需要 二 注射速度的调整注射速度直接影响倒产品的质量和生产效率 注射速度过低 产品容易形成冷合料不易充满型腔 注射速度过高 塑料高速流经喷嘴时容易产生大量的摩擦热 使物料发生降解和变色 模腔中的空气由于被剧烈压缩而产生热量 在塑料汇合处会产生烧焦现象 一般注射速度应根据工艺的要求 塑料的性能 产品的形状 浇口的设计及模具冷却状况做调整 三 塑化能力的调整塑化能力应根据组塑及的整个成型周期配合协调 若塑化能力高 而机器的空循环时间过长 则不能发挥塑化装置的能力 导致能源浪费 反之则会加大成型周期 提高塑化能力和改进塑化质量可通过改进螺杆的结构形式 参数 提高螺杆的转速增大驱动功率来实现 四 预塑背压的调整螺杆背压对熔体温度的影响效果与塑料的性质有密切关系 背压提高有助与材料 注塑机主要参数的调整 压实排出塑料中的气体 背压增加系统阻力加大 螺杆退回减慢 延长了塑料在料筒中的热历程时间 塑化质量得到改善 但背压增加降低了原料的传输速能力及塑化量 而且增加了功率消耗 过高的背压会使螺杆剪切热增及应力过高 原料易分解因此需要对背压进行多极控制 在不同位置上进行背压转换 注塑机PC控制板简介 显示屏 功能区 输入区 手动调整区 电源总开关 I O接口 运行选择模式 注塑机的操作规程 一 生产前的准备工作清理生产设备周围环境对设备进行一次清洁工作检查各部位的安全保护装置是否完好检查各部位螺钉 螺帽是否松动检查各控制开关 按钮及手柄等有无损坏 操作应灵活检查液压系统的油箱 油量应在油标安全线位置内检查冷却水管路 查看水流是否通畅核实生产用料与工艺要求 螺杆结构形式和喷嘴结构形式是否符合检测原料及含水量 如超标应进行干燥查看料斗内是否有异物 料斗上方不许存放任何物品擦干净模板工作面 按有关方法安装固定模具擦拭干净模腔及行位表面的防锈油脂二 注塑机开机控制箱总开关合闸料筒 喷嘴合模具开始升温测量料筒与模具实际温度与设置温度的差异并做相应调整把操作方式调整到手动位置点车启动螺杆转动 查看螺杆转动声音有无异常低速启动螺杆转动 如一切正常时开始加料直至喷嘴口挤出熔料手动操作对空注射熔料 查看塑化质量 根据塑化状况调整背压 注塑机的操作规程 合模注射座前移喷嘴与模具衬套口球面严密接触 注射产品 根据产品质量状况调整工艺参数 直到产品质量符合要求 调整操作方式至半自动位置 关闭安全门开始正常生产 工作中经常检查液压系统油温 以不超过55度为益 三 交接班工作要点交班操作工应做好本班生产工作记录 写明本班设备运转工作状况等接班操作工应先阅读交接班记录 与上一班交流生产及设备工作状况接班操作工应检查各润滑点润滑油量及润滑部位工作状况 酌情加注润滑油查看液压系统油温不超过55度 适当调节冷却水流量 查看油量不低于标准查看曲肘连杆 拉杆及注射座导轨部位润滑情况 确保充分润滑查看安全报警装置是否完好清点专用工具 摆放整齐四 停止生产时工作要点把操作方式调节到手动位置料斗停止加料手动操作 对空注射 直至喷嘴无熔料流出清洗料筒 螺杆松退关闭冷却水关闭电源如果长时间不用设备需要拆卸喷嘴及螺杆进行清洗与防绣处理 常用塑料的注塑工艺参数 注塑模具的分类 一 按制品使用原料分类热塑性材料注射模热固性材料注射模二 按照制品成型精度分类普通成型注射模精密成型注射模三 按制品质量大小分类微型注射模 小于5g 小型注射模 5 200g 中型注射模 200 2000g 大型注射模 2 20kg 四 按制品分型面分类两板模三板模四板模侧向抽芯模 模具结构及设计要点 模具结构及设计要点 模具设计要点 根据制品材料特点合理选择模具使用材料 尽量选用塑料模具专用刚才正确选择塑料材料的成型收缩率合理选择零件分型面合理确定零件脱模斜度合理确定行位结构及运动尺寸 确保滑动顺畅耐磨机构分离设置方式 