玩具产品常用塑胶的性能及其啤塑工艺的了解.doc

玩具产品常用塑料的性能及其啤塑工艺的了解常用(热塑性)塑料主要有以下几种:1.聚乙烯(PS)及改性聚苯乙烯(HIPS)等2.丙烯睛一丁二烯乙烯聚合物(ABS)3.聚甲醛(POM)4.聚乙烯(PE)5.聚丙烯(PP)6.聚氯乙烯(PVC)7.聚碳酸酯(PC)8.聚酰胺(PA)9.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)各塑料料的性能及啤塑工艺要求如下:一、聚苯乙烯(PS)及改性聚苯乙烯(HIPS)等聚苯乙烯(PS或GPPS)即俗称之“硬胶”属非结晶性塑料其主要性质如下:1.透明、良好光泽、容易着色.2.深于有机深剂(丙酯、三氯乙烯等),便于喷油上色.3.成型收缩率小(0.4%左右),尺寸稳定性好.4.质脆不耐冲南,表面易擦花,胶件包装要求高.5.耐酸性差:遇酸、醇、油酯易应力开裂.改性聚苯乙烯即高搞冲南聚苯乙烯(HIPS)即俗语称之“不碎胶”,其主要性质如下:1.在GPPS中加入适量(520%)丁二烯橡胶改性,从而改善了三角胶的抗冲击性能.2.颜色:不透明之乳白或略显黄色.3.HIPS与GPPS根据需要可混合啤塑,GPPS成份越多制品表面亮泽越好,流动性能越好.例如:组份比HIPS:GPPS=7:3或8:2,可保持足够强度及良好表观质量.4.其它主要性质同GPPS.其它聚苯乙烯性物主要有:1.MBS聚甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物,即透明ABS;主要性质:透明、韧性好、耐酸碱、流动性好、易于成型及着色,尺寸稳定.2.SBS苯乙烯与丁二烯聚合物即K料(常见有KR01、KR03).3.AS丙烯睛与苯乙烯聚合物即SAN料.主要性质:提高抗冲击力、耐腐蚀性较好、苯乙烯系中流动性最差.与其它同系塑料兼容性不好.聚苯乙烯的成型工艺了解1.GPPS成型温度范围大(成型温度距降解温度较远),加热流动及固化速度快,故成型周期短.在能够流动充满型腔前提下,料筒温度宜稍低.温度参数:前料筒温度200喷嘴后料筒160左右.2.GPPS流动性好,成型中不需要很高的啤塑压力(70130Mpa),压力太高反而使半制件残留内应力增加尤其在喷油后胶件易开裂.(注:改性聚苯乙烯类的流动性均稍差于GPPS)3.注射速度宜高些,以减弱熔接痕(夹水纹),但因注射速度受注射压力影响大,过高的速度可能会产生飞边(批锋)或出模时碎裂等.4.适当背压:当啤机背压太低,螺杆转动易郑入空气,料筒内料粒密度小,塑化效果不好.5.模温:3050.6.聚苯乙烯因吸温性小,一般成型前不需干燥,而改性聚苯乙烯需干燥处理:温度6080;干燥时间3HRS.二、聚丙烯睛丁二烯苯聚含物(ABS)主要性质如下:1.三种组份的作用丙烯腈(A)使制品表面较高硬度、提高耐磨性、耐热性.丁二烯(B)加强柔顺性、保持材料韧性、弹性及耐冲击强度.苯乙烯(S)保持良好成型性(流动性、着色性)及保持材料刚性.(注:根据组份不同派生出多种规格牌号)2.ABS具有良好的电镀性能,也是所有塑料中电镀性能最好的.3.因组份中丁二烯的作用,ABS较GPPS抗冲击强度亦显著提高.4.ABS原料浅黄色不透明,制品表面光泽度好.5.ABS收缩率小,尺寸稳定性良好.6.不耐有机溶剂,如溶于酮、酯、醛及氯化烃而形成乳浊液(ABS胶浆).7.材料共混性能:(ABS+PVC)提高韧性、耐燃性、抗老化能力.(ABS+PC)提高抗冲击强度、耐热性.ABS的成型工艺了解1.成型加工之前需充分干燥,使含水率0.1%. 干燥条件:温度85;时间3HRS以上.2.ABS流动性较好,易产生啤塑批锋,注射压力在70100MPa左右,不可太大.3.料筒温度不宜超地250温度参数:前料筒温180210,中料筒温170190,后料筒温160180.过高温会引致橡胶成份分解反而使流动性降低.4.模具温度4080,外观要求较高的制品,模温取较高.5.注射速度取中、低速为主;注射压力根据制件形状、壁厚,胶料品级选取,一般为80130Mpa.6.ABS内应力检验以制品浸入煤油中2分钟不出现裂纹为准.三、聚甲醛(POM)聚甲醛俗称“赛钢”,属结晶性塑料,主要性质如下:1.聚甲醛为乳白色塑料有光泽.2.具有良好综合力学性能,硬度、刚性较高,耐冲击性好且具有优良的耐磨性及自滑性.3.耐有机溶剂性能好,性能稳定.4.成型后尺寸比较稳定,受湿度环境影响较小.聚甲醛的成型工艺了解1.聚甲醛吸湿性小(吸水率0.5%成型前一般不予干燥或短时干燥.2.