注塑工艺基础知识培训（PPT1（PPT78页).ppt

注塑成型工艺知识 模具及注塑工艺培训 目录 1 模具的分类2 模具进胶方式的介绍3 模具顶出及复位方式的介绍 第二部分塑料知识慨论 1 注塑机得简介2 配套设备的简介 第三部分设备的介绍 第一部分注塑模具的介绍 1 塑料的分类2 塑料的成分3 电水壶材料测试要求4 塑料的特性介绍 模具及注塑工艺培训 目录 1 注塑参数的五要素介绍2 注塑缺陷及解决方案介绍3 案例分析 第四部分注塑成型部分介绍 第五部分塑料喷涂技术简介 1 喷涂材料介绍2 喷涂工艺 模具及注塑工艺培训 模具及注塑工艺培训 第一部分塑料模具基本知识 模具及注塑工艺培训 两板模具的基本结构及名称 12S03E下壶盖 单分型面的注塑模具就叫两板模优点 1模具结构简单 2适应大浇口的模具3 维修率低4应用的比较广泛的模具缺点 1 产品外观要求不是很高2 产品需要加工水口 模具及注塑工艺培训 三板模具的基本结构及名称 12S03底座上盖 模具及注塑工艺培训 热流道模具 进胶点 热流道模具是利用加热装置使流道内的熔体始终不凝固优点 1 节约原料2 缩短成型周期3 减少废品 降低了产品的不良率 4 消除了后续工序 有利于生产自动化缺点 1 模具成本高2 模具制作工艺要求相当高3 热流道维修需要专业人员 模具及注塑工艺培训 双色包胶模具 前模 后模 硬胶进胶点 软胶进胶点 双色模具 两种材料在同一台注塑机注塑 分两次成型 但产品只出模一次的模具 优点 1 外观比较更加漂亮 2品质稳定 周期短3易于换颜色不用喷油缺点 1 需要专门的注塑机生产2模具成本比较高 浇注系统 直接浇口 大水口 优点 由于浇口尺寸较大在注塑成型时压力及热量损失比较小 成型效果比较好 缺点 去除水口比较麻烦 而且会在产品上留下较大的痕迹 12S03E手柄座 浇注系统 側胶口 优点 应有广泛 适用于众多产品的注塑成型 特别是一模多腔的模具 缺点 1要求对每个側胶口的深度尺寸要求一样 否则会导致每个型腔走胶不一致 2通常侧胶口的尺寸比较小 进胶位一般是对着产品胶位比较厚 或比较宽的位置 注塑成型时会在产品表面形成流纹 和气纹 浇注系统 点胶口 细水口 优点 在产品上几乎看不出浇口留下的痕迹开模时水口与产品自动分离 缺点 对注塑较难走胶的产品 水口易粘水口板 浇注系统 潜伏式浇口 潜水口 优点 1 分型面处不会留下胶口痕迹2 水口自动切断 不需要后加工3 可以改善注塑时产生的喷纹和气纹 4 如果产品没有合适的骨位 柱位 筋位设置胶口 可以利用顶针 镶针设置胶口 简便有效 浇注系统 热流道胶口 胶口 15P01壶身的热流道 特点 直接将熔体材料送到产品上 每个热流道的进胶口都有一个温度控制器来控制热嘴的温度 温控箱 15P01壶身的热流道 浇注系统 针阀 针阀浇口 特点 跟热流道类似 只是多了一个气缸 和一个封胶针工作原理 通过射胶时间来控制针阀的开与合 也就是射胶的开始与结束 缺点 对气压的稳定和注塑机的控制系统要求非常高 顶出复位系统 顶针顶出 制品顶出 是注塑成型过程中最后一个环节 顶出的质量好坏最后决定产品的质量 顶针 顶出复位系统 斜顶顶出 12S03E上壶盖 一个上壶盖由五根斜顶顶出 通常结构有扣位的都会考虑到用斜顶出模 顶出复位系统 推板顶出 推板 推板是在型腔根部安装一块与之密切配合的顶板将产品顶出型芯 主要用于薄壁容器及表面不允许带有顶出痕迹的制品 特点 推出力均匀 力量大 运动平衡稳定 顶出复位系统 弹簧复位 顶针板被定棍顶出后 顶棍回缩 弹簧回弹使顶针板复位 弹簧 顶出复位系统 强制复位 扣机是属于先复位机构 为了避免行位与顶针出现干涉在合模过程中发生相撞损坏模具 因此需要推杆先把顶针板复位 还有一种是顶棍与顶针板用螺丝连接 来强制复位 电水壶塑胶壶身模具都是这样复位 注塑材料 第二部分塑料知识慨论 注塑材料 材料的成份 注塑材料 材料的种类 注塑材料 热塑性材料 热塑性塑料 这类塑料的合成树脂都是线型或支链型高聚物因受热而变软 甚至成为可流动的稳定粘稠液体 在此状态时具有可塑性 可以塑制成一定形状的塑胶制品 冷却后保持要得到的形状 如再加热又可以变软成另一种形状 如此可以反复多次 这一过程中只有物理变化而化学没有发生变化 反复多次成型 常见的塑料有 ABSPPPCPSPAASPOMPMMAPC ABSPETPUTPEPBT等 注塑材料 热固性材料 热固性塑料 这类塑料的合成树脂是体型高聚物 因而在加热之初 分子呈线型结构具有可溶性和可塑性 可塑制成一定形状的塑件 当继续加热时分子呈现风状结构 当温度达到一定程度后树脂变成不溶和不溶的体型结构 使形状固定下来 不再变化 如加热也不软化 不再具有可塑性 在一定变化过程中 即有物理变化又有化学变化 一次成型 常见的有 电木环氧树脂 EP 注塑材料 硬度结晶度比较高密度强度热变形温度抗渗透度抗化学物品表面光泽尺寸稳定性透明性拉伸率无定形度比较高 塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大 通常的结论1是 1 结晶度高的塑料是不透明的如POM 聚甲醛 2 非结晶的塑料是透明的如PMMA 亚克力 PP是属于半结晶 通常的结论2是 1 平行于纤维取向方向的收缩比垂直纤维取向的方向的收缩还大 这是材料变形的一个趋势如 注塑材料 电水壶常用塑胶材料的物理特性 注塑材料 电水壶塑胶材料的性能测试要求 PP材料 PP聚丙烯 典型应用范围 汽车工业 主要使用含金属添加剂的PP 挡泥板 通风管 风扇等 器械 洗碗机门衬垫 干燥机通风管 洗衣机框架及机盖 