确保维护维修可行性合理分布顶针方式及排布 确保顶出平行合理设计浇道系统及浇口形状 浇道结构尽量简单 热流道的合理设计平衡分布冷却水路 包括行位块等各机构 确保模具表面温度均匀 几种特殊注塑工艺介绍 一 二次注塑定义 为了满足某些塑料产品由于外型和工艺的要求需要两种或两种以上的塑料原料分多次注塑成型 如电脑的按键等 中间部分须导光用透明PC 外部不需要透光就用非透明PC ABS 一般要用到双料筒注射机注塑 另外也要两套特殊模具配合 两套模具 有些是一套模具 但是是双模仁 公模相同 母模有差异 第一次注塑成型一种原料 比如按键的透明料 模具转半圈后注射第二种原料 同时第一次注塑的原料成型的制品就相当于第二次注射的成型模仁了 注塑原理 A双螺杆单台注塑机B单螺杆两台注塑机 几种特殊注塑工艺介绍 注塑机及产品工艺介绍 几种特殊注塑工艺介绍 注塑机及产品工艺介绍 仪表台左下盖板 仪表台 几种特殊注塑工艺介绍 二 气辅注塑定义 利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进 实现注射 保压 冷却等过程的新型注塑工艺 优点 消除产品内部应力 防止产品边形 降低模腔内的压力 从而减小锁模力 减少电能消耗 增加模具使用寿命 降低模具制造成本 减轻产品重量 消除缩痕 提高生产效率 提高产品设计自由度等 气辅设备与工作原理 设备见下图 气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装置 它是独立于注塑机外的另一套系统 与注塑机的唯一接口是注射信号连接线 注塑机将一个注射信号注 射开始或螺杆位置 传递给气辅控制单元之后 便开始一个注气过程 等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号 开始另一个循环 反复进行 气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体 通常为氮气 气体最高压力为35MPa 特殊者可达70MPa 氮气纯度 98 气辅控制单元是控制注气时间和注气压力的装置 它具有多组气路设计 可同时控制多台注塑机的气辅生产 气辅控制单元设有气体回收功能 尽可能降低气体耗用量 今后气辅设备的发展趋势是将气辅控制单元内置于注塑机内 作为注塑机的一项新功能 气辅设备与工艺 几种特殊注塑工艺介绍 几种特殊注塑工艺介绍 气辅工艺控制 1 注气参数气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置 气辅参数只有两个值 注气时间 秒 和注气压力 MPa 2 气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体 熔体与气体之间存在着复杂的相互作用 因此工艺参数控制显得相当重要 下面是各参数的控制方法建议 a 注射量气辅注塑是采用所谓的 短射 方法 即先在模腔内注入一定量的融料 通常为满射时的70 95 然后再注入气体 实现全充满过程 熔胶注射量与模具气道大小及模腔结构关系最大 气道截面越大 气体越易穿透 掏空率越高 适宜于采用较大的 短射率 这时如果使用过多料量 则很容易发生熔料堆积 料多的地方会出现缩痕 如果料太少 则会导致吹穿 如果气道与流料方向完全一致 那么最有利于气体的穿透 气道的掏空率最大 因此在模具设计时尽可能将气道与流料方向保持一致 b 注射速度及保压在保证产品表面不出现缺陷的情况下 尽可能使用较高的注射速度 使熔料尽快充填模腔 这时熔料温度仍保持较高 有利于气体的穿透及充模 气体在推动熔料充满模腔后仍保持一定的压力 相当于传统注塑中的保压阶段 