成型温度范围窄,热稳定性差250以上分解出甲醛单体(熔料颜色变暗)故单凭提高温度改善流动性有害且无效果.正常啤塑采用较低的料筒温度及较短的滞留时间而提高注射压力能改善熔料的流动性及制品表面质量(熔体流动性对剪切速率较敏感).温度参数:前料筒190210,中料筒180205,后料筒150175.压力参数:注射压力100MPa左右,背压0.5MPa.3.模具温度控制在80100为宜(一般运热油).4.POM冷却收缩率很大(22.5%)易出现啤塑“缩水”,故必须用延长保压时间来补缩.四、聚乙烯(PE)聚乙烯(PE)俗称“花料”属结晶性塑料,其主要性质如下:1.聚乙烯分高密度(HDPE)和低密度(LDPE)两种随密度增高、透明度减弱.2.聚乙烯为半透明粒子,胶件外观呈乳白色.3.聚乙烯其柔软性、抗冲击性,延伸性和耐磨性,低温韧性好.4.常温不溶于任何溶剂,化学性能稳定;另一方面PE难以粘结.5.机械强度不高,热变形温度低,表面易划伤.6.聚乙烯亦常用于吸塑制品.聚乙烯的成型工艺了解1.流动性好,成型温度范围宽,易于成型.2.注射压力及保压压力不宜太高,避免啤件内残角大的应力而致变形及开裂;注射压力6070MPa.3.吸水性低,加工前可不必干燥处理.4.提高料筒温度外观质量好,但成型收约定俗成率大(收缩率2.02.5%),料筒温度太低制品易变形(用点浇口成形更重,采用多点浇口可改善翘曲).温度参数:前料筒温度200220,中料筒180190,后料温度160170.5.前后模温度应保持一致(模温一般为2040为宜),冷却水通道不宜距型腔表面太近,以免局部温度差太大,使制品残留内应.提高模温,制品光泽好,但成型周期长.降低模温,制品柔软性好,透明度高,冲南强度高.模温太低,急冷引起制品变形或分子定向造成分层.6.因质软,必要时可不用行位(滑块),而采用强行脱模方式.五、聚丙烯(PP)聚丙烯(PP)俗称“百折胶”,属结晶性塑料,其主要性质如下:1.呈半透明色,质轻(密度0.91)可浮于水中.2.良好流动性及成型性,表面光泽、着色、外伤留痕优于PE.3.高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度(耐疲劳度)高.4.化学稳定性高,不溶于有机溶剂,喷油、烫印及粘结困难.5.耐磨性优异以及常温下耐冲击性好.6.成型收缩率大(1.6%),尺寸较不稳定,胶件易变形及缩水.聚丙烯(PP)的成型工艺了解1.聚丙烯的流动性好,较低的注射压力就能充满型腔,压力太高,易发生飞边,但太低缩水会严重.注射压力一般为8090MPa,保压压力取注射压力的80%左右,宜取较长保压时间补缩.2.适于快速注射,为改善排气不良,排气槽宜稍深取0.3mm.3.聚丙烯高结晶度,料筒温度较高:料筒温度参数:前料筒200240,中料筒170220,后料筒160190.因其成型温度范围大,易成型实际上为养活批锋及缩水而采用较低温度.4.因材料收缩率大,为准确控制胶件尺寸,应适当延长冷却时间.5.模温宜取低温(2040),模温太高使结晶度大,分子间作用强,制品刚性好,光泽度好,但柔软性、透明性差,缩水也明显.6.背压以0.5PMa为宜,于粉着色工艺应适当提高背压,以提高混炼效果.六、聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯(PVC)属非结晶性塑料,原料透明.主要性能如下:1.通过添加增塑剂使材料软硬度范围大.2.难燃自熄,热稳定性差.3.PVC溶于环已酯、本氢呋喃、二氯乙烷,喷油用软胶开油水(含环已酯).4.PVC溶胶塑料玩具上主要用于搪胶.聚氯乙烯的成型工艺了解1.软PVC收缩率较大(1.02.5%),PVC极性分子易吸水份,成型前需经干燥,干燥温度:8595,时间2HRS.2.成型时料筒内长多次受热,分解出氯乙烯单体及HCI(即降解)对模腔有腐蚀作用.所以应经常清洗模腔及机头内部死角.另外,模腔表面常镀硬铬或氮化处理以搞腐蚀.3.软PVC中加入ABS,可提高韧性、硬度及机械强度.4.因PVC成型加工温度接近分解温度故应严格控制筒温度,尽可能用偏低的成型温度,同时还应尽可能缩短成型周期,以减少熔料在料筒内的停留时间.5.针对易分解、流动性差,模具流道和浇口尽可能粗、短、厚,以减少压力损失及尽快充满型腔.注射压力90MPa,宜采用高压低温注射,背压 0.51.5MPa.PVC制品壁厚不宜太薄,应在1.5mm以上,否则料流充腔困难.6.注射速度不宜太快,以免熔料经过浇口时剧烈磨擦使温度上升,容易产生缩水水痕.7.模具温度尽可能低(3045左右)以缩短成型周期及防止胶件出模变形(必 要时胶件需经定型模定型).8.为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔,应设计较大冷料穴积存冷料.六、聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯(PC)俗称“防弹玻璃胶”属结晶性塑料其主要性质如下:1.外观透明、刚硬带韧性.燃烧慢、离火后慢熄.2.PC料耐冲击性是塑料料中最好的.3.成型收缩率小(0.50.7%)成品精度高,尺寸稳定性高.4.化学稳定性较好,但不耐碱、酮、芳香烃等有机溶剂.5.耐疲劳强度差,对缺口敏感,耐应力开裂性差.聚碳酸酯(PC)的成型工艺了解1.PC在高温下即使对微量水份亦很敏感,故成型前应予充分干燥,使含水率降低到0.0150.02%以下.干燥条件:温度110120,时间812HRS.2.流动性差,需用高压注塑,但注塑压力过高会使制品残留大内应力而易开裂.3.PC料粘度对温度很敏感,提高温度时,粘度有明显下降.啤塑温度参数:前料筒240260,中料筒260280,后料筒220230.料筒温度勿超过310,PC料成型提高后料温度对塑化有利,而一般塑料加工,料筒温度控制都是前高后低的原则.4.模具设计要求较高: 模具的设计尽可能使流道精而短,弯曲部位少;用圆形截面分流道;仔细研磨抛光流道等,总之是减小流动阻力以适合其高粘度塑料的填充.另外,熔料硬易损伤模具,型腔和型芯应经热处理淬火或经镀硬铬.5.注射速度太快,易出现熔体破裂现象,在浇口周围会糊斑,制品表面毛糙等缺陷或因排气不良(困气)而使制品烧焦.6.模温以控制在80100为宜,控制模温目的是减少模温及料温的差异,降低内应力.7.成型后为减小内应力,可采用退火处理,退火温度125135;退火时间2HRS,自然冷却到室温.八、聚酰胺(PA)聚酰胺俗称“尼龙”(NYLON),属结晶性塑料,有多品种,如尼龙6,尼龙66,尼龙1010等.其主要性质如下:1.尼龙具有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性、自润滑性和自熄性.2.低温性能好,冲击强度高;并且很高抗拉强度、弹性好.3.尼龙吸水性大,吸水后一定程度提高抗冲击强度,但其它强度下降(如,拉伸、刚度).收缩率0.81.4%.4.耐弱酸弱碱和一般溶剂,常温下可溶于苯酚(酚可作为粘合剂),亦可溶于浓甲酸及氯化钙的饱和甲醇溶液.尼龙成型工艺了解1.在注塑前需充分干燥.干燥温度8090;干燥时间24HRS.2.尼龙料粘度低,流动性好,容易出现批锋(飞边),压力不宜过高,一般为6090MPa.3.随料筒温度变化,收缩率波动大.过高的料温易出现熔料变色、质脆、银丝等;低于熔化温度的尼龙料很硬,会损坏模具和螺杆.料筒温度一般为220250,不宜超过300.4.模温控制 尼龙是结晶性塑料,制品受模温影响大,故对模温控制要求高. 模温高:结晶大,刚性、硬度耐磨性提高,变形小; 模温低:柔韧性好,伸长率高,收缩性小. 模温控制范围:2090.5.高速注射 尼龙料熔点高,即凝固点高(快速定型,生产效率高),为顺利充模(不使熔料降到熔点下凝固).必须采用高速注射,对薄壁制件或长流距长制件尤其如此,而制品壁较厚或发生溢边的情况下用慢速注射.高速充模所致排气问题,应予留意.6.退火处理:经退火可使结晶度增大,刚性提高,不易变形和开裂.退火条件:高于使用温度1020,时间按制件厚度不同,约1060分钟.调湿处理:保持尺寸稳定,对提高韧性,改善内应力分布有好处. 调湿条件:浸沸水或醋酸钾溶液.(醋酸钾:水1.25:100沸点121);时间216HRS.九、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)聚甲基丙烯酸酯即有机玻璃,俗称“亚加力”(Acrylis)属非结晶性塑料.其主要性质如下:1.透明度高、质轻不易变形、良好导旋光性.2.PMMA难着火,能缓慢燃烧.3.不耐醇、酮强碱,能溶于芳香烃、氧化烃(三氧乙烷可做粘合剂).4.容易成型、尺寸稳定.5.耐冲击性及表面硬度均稍差,容易擦花,故对包装要求较高.PMMA成型工艺了解1.亚加力透明度高、啤塑缺陷如气泡、流纹、杂质、黑点银丝等明显暴露,故成型难度高,制件合格率低.2.原料充分干燥干燥不充分会发生银丝、气泡现象.干燥条件:温度95100,时间6HRS,料层厚不超过30mm,且料斗应持续保温,避免重新吸潮.3.