因此一般讲气辅注塑工艺可省去用注塑机来保压的过程 但有些制品由于结构 几种特殊注塑工艺介绍 原因仍需使用一定的注塑保压来保证产品表现的质量 但不可使用高的保压 因为保压过高会使气针封死 腔内气体不能回收 开模时极易产生吹爆 保压高也会使气体穿透受阻 加大注塑保压有可能使制品表现出现更大缩痕 c 气体压力及注气速度气体压力与材料的流动性关系最大 流动性好的材料 如PP 采用较低的注气压力 几种材料推荐压力如下 塑料种类熔融指数 g 10min 使用气压 MPa PP20 308 10HIPS2 1015 20ABS1 520 25气体压力大 易于穿透 但容易吹穿 气体压力小 可能出现充模不足 填不满或制品表面有缩痕 注气速度高 可在熔料温度较高的情况下充满模腔 对流程长或气道小的模具 提高注气速度有利于熔体的充模 可改善产品表面的质量 但注气速度太快则有可能出现吹穿 对气道截面大的制品则可能会产生表面流痕 气纹 d 延迟时间延迟时间是注塑机射胶开始到气辅控制单元开始注气的时间段 可以理解为反映射胶和注气 同步性 的参数 延迟时间短 即在熔胶还处于较高温度的情况下开始注气 显然有利于气体穿透及充模 但如果太短 气体容易发散 掏空形状不佳 掏空率也不够 气辅模具 气辅模具与传统注塑模具没有多大差别 只增加了进气元件 称为气针 并增加气道的设计 所谓 气道 可简单理解为气体的通道 即气体进入模具后所流经的部分 气道有些是制品的一部分 有些是为引导气流而专门设计的胶位 气针是气辅模具很关键的部件 它直接影响工艺的稳定和产品质量 气针的核心部分是由众多细小缝隙组成的圆柱体 缝隙大小直接影响出气量 缝隙大 则出气量也大 对注塑充模有利 但缝隙太大会被熔胶堵塞 出气量反而下降 应用范围 气辅注塑最适宜于具有粗大柱孔或厚筋的制品以及胶位粗大内部有孔穴的制品 如手柄类 汽车保险杠 衣架类等 几种特殊注塑工艺介绍 几种特殊注塑工艺介绍 三 IMD IMD定义 是指将已印刷成型好的装饰片材真空成型后放入注塑模内 然后将树胶注射在成型片材的背面 使树脂与片材接合成一体固化成型的技术 IMD是在注射成型的同时进行镶件装饰的技术 产品和装饰承印材覆合成为一体 使产品达到装饰性与功能性于一身的效果 IMD优势 1 产品稳定性 使产品产生一致性与标准化的正确套色 2 产品耐久性 透过特殊处理的依附薄膜的保护 可提供产品更优良的表面耐磨与耐化学特性 3 3D复杂形状设计 应用薄膜优良的伸展性 可顺利达成所需的产品复杂性外开设计需求 4 多样化风格 可依客户需求创造金属电镀或天然材质特殊式样 5 制程简化 经由一次注塑成型的方法 将成型与装饰工艺同时达成 可有效降低成本与工时 提供稳定的生产 应用范围 汽车业 仪表盘 空调面板 内饰件 车灯外壳 标志等家电业 电饭煲 洗衣机 微波炉 空调器 电冰箱等的控制装饰面面板电子业 MP3 MP4机 计算机 VCD DVD 电子记事本 照相机等装饰面壳及标牌 几种特殊注塑工艺介绍 IMD在汽车内的应用 IMD的优点 1不需要图形张贴 在模具内部完成装饰功能2技术加工不会造成对环境的污染3能够完成复杂的二维 三维图形在产品上的应用及颜色和图案的自由调配4产品的使用不会对环境造成污染 几种特殊注塑工艺介绍 IMD在汽车内的应用 几种特殊注塑工艺介绍 IMD在汽车内的应用 几种特殊注塑工艺介绍 IMD的工艺流程 几种特殊注塑工艺介绍 IMD的工艺流程 自动 胶片输送 胶片加热 真空成型 取件合模 注塑成型 外型切割 IMD的工艺流程 手动 胶片输送 胶片加热 真空成型 胶片取出 胶片切割 胶片放置 合模 注塑成型 冷却保压 开模取件 几种特殊注塑工艺介绍 IMD的工艺流程 手动 几种特殊注塑工艺介绍 IMD设备装置及工厂一角 