流动性差,宜高压成型,注射压力:80100Pma,保压压力为注射压力的80%的左右,背压亦不宜太高.防止浇口流道的早期冷却,适当加长注射时间,需用足够压力补缩.4.注射速度注射速度对粘度影响很大,不能太快.注射速度太高会引进塑件气泡、烧焦,透明度差等.注射速度太低会使制品熔合线变粗.5.料温流动性随料筒温度提高而增大,但在能够充满型腔的前提下,温度不宜太高,减小变色、银丝等缺陷.温度参数:前料筒200230中料筒215235,后料筒140160.6.模温高,制品透明度高,并减少熔结不良,尤其可减少制品内应力,且易充满型腔,模温一般7090.7.模具的设计流道要简单、流畅、阔浇口有利成型.8.减少内应力 热处理温度7080(热风或热水缓冷、处理时间视制品壁厚而定,一般4HRS).9.减少啤塑黑点:保证原料洁净(环境清洁);清洁模具(定期);机台清洁(清洁料简前端、螺杆、喷嘴等).10.模面保持光洁,镀铬抗腐蚀.为不影响制件透明度、颜色,尽少用脱模剂,而宜增大模具出模斜度,方便脱模.QE工程培训数据(之二)塑料注射成型原理及塑件常见质量问题的改善方法注塑成型原理概述注塑成型塑件常见问题的改善方法第一部分 啤塑(注射)成型原理概述一、成型过程的描述塑料原料粒经过注射机(啤机)料斗进入料筒;料粒灰筒中受热力及螺杆剪切力的塑化作用熔化成流态;流态熔胶在注射机螺杆推动下以较高压力和较快速度通过一个狭小喷嘴射入闭合的模具型腔内;经过模具散热冷却(过程中施以保压等控制),熔体凝固硬化;开启模具,在顶出系统作用下,得到与模具型腔一致的胶件.总之:注塑过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等步骤.二、成型前的准备工作1.对原料粒的干燥处理 胶粒高分子含亲水基因,易吸湿而使塑件产生银纹、夹水纹、气泡等缺陷. 一般说来结晶性塑料(PE、PP、POM等)较非结晶塑料(PMMA、PC等)吸水性小. 具体干燥要求参见有关工艺资料.2.料筒的清洗 更换新的塑料需在注射成型前清洗残存在料筒内的旧料,以保证性能. 料筒清洁剂:适用于温度在180-200的各种热塑性塑料.3.压力 注塑成型过程中需控制的压力有:注射压力;塑化压力(背压)?注射压力注射压力是指螺杆顶部对熔胶施加的压力,其作用是克服熔胶自料筒流向型腔的流动阻力,使熔体具有一定的充模速度并对熔体进行压实.注塑压力的大小与塑料品种、注射机类型、制品结构及其它工艺参数有关.?塑化压力(背压)螺杆顶部熔胶在螺杆转动后退受到的压力,亦称背压.背压通过调节液压缸的溢流阀来调节,增大背压,可以导致塑料降解.一般宜取低背(0.5MPa左右,不超过2MPa).4.时间(成型周期)注射时间 充模时间 保压时间 成型周期闭模冷却时间其它时间(开模、脱模等)其中:注射时间和冷却时间是基本组成部分,注射时间和冷却时间的多少对塑件质量有决定性影响.充模时间一般不长,不超过10S.保压时间较长,与胶件壁厚相关,通常以塑件收缩最小取最佳保压时间.冷却时间主要取决于制件的壁厚、模具温度、塑料热性能及结晶性能等.补充:注射速度的控制注射速度通过调节单位时间内向注射油缸供油多少来实现.低速注射需较高注射压力(因熔胶粘度、流动阻滞大的原因)?优点:流速平稳,剪切速度小,塑件内应力低,尺寸较稳定,亦有助于避免缩水凹陷.?缺点:充模时间延长,制件易分层和出现熔结痕(水纹)影响外观亦使机械强度大大降低.高速注射?优点:快带充满型腔,料温和粘度下降很小,可采用低的注射压力能改善制件光泽度、平没度,改善夹水纹、缩水等现象.?缺点:“自由喷射”的湍流混入空气有气纹,气泡(透明件明显);排气不顺而“困气”烧焦、泛黄,脱模困难;速度紊乱易使透明件不透明,增加了内应力胶件易变形翘曲等等.QE工程培训数据(之三)包括两部分:塑料制件结构的认识啤塑生产模具常见问题及处理方法第一部分 塑料制件结构的认识一、制件结构方面在设计阶段应考虑的问题1.确定分型面即以制件最大轮廓直径处设分型面,以分型面为界限设计脱模斜度. 分型面形状越简单越好,除了考虑模上造价费用原因,复杂的分型面因加工精度影响易导致啤塑批锋等缺陷.2.凹割处理从结构上改进应使模具制造简单,如尽可能采用碰穿位代替行位(滑块),这样也提高了动作的可靠性.如(图一)所示,结构需侧抽芯(走行位),改进后可采用整体式凸/凹模结构.3.制件的顶出制件顶出系统一般高在动模内(即后模且大部分是凸模),若预见制件粘前模,应采取措施改善,如增大前模出模斜度,加倒扣位强行令胶件留在后模等.