胶片输送装置 几种特殊注塑工艺介绍 IMD设计要点A最小可接受R角的设计B产品型面不可有倒沟C产品深度尽可能小于长宽方向尺寸D胶片图案的角度要满足拉伸的需要E模具上的胶片定位设计要合理F真空模或注塑模表面要光滑G流道及浇口方式尤为重要 尽可能采用潜浇口H切除角度设计要合理 避免切除不良 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 一 欠注 缺料 定义 熔料进入型腔后没有充填完全 导致塑件缺料叫做欠注或短射 经常发生区域 制品壁厚较薄的地方或流动路径的末端区域 产生原因及解决方法 1 设备选型不当解决方法 选型时注塑机的最大注射量必须比产品注射总量 包括塑件 浇道及飞边 大20 2 供料不足A加料口底部可能有 架桥 现象 或加料口温度过高 落料不顺畅 应予以疏通和冷却加料口 B可适当增加螺杆注射行程 增加供料量 C检查止逆阀是否完好 D螺杆与料筒磨损严重 熔料在料筒中回流严重导致欠注 应调整料筒与螺杆的间隙 修复设备 E冷料 杂质阻塞料道 应将喷嘴拆卸清理或扩大冷料穴及流道截面 F浇筑系统设计不合理 流道 浇口不能过小 过薄 过长 熔料压力在流动过程中损失太大 流动受阻 应扩大流道面积及浇口面积 必要时可采取多点进胶 同时设计流道时应确保流动平衡 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 3 原料流动性能太差解决方法 合理设置浇道位置 扩大浇口 流道和注料口尺寸以及采用较大的喷嘴 同时 可在原料配方中增加适量助剂 改善树脂的流动性能 4 模具排气不良解决方法 A检查有无冷料腔 或其位置是否正确 对于型腔较深的模具 应在欠注部分增设排气沟槽或排气孔 在合模面上 可开设深0 02 0 04mm 宽度5 11mm的排气槽 排气孔应设置在型腔的最终充填处 B对原料进行干燥及清除易挥发物 C在模具系统的工艺操作方面 可通过提高模具温度 降低注射速度 减小浇注系统流动阻力 以及减小合模力 加大模具间隙等辅助措施改善排气不良 5 模具温度太低解决方法 开机前必须将模具预热至工艺要求的温度 刚开机时 应适当节制模具内冷却剂的通过量 若模具温度升不上去 应检查模具冷却系统设计是否合理 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 6 熔料温度太低解决方法 将料桶加热到仪表设定的温度后还需恒温一段时间才能开机 如果为了防止熔料分解不得不采取低温注射时 可适当延长注射循环时间 克服欠注 7 喷嘴温度太低解决方法 在开模时应使喷嘴与模具分离 减少模温对喷嘴温度的影响 使喷嘴处的温度保持在工艺要求的范围内 或适当提高喷嘴加热温度 8 注射压力或保压压力不足解决方法 通过减慢射料螺杆前进速度 适当延长注射时间等方法提高注射压力 或通过适当提高料温降低熔料黏度 以提高流动性能补救 或通过适当增加保压时间等方法弥补 9 注射速度太慢解决方法 适当提高注射速度 10 塑件结构设计不合理解决方法 在注塑成型时 塑件的厚度应采用1 3mm 大型塑件为3 6mm 厚度超过8mm或小于0 5mm都对注塑成型不利 设计时应尽量避免 11 塑料塑化不充分解决方法 检查是否有未融化的塑料或杂质 调整背压 适当提高加热温度及塑化时间 及螺杆转速 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 二 溢料飞边定义 当塑料熔料被迫从分型面挤出模具型腔产生薄片时便形成了飞边经常发生区域 发生在模具的不连续处 通常是分模面 排气孔 排气顶针 滑动机构等 是由于塑料过量充填造成外溢的瑕疵 产生原因及排除方法 1 锁模力不足解决方法 检查零件投影面积与成型压力的乘积是否超出了设备的额定锁模力 2 料温太高解决方法 可通过观察喷嘴的滴料情况来判断 适当降低料桶 喷嘴及模具温度 对于聚酰胺等粘度较低的熔料 仅靠改变成型条件解决溢料飞边缺陷是很困难的 应适当降低料温的同时 尽量精密加工及研修模具 减小模具间隙 3 模具缺陷解决方法 检查动模定模是否对中 分型面是否贴合 型腔及模具型芯部分的滑动件磨损间隙是否超差 模板间是否平行 有无弯曲变形 模板的开距有无按模具厚度调节到正确位置 排气槽孔是否太大太深等 4 工艺条件控制不当注射速度过快 注射时间过长 注射压力在模腔中分布不均 充模速率不均衡 加料过多 润滑剂过量都会导致移料飞边 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 三 熔接痕定义 在熔融塑料填充型腔时 两股或多股熔料在相遇时前沿部分已经冷却 使它们不能完全融合 便在汇合处产生线性凹槽 形成熔接痕 熔接痕分 A缝合线 不同方向流动的塑料汇合所致B熔合线 两股平行流动的熔胶波形成经常发生区域 靠破孔 镶埋件 多重浇口或因壁厚变化而产生竞流效应时 会形成熔接痕 产生原因及排除方法 1 料温太低产生原因 低温熔料的分流汇合性能较差 容易形成熔接痕 解决方法 适当提高料桶及喷嘴的温度 或者延长注射周期 促使料温上升2 模具缺陷解决方法 尽量采用分流少的浇口形式并合理选择浇口位置 尽量避免充模速率不一致及充模料流中断 3 模具排气不良解决方法 检查模具排气孔是否被塑料的固化物或其他物体阻塞 在模具汇料点处增加排气孔 也可通过重新定位浇口 或适当降低锁模力 增大排气间隙来加速汇料合流 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 4 脱模剂使用不当在注塑成型中 一般只在螺纹等不易脱模的部分才均匀地涂用少量脱模剂 原则上尽量减少脱模剂的用量 5 塑件结构设计不合理解决方法 设计塑件形体结构时 应确保塑件的最薄部位必须大于成型时允许的最小壁厚 尽可能使壁厚趋于一致 尽量减少嵌件的设计及避免厚度变化太大 6 熔接角度太小极限熔接角度一般在135 左右 大于极限熔接角度 熔接痕便消失 7 塑料的流动性不好解决方法 在塑件功能许可范围内 可以考虑改用流动指数 MI 值较高的塑料 8 其它原因当使用的原料水分或易挥发物含量太高 模具中油渍未清除干净 模腔中有冷料或塑料内的纤维填料分布不均 模具冷却系统设计不合理 熔料固化太快 嵌件温度太低 喷嘴孔设计太小注塑机塑化能力不够 压力损失大 都会导致不同程度的熔接痕 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 四 气穴定义 在塑料填充型腔时 多股熔料前沿包裹形成的空腔或者熔料填充末端由于气体无法排出导致填充不完全的现象 经常发生区域 空气无法从排气孔或镶埋件的缝隙逃逸时 一般出现在最后填充区域 这些区域的排气孔太小或没有排气孔 就会形成气穴 表现为塑件内部产生空洞或气泡 塑件短射或是瑕疵 另外 塑件壁厚差异较大时 塑料倾向于往壁厚处流动造成竞流效应 也是形成气穴的主要原因 产生原因及排除方法 1 浇口和流道设计不合理浇口位置应设置在塑件的厚壁处 直浇口出现真空的现象比较突出 尽量避免选 如果浇口形式无法改变 可通过延长保压时间 加大供料量 减小浇口锥度进行调节 2 合理设置排气孔排气孔通常设置在最后填充区域 确定有足够大的排气孔 建议排气孔的尺寸 结晶性塑料直径为0 025mm 不定型塑料直径为0 038mm 3 合理控制成型条件适当降低注射速度 让空气又足够的时间排除 4 变更塑件设计缩减壁厚比例 可以减低塑料的竞流效应 