顶针痕迹应设置在不影响胶件外观位置,如要求较高则需考虑其它方式,如顶板顶出等.4.浇口开设的位置要顾及制件形状,可能出现的熔接痕及批除水口对外观的影响.5.模具镶件镶嵌界限线应可能设计成与塑件本体形成台阶,以减弱可能对外观的影响.6.出模斜度为使制件顺利出模,内外壁应有足够脱模斜度,脱模斜度一般0.501.00.制品结构复杂,脱模斜度就应取大些.斜度取法:一般内孔以小端为准,斜度由扩大方向取得;而外形以大端为准,斜度由缩小方向取得.(如图二所示)因为顶出系统高在后模,故应使胶件留在后模即要求制品内表面脱模斜度小于外表面脱模斜度,即图二中.当侧面(壁)不允许有脱模斜度的精密制件模具需采用侧面走滑块形式,将无斜度的面做在滑块上.7.壁厚模型的冷却时间是由最大壁厚决定的,壁太厚会浪费料,增加成本及处长啤塑时间,另外也增加了产生缩凹的倾向;壁太薄,啤塑易走料不到,及强度、刚度不够;壁厚薄不一,因固化冷却速度不同致收缩不均匀,而造成内应力导致胶件变形翘曲等等.8.圆角连接将内角做圆角连接,避免应力集中及提高强度,并能改善熔料的流动性. 9.消除尖角利边针对玩具制品的安全标准要求,在设计阶段应改善避免胶件存在有可接触之尖角、利边等.二、针对不同侧重要求的结构形式(一)注重外观的结构设计 从结构设计上应重点考虑避免缩水痕,其它如模具结构对制件外观的影响如分型线、镶拼线、浇口(冷料穴、垃圾位等)的痕迹.改善缩水痕的结构设计统一壁厚:通过设计工艺孔等手段减薄特别厚的部位使壁厚均匀,壁厚变化不宜超20%,参见(图三)、(图四).把大的加强筋支持的薄壁,加强筋处于受力方向位置(如图五).把厚壁改为加强筋支持的薄壁,加强筋处于受力方向位置(如图六).制品表面越光亮,缩水痕越明显,哑光面有掩饰缩水痕作用.(二)在结构上保证制件尺寸精度影响塑料制品尺寸的主要因素:模具制造误差(占50%)成型条件变化(占30%)材料批量间及批量内误差(占20%)a)塑件上某些高精度尺寸不能靠模塑成型达到,如与金属轴配合的轴孔尺寸,应当用金属轴套以嵌件形式嵌入胶件.(需注意设计上消除嵌件位应力的开裂).b)根据模具结构,制件的尺寸分为两类:?由模具零件直接决定的尺寸.此类尺寸较难控制,如过分型面的尺寸受飞边(批锋)影响,圆筒形胶件壁厚受型芯与型腔同轴度的影响(偏心)等.(三)在结构上确保制件强度确保制件强度的原则:勿使制件壁太薄去除尖角增加制件强度的措施:设加强筋:加强筋能有效地达到增加制品的刚性和强度的目的,比单纯增加壁厚度能有效利用材料、缩短啤塑成型周期,更具经济性.另外,大平面增谢加强筋还有防止翘曲变形的作用.设置加强筋应注意:?加强筋高度不要超过壁厚的3倍;?加强筋底部的宽度不能超过壁厚的2/3;?加强筋上设计2050的出模斜度;?两条筋间的距离不得小于两倍壁厚.圆角连接:尖角处易开裂,原因是熔料在尖角处的流态急剧变化产生大的应力残留,除了镶拼型芯和分型面等模具结构的原因之外,结构上均应考虑采用圆角、圆弧过渡避免应力集中,提高强度.圆角大小的确定:设壁厚为T,圆角半径为R,则R/T0.25自攻螺丝孔柱的强度:如(图八)所示,在不引起缩水的前提下,尽可能加粗凸台(司筒成型壁厚)以增加强度.(四)简化结构便于模具制造制件采用镶拼的部位不要设计成圆角(如图九)所示.制件外表面镶拼部分与型腔不要成一个平面,应设有一台阶掩饰镶拼痕线.(如图十所示)成型孔太细长难以成型,因细针型芯易受注射压力弯曲或折断.应改进为细针根部加圆角并将下半段放粗(对螺丝孔有导作用).(如图示十一所示)另外,孔径与深度也有一定关系,对注射成型参考数据;通孔:h10d 不通孔:h45d 否则成型针易弯变形折断.制品上的凹槽不要设计成薄刃、薄壁形状,刀口状型芯难加工,且易损坏.制品上的凸字,模具上容易雕刻困难.(五)防止变形的制件结构材料力学证明:某些形状抵抗因外部载荷或残余加工应力而产生的变形的能力优于其它形状.盒、盒类制品上口易变形,须调边框增强.(如图示十二所示)箱体类制品底部易变形,用凹凸变形或框方法加强.(如图示十三所示)不对称的制件因收缩不均匀,容易变形,在结构上考虑改为接近对称形状.(如图示十四所示)变形的主要原因是收缩不均匀和应力作用所致,应尽可能简化设计,使形状简单,壁厚均匀.(六)防止开裂的结构改进制件的应力往往集中在尖角或缺口部位.防止开裂的首要条件就是保持制件外形的连续性,将尖角改为圆角,缺口改为圆弧过渡.(如图示十五所示)孔与孔之间的距离太近或孔距离制件边缘太近会减弱强度,易出现开裂,故应有一定要求.(如图示十六所示)孔口是应力集中区,最易开裂,故应加框筋加强.