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 五 翘曲变形定义 产品内部收缩不一致导致内应力不同引起的变形 常发生情形 壁薄 平板等产品最容易出现翘曲变形产生原因及排除方法 1 分子取向不均衡解决方法 降低塑料温度和模具温度 同时在塑件脱模后将其置于较高温度下保持一定时间再缓冷至室温 即可大量消除塑件内的取向应力 2 产品结构设计不合理解决方法 设计塑件结构时 各部位的断面厚度应尽量一致 塑件各部位的冷却速度均衡 在设计平板产品时需要合理分布加强筋的位置和方式 加强筋的方向尽量与熔体流动方向一直 3 模具浇注系统设计不合理解决方法 在确定浇口位置时 应使型芯两侧受力均匀 4 模具脱模及排气系统设计不合理解决方法 在模具设计方面 应合理设计脱模斜度 顶杆位置和数量 提高模具的强度和定位精度 对于中小型模具 可根据翘曲规律来设计和制作反翘模具 在操作方面 应适当减慢顶出速度或顶出行程 5 模温不均匀 解决方法 运水进出方向对称 增加多组水路 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 六 缩痕定义 塑料的注射量低于模腔的容积 造成塑件表面局部下陷而产生的现象缩痕发生区域 塑件的壁厚区 筋 内圆角相接的平面上 产生原因及排除方法 1 成型条件控制不当解决方法 适当提高注射压力及注射速度 增加熔料的压缩密度 延长注射和保压时间 补偿熔体的收缩 A当缩痕发生在浇口的附近 延长保压时间 B当缩痕发生在壁厚处 延长塑件在模内的冷却时间 C当缩痕发生在嵌件周围 设法提高嵌件的温度 D供料不足引起缩痕 增加供料量 2 模具缺陷解决方法 适当扩大浇口及流道截面 交口位置尽量设置在对称处 进料口设置在塑件厚壁的部位 3 原料不符合成型要求解决方法 对于表面要求比较高的塑件 尽量采用低收缩率的树脂 注意原料的干燥 降低模具温度 4 塑件结构设计不合理解决方法 粗厚件易产生缩痕 筋等厚度为连接处塑件壁厚的60 左右最好 不要时需设计防收缩形状 比如火山口 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 七 气泡定义 制件内部的真空气泡 产生原因及排除方法 1 成型条件控制不当 解决方法 适当调整注射压力 注射速度 注射时间及保压时间 控制模温及料温 增大背压等2 模具缺陷解决方法 直接浇口易产生真空气泡 应尽量避免选用 流道不能太长太狭窄 浇口应设立在壁厚位置处 3 原料不符合使用要求原料水分含量太高 料粒太细或大小不均都会产生真空气泡 应充分干燥原料筛除细微料粒 4 浇口过早冷却浇口过早冷却会组织保压时的胶料补充效果 因此需适当加大浇口面积八 流痕定义 塑件在浇口附近形成的涟波状的表面瑕疵 是塑件温度分布不均匀或塑料凝固太快 熔体在浇口附近产生乱流形成冷塑料或是保压阶段没有足够的塑料所致 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 产生原因及排除方法 1 熔料流动不良导致塑件表面产生以浇口为中心的年轮状波流痕解决方法 提高模具和喷嘴温度 提高注射速率 增加注射压力及保压时间 扩大浇口及流道面积 截面最好是圆形的 如果在塑件的薄弱区域设置浇口 应采用正方形截面 2 熔料在流道中不畅导致塑件表面产生螺旋状波流痕解决方法 适当降低注射速度或对注射速度采取慢 快 慢分级控制 3 挥发性气体导致塑件表面产生云雾状波流痕解决方法 适当降低模具及机筒温度 改善模具的排气条件 降低料温及充模速率 适当扩大浇口截面 考虑更换润滑剂品种或减少其用量 九 条纹定义 成型制品表面沿着流动方向形成的喷溅状线条 它会从浇口处以扇形向外辐射发展 也叫银丝或水花 产生原理 空气或湿气挥发以及不同塑料混入后分解而烧焦形成 在塑件表面溅开的痕迹 产生原因及解决方法1 熔料塑化不良解决方法 适当提高料筒温度和延长成型周期 尽量采用加热式注料口或加大冷料井及加长流道 2 熔料中含有易挥发物易挥发物 A降解银丝 选用粒径均匀树脂 降低料筒及喷嘴温度 缩短熔料在料筒中的滞留时间 也可降低螺杆转速及前进速度 缩短增压时间 加大浇口 主流道及分流道截面 扩大冷料井 改善模具排气条件B水气银丝 充分干燥原料 调高背压 降低螺杆转速 增加模具排气孔或采用真空排气装置 3 注射工艺不当注射速度过快 料筒温度过高 螺杆转速太高等 针对具体情况做适当调整十 裂纹定义 成型制品表面开裂形成裂缝 产生原因及排除方法 1 残余应力太高解决方法 可将正向浇口改为多个针形点浇口或侧浇口 并减小浇口直径 降低注射压力来减少残余压力是一种最简便的方法 2 外力导致残余应力集中解决方法 检查和校调顶出装置 顶杆应设置在脱模阻力最大部位 3 成型原料与金属嵌件的热膨胀系数存在差异解决方法 对金属嵌件进行预热 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 4 原就料选用不当或不纯净解决方法 不要把聚乙烯和聚丙烯等树脂混合在一起使用 脱模剂尽量减少其使用 5 塑件结构设计不良塑件形体中的尖角及缺口处最容易产生应力集中 导致塑件表面产生裂纹及破裂 最佳过渡圆弧半径为圆弧半径与转角处壁厚的比等与1 1 7 6 模具上的裂纹复印到塑件表面上解决方法 立即检查裂纹对应的型腔表面有无相同的裂纹 十一 黑斑 黑纹 脆化 烧焦和掉色黑斑和黑纹定义 是在塑件表面呈现的暗色点或暗色条纹 产生原因 塑料有杂质污染 干燥不当或是塑料在料筒内滞留太久而过热裂解 脆化定义 材料裂解 分子质量变低 塑件的物理强度降低 脆化导致断裂或破坏 烧焦定义 是指塑件接近流动路径末端或气穴区域的暗色或黑色小点 产生原因 气体无法排出 受到压缩 压力和温度升高 使得塑件表面的塑料裂解而造成 掉色定义 指塑料从原始的塑料颜色发生变化的瑕疵 产生原因 塑料裂解或污染所造成的 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 解决方法 1 调整材料整备过程塑料储藏筒和料斗都应加盖 以免原料污染 设定最佳干燥条件 降低添加回收塑料的比重 2 变更模具设计流动末端发现黑斑 可能是排气不良导致的3 定期清理模具4 调整成型条件控制料筒温度和喷嘴温度 防止塑料裂解十二 变色及色泽不均1 着色剂质量不符合要求着色剂的分散性能 热稳定性能 颗粒形态不能满足工艺要求就不能生产出色泽均匀的产品 2 原料不符合使用要求原料混有异料或干燥不良 纤维增强原料成型后纤维分布不均等都会引起塑件表面色泽不均 解决方法有 清楚原料中的异物 净化原料 对原料进行预干燥处理 减少原料水分 通过改进工艺参数改善树脂中纤维的分布状态 减少润滑剂脱模剂的使用 对于容易产生内应力的材料应特别关注工艺条件 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 注塑零件常见缺陷分析与解决方法 3 成型条件不合理料温过高 熔料在料筒中停留时间过长 喷嘴温度过高 螺杆转速 背压 及注射压力过高 料筒内有死角 塑化不良等都会引起制件表面色泽不均 应适当对上述工艺做相应调整 4 模具问题模具内油脂 脱模剂或顶销与销孔摩擦的污物混入熔料中 模具排气不良及模具冷却不均 都会导致塑件表面变色 因此需要确保模具内的清洁 适当减少锁模力或将排气孔设立在浇注末端 改变冷却水的排布方式等 十三 迟滞效应定义 熔胶流经薄壁或壁厚突然变化