(如图示十七、十八所示)需喷油制件,因为涂料开油水的作用容易应力开裂,需注意相应位置用圆角连接.(如图示十九所示)(七)结构的改进以减少成型故障1.浇口设在制品厚壁部位容易成型,当料流同厚壁部向薄壁处流动时,注射压力损耗小,并有利于保压.(如图示二十所示)2.透明制件的侧壁必须有足够的脱模斜度,以免侧壁拖花.3.模拟熔料流动状态,判断熔合线位置,以确定浇口正确的开设位置,(如图二十一所示)杯类制件的浇口应开设在杯底部.4.简化制口形状,定模中尽量不要有高度大或细长的型芯.5.有尖角的制件脱模困难,脱模时易刮伤胶件,应改善结构消除尖角.6.制件外侧的孔,凹槽、文字标记等对制件来说都形成凹割,需用横抽芯的模具成型(即需走侧行位),抽芯模具结构比较复杂,而且成型稳定性差,易发生故障,故从结构上考虑改进如上下型芯斜面贴紧(碰穿)形成孔或将圆孔改成U型孔以简化模具结构.另外,制件里面的凸筋同样形成凹割,需在内侧抽芯(走内行位),模具结构更复杂,将相应底面改为通孔形式,利用碰穿成型,可避免走内行位.(八)考虑到二次加工的结构改进1.喷油、印刷制件结构尽可能取大的脱模斜度,提高模腔的光洁度,脱模剂类物质会造成喷油不上油或易甩油.喷漆面上的不能有飞边、熔接线,且制作结构应设计成能分散内应力形状,如采用圆角过渡,水口开设位置应尽可能减少水纹影响.应力集中的位置喷油后在油水作用下易发生开裂.2.粘结制件的结构与喷油件设计条件相同,脱模斜度要大.粘合面的缩凹,会影响粘结效果,须保证粘结面平整.溶剂脱水粘结时,部分溶剂残留于缩凹部位会使塑件表面出现裂纹.粘结件装配须设计有空隙,以保证紧贴和贮存胶水.3.烫印(烫金)制件的结构烫印面背面不能有引起缩凹的加强筋,凸台等厚壁不均匀形状,烫印面应平整,不能翘曲,否则凹处烫金不到(漏印).在熔接线处烫印,花纹容易剥落,结构上应考虑把熔合线移到别处.与喷油件要求条件相同.烫印面的背面要有力支持,烫印压力不足,图案易剥落.4.电镀制件结构同喷油制件设计要求.塑件上不应有熔结线.电镀面上不应有分型线和型芯镶嵌线.避免盲孔,残留在盲孔内的镀涂不易清洗干净.凹槽深度不宜超过槽宽的1/3,凹槽越深越难电镀(所需电压高)且镀层品质差.镀件壁不能太薄(应1.5mm),否则电镀中因刚性差易变形,镀层结合力也差.电镀工艺有锐边变厚的现象,电镀中锐边引起尖端放电,造成边角镀层隆起,圆角半径至少在R0.3mm以上.平板形塑件难电镀,镀件中心部分镀层薄,越靠近边缘镀层越厚,整个镀层不均匀状态,应将平面改成略带圆弧面或将平面制成哑光面,以改善镀层不均匀状态,应将平面改成略带圆弧面或将平面制成哑光面,以改善镀层光泽的均匀性.5.安装铭牌的制件结构需用粘结剂粘结铭牌,塑件结构上应设有粘结剂干燥.为使铭牌与塑件面接触紧贴,在塑件粘结面应留有凹槽.6.热烫焊有关的制件结构热烫焊焊脚位应加圆角R以保证强度,焊脚高度不够,堆焊少,会影响强度.被烫焊件厚度至少1.0mm.焊脚长度=被烫件厚度+焊脚直径烫焊要求烫焊中及烫焊后不移动,可参考所示结构形式定位.第二部分 啤塑生产模具常见问题及处理方法一、模具啤塑过程中粘模粘模的主要原因如下:1.出模斜度不够视情况尽可能加大脱模斜度,并应保证型腔、型芯足够的光洁度.2.模 温 太 高调整模温改善.强制塑件粘动模(后模)因为一般模具的顶出机构都设在动模(后模)内,由于定模型腔复杂等原因出现塑件粘前模的情况.解决方法在动模型芯位开凹槽倒扣位,需不影响外观,强制塑件粘在动模(后模)上.型腔砂磨抛光方向应与塑件出模方向一致.残留粗的吵痕影响出模和制件外观质量.分型面向内翻口,塑件粘模或出模拖花.改善:修平,省光滑,但注意不能回口.高度大制件粘模.因为高度大的制件会牢牢地吸附在型芯上,形成负压,造成出模困难且易损坏.需改善顶出机构,如利用压缩空气吹出,或在型芯顶杆增加排气位置.二、模具变形模具变形主要原因:1.模具整体刚性差2.注射压力太大新模试模发生涨模,经常是由于一开始就采用高压注射所致,需特别注意切试模时注射压力取低再根据情况逐渐调高.涨模模具的修理:型芯和型腔配合严密但刚性不足的模具,用模具外周加框加固修理.连续生产中发生涨模,主要是因为型芯温度升高同型腔温差越来越大,热膨胀将模具卡死.冷却模具后即可启模.杯形制件模具变形主要由于模具定位不可靠,杯形制件型芯高度大,在料流不平衡冲击下(高压达50mpa)易变形或偏位.改善:高度大的模具应当采用台阶或锥面配合的二次定位机构,而不能用导柱等导向零件代替定位零件.三、模具生锈防止模具生锈主要原因1.生产中的模具防锈 塑料制件啤塑生产中,型腔表面会形成一层分解生成物,尤其是PVC,赛钢(POM)等塑料,这些分解生成物会磨耗蚀模具面致生锈.故需定期定班地清洁擦试干净模具(可用酒精).2.停产后的模具保护 清洁模具,喷防锈剂;长期不用的模具需在模腔,及主流道孔涂黄油以防生锈.3.防止出现模腔结霜 停机时应首先关闭运水管,擦净模具表面,防止冷凝生成霜雾.四、模具咬粘滑动部分零件咬粘的原因滑动部分零件受到过大的力,发生变形或移位.滑动零件的咬粘防止设计刚性好的滑动零件,可靠的定位结构以及对滑动零件用淬硬等,高度大的模具要用镀面定位的模具结构,定位部分与导向部分的角度一致会易发生卡死,定位部分角度应比导向部分大一些(参见图一).五、模具顶出机构故障1.细顶杆弯曲/折断 细顶杆应设计成下半段直径放粗的台阶形以增加强度,特别形状的成型顶针,如矩形截面针易断,应多备几支.2.复位机构干扰 横抽芯的模具,在其复位之前,顶杆必须先复位,否则闭模时滑块与顶杆碰撞(干扰)损坏模具.应采用可靠安全装置.3.制品粘在顶杆上,不能自动落下,需采用半自动啤手工取出胶件.4.成型顶针(包括司筒顶针)成型胶件结构的部分往往有方向性,需留意定位问题,以免成型后影响外观及出现装配问题.六、模腔碰花1.型腔碰花的常见原因之一是由于全自动成型中塑件留在型腔内闭模,故在模具方面应保证塑件的可靠脱模.2.防止模腔碰花 模具成型零件应热处理淬硬或镀硬铬.七、模具损坏1.模具开裂模具刚性差,超过疲劳极限时,发生开裂. 箱体类制件角部最易发生开裂.修复用烧焊或镶嵌的方法.2.型芯(针)折断 塑件孔成型针过长,受到不平衡的成型压力或脱模,冲击会弯曲或从根部折断. 成型针底部设计圆角可避免应力集中,不易折断,其材料宜用弹簧钢,并应预有备件.3.型腔损坏 轻微的损坏(伤痕)可用踏平的方法修理,严重的损坏或把损坏的部分钻去或割去,把损坏的部分做成镶件嵌入修得,但制品表面留有镶拼线痕.(见图二)4.分型面的修理 分型面往往因粘有飞边或垃圾而压出凹痕(塌陷),修理的方法用修平或焊补后修整.而用磨削分型面虽能修理凹痕,但型腔高度变线影响尺寸;对于结构复杂的模具,如存在碰穿位置的,此种修理方法更需特别留意,做同时执修.八、模具焊补的问题1.焊补后模具开裂 主要原因是焊补时热应力造成,应先将模具充分预热,补焊后缓慢冷却.2.补焊区变硬,制品表面局部光泽差原因:补焊材料与模具材质不同,导致热传导差异,此种情况有时镶拼件修复也会出现.3.对于烧焊后的针孔、假焊、清楚的焊接轮廓线应重视焊补前后的热处理.九、冷却水循环通道中的问题1.冷却水接头处渗水 主要原因是接头闭封圈未装正到位,或长期工作老化出现裂痕.2.冷却水从模腔或范本渗出加工失误,致使冷却水通道与其它孔击穿.模具加工过程中,改变设计的补充加工,造成水孔壁击穿.设计冷却水道时要考虑四周留有充分壁厚.第二部分玩具喷油装饰工艺的了解一、涂料/涂膜含有颜料或不含颜料的以树脂或油制成的混和液体涂于需装饰物表面(这里指塑料表面)经干燥,硬化成坚韧之涂膜,起到保护装饰作用,此种混和液体称为涂料(油漆).二、涂料(油漆)之组成涂料由树脂(resin),颜料(pigment),溶剂(solvent)三种成份组成.挥发部分溶剂(辅助成膜物质)涂料树脂、油(主要成膜物质)不挥发部分 颜料(次要成膜物质)三、油漆分类(按施工方法分)刷漆、烘漆、喷漆、电泳漆等,玩具行业主要是喷漆.四、喷油装饰的评价优点:油漆快干,密着性好,施工高效,对于涂面几何复杂的表面大都能获得薄而均的涂层效果.缺点:耗损量大,扩散于空气中的油漆有害人体,施工环境要求有良好抽气通风系统.五、喷油操作要求喷着压力以3.03.5kg/cm2为宜.喷 出 量因油漆粘度,压力不同,可自由调节喷枪.喷油距离一般20cm40cm为宜,需视喷油模,胶件情况而定.速度以喷出1m/2SECS为宜.涂膜的重迭应注意喷着面1/3区域重迭喷漆.喷油胶件模塑时使用脱模剂,表面油污等.1.喷油后表面出现细裂纹(龟裂)影响外观严重时应力作用使用使胶件机械降低甚至开裂.原因及改善:胶件啤塑时产生内应力过大(啤塑时应向减小内应力的方向调整工艺)此类胶件需经过一定的退火处理改善应力的分布再喷油.油质太脆,检查开油水配方.尽可能采用快速干燥的油水以减弱对胶件内应力的影响.(喷油装饰工艺详细情况参见本资料第二部分)2.移印/丝印中常见问题 主要表现为印色困难,油墨脱落等. 主要原因及改善:胶件印刷面粘有脱模剂类油脂污,应予彻底清洁.胶件啤塑时有银纹类缺陷,印刷后应力作用易剥落(甩油).油水问题,如漆膜硬度耐磨性差,需重新较油.某些塑料如PS,PVC不需经表面处理即可施以移印/丝印但聚烯烃(PE、PP)及聚甲醛(POM)等高结晶度塑料,其表面必须经过特别处理(如静电处理以使塑料表面极性化)否则印刷牢固很差或根本印不上.另外还有漏印问题检查称印机胶头/钢板是否能得到完整图案(用纸试印)检查丝印网本身质量问题.油墨是否太浓,加稀薄水调稀.检查胶件外观是否有啤塑缩水致凹陷,表面凹陷常常是漏印的主要原因,需从啤塑环节控制.3.烫印(烫金)主要问题图案脱落:胶件表面有脱模剂类油污;烫金位图案轮廓太细,附着强度不够;烫金工艺调整,如压力不够,烫金时间不足和烫压温度太低等.烫金不到:胶件烫金表面应平整,啤塑缩水凹陷是烫金不到位的主要原因.4.电镀中的问题电镀件表面不光洁模具型腔光洁度不够或出模后擦花划痕,电镀件表面将完全反映出来.应注意周转包装质量,电镀前将批锋,划痕等用砂纸打磨平.电镀层结合力差/镀层开裂电镀塑件上存在的啤塑缺陷,如:银丝、熔合线、冷班、流纹等将对电镀后镀层结合力有影响(内应力作用).电镀前应对胶件进行应力检验:胶件放入冰酯酸中浸2秒钟,应力大的塑件会产生白色裂纹.镀件表面缩凹啤塑时胶件缩水痕在电镀后愈加明显,应在注塑成型时加强控制.第三部分塑料的粘结塑料的粘接包括同种塑料或不同塑料之间粘结以及塑料同其它材料之间的粘结,而同种塑料之间的粘结在玩具生产中最常见.一般介绍:?热塑性塑料分子结构是线型或支化型,其特点除了在加热时能软化和熔化外,在适当深剂中亦能溶胀或溶解.?就粘结方法而言,玩具生产中主要有下列两类粘结溶剂胶粘结 胶粘剂粘接 另外亦涉及到热熔胶粘结(主要不对塑料)溶剂胶粘结?利用塑料的溶解特性,将相应的有机溶剂涂抹于被粘结面处,待溶剂将表面湿润变软,再施于一定的压力,溶剂挥发后使可硬固.?说明:挥发速度太快的溶剂不适于做粘结深剂,如丙酮.溶剂粘结虽然方便,但原理是靠溶解挥发的物理作用,内应力大,结合不够牢固,只能用于要求不高的情形且主要适于同种塑料之间粘结.异种塑料的粘结,其溶剂必是能同时溶解相粘塑料,或为多元混合溶剂.当一种塑料可被多种溶剂溶解时,可根据其溶解度及工艺特性加以选择.采用混合溶剂(最好二元或多元混合的)与被粘塑料相同或结构相似的树脂配成一定浓度的溶液(胶浆)做粘结剂,这种方法方便控制,粘结强度较高,效果好于单纯用溶剂粘结.附表 塑料常用溶剂,附表 溶液粘结剂配方举例:附表1塑料常用溶剂塑料类型溶剂聚苯乙烯(PS)丙酮、苯、甲苯、二甲苯、丁酮、异丁酮、二氯乙烷、醋酸酯等ABS塑料丙酮、丁酮、苯类、二氯甲烷、二氯乙烷、醋酸乙酯等丙烯酸类塑料二氯甲烷、冰醋酸 纤维素塑料丙酮、醋酸乙酯、二氯甲烷、醋酸戊酯聚碳酸酯(PC)二氯乙烷聚酰胺(PA)苯酚水溶液(水含量12%)硬PVC(聚氯乙烯)二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、环已酮、丁已酮等软PVC(聚氯乙烯)环已酮、四氢呋喃、甲乙酮、甲基异丁基酮等附表2溶液粘结剂配方举例硬PVC(聚氯乙烯)环已酮24%,四氢呋喃50%,二氯甲烷12%,邻苯二甲酸二辛酯6%,聚氯烯6%.软PVC(聚氯乙烯)1)环已酮90%,聚氯乙烯树脂10%;2)醋酸丁酯31%,丙酮28%,甲苯26%,过氯乙烯15%.有机玻璃三氯甲烷(或三氯乙烷)90%,有机玻璃屑10%.聚苯乙烯系列ABS塑料1)醋酸戊醋60%,三氯甲烷13%,丙酮20%,聚苯乙烯树脂70%;2)苯55%,二氯乙烷20%,聚苯乙烯树脂25%.聚酰胺(尼龙)苯酚50%,三氯甲烷30%,尼龙料20%.胶粘剂粘结对强度要求较高的塑料粘结,需用胶粘剂粘结,其适用于热塑性塑料及热固性塑料,而塑料与金属或无机材料的粘结亦适用.对不同塑料而言,所用胶粘剂亦有所选择,参见有关资料说明.附玩具常用部分胶粘剂(海外编号)供参考:胶粘剂名称/编号说明#514THINNER#3434#3435#3436HOT MELT(热熔胶)CA-2ZOMLOCTITE 416KT-71KT-300WC-666(黄胶)CLUE 160ADHESIVE FOR ABS (CLEAR)ADHESIVE FOR PVC (CLEAR)ADHESIVE FOR ABS (CLEAR)ADHESIVE FOR PVC (CLEAR)ADHESIVEADHESIVE SUPER GLUEADHESIVE SUPER GLUEADHESIVE SUPER GLUE(CLEAR)ADHESIVE FOR PVC(CLEAR)ADHESIVE FOR K-RESIONADHESIVEADHESIVE