冰箱门衬垫等 日用消费品 草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等 PP材料 注塑模工艺条件 干燥处理 如果储存适当则不需要干燥处理 熔化温度 220 250C 注意不要超过250C 模具温度 40 80C 建议使用50C 结晶程度主要由模具温度决定 注射压力 可大到1800bar 注射速度 通常 使用高速注塑可以使内部压力减小到最小 如果制品表面出现了缺陷 那么应使用较高温度下的低速注塑 流道和浇口 对于冷流道 典型的流道直径范围是4 7mm 建议使用通体为圆形的注入口和流道 所有类型的浇口都可以使用 典型的浇口直径范围1 1 5mm但也可以使用小到0 7mm的浇口 对于边缘浇口 最小的浇口深度应为壁厚的一半 最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍 PP材料完全可以使用热流道系统 PP材料 干燥处理 如果储存适当则不需要干燥处理 熔化温度 220 250C 注意不要超过250C 模具温度 40 80C 建议使用50C 结晶程度主要由模具温度决定 注射压力 可大到1800bar 注射速度 通常 使用高速注塑可以使内部压力减小到最小 如果制品表面出现了缺陷 那么应使用较高温度下的低速注塑 流道和浇口 对于冷流道 典型的流道直径范围是4 7mm 建议使用通体为圆形的注入口和流道 所有类型的浇口都可以使用 典型的浇口直径范围1 1 5mm但也可以使用小到0 7mm的浇口 对于边缘浇口 最小的浇口深度应为壁厚的一半 最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍 PP材料完全可以使用热流道系统 PP材料 化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料 它比PE要更坚硬并且有更高的熔点 由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆 因此许多商业的PP材料是加入1 4 乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物 共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度 100C 低透明度 低光泽度 低刚性 但是有有更强的抗冲击强度 PP的强度随着乙烯含量的增加而增大 PP的维卡软化温度为150C 由于结晶度较高 这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好 PP材料 PP不存在环境应力开裂问题 通常 采用加入玻璃纤维 金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性 PP的流动率MFR范围在1 40 低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低 对于相同MFR的材料 共聚物型的强度比均聚物型的要高 由于结晶 PP的收缩率相当高 一般为1 8 2 5 并且收缩率的方向均匀性比PE HD等材料要好得多 加入30 的玻璃添加剂可以使收缩率降到0 7 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性 抗酸碱腐蚀性 抗溶解性 然而 它对芳香烃 如苯 溶剂 氯化烃 四氯化碳 溶剂等没有抵抗力 PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性 PC材料 PC聚碳酸酯 典型应用范围 电气和商业设备 计算机元件 连接器等 器具 食品加工机 电冰箱抽屉等 交通运输行业 车辆的前后灯 仪表板等 PC材料 注塑模工艺条件 干燥处理 PC材料具有吸湿性 加工前的干燥很重要 建议干燥条件为100C到200C 3 4小时 加工前的湿度必须小于0 02 熔化温度 260 340C 模具温度 70 120C 注射压力 尽可能地使用高注射压力 注射速度 对于较小的浇口使用低速注射 对其它类型的浇口使用高速注射 PC材料 化学和物理特性 PC是一种非晶体工程材料 具有特别好的抗冲击强度 热稳定性 光泽度 抑制细菌特性 阻燃特性以及抗污染性 PC的缺口伊估德冲击强度非常高 并且收缩率很低 一般为0 1 0 2 PC有很好的机械特性 但流动特性较差 因此这种材料的注塑过程较困难 在选用何种品质的PC材料时 要以产品的最终期望为基准 如果塑件要求有较高的抗冲击性 那么就使用低流动率的PC材料 反之 可以使用高流动率的PC材料 这样可以优化注塑过程 ABS材料 ABS丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 典型应用范围 汽车 仪表板 工具舱门 车轮盖 反光镜盒等 电冰箱 大强度工具 头发烘干机 搅拌器 食品加工机 割草机等 电话机壳体 打字机键盘 娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等 ABS材料 注塑模工艺条件 干燥处理 ABS材料具有吸湿性 要求在加工之前进行干燥处理 建议干燥条件为80 90C下最少干燥2小时 材料湿度应保证小于0 1 熔化温度 210 280C 建议温度 245C 模具温度 25 70C 模具温度将影响塑件光洁度 温度较低则导致光洁度较低 注射压力 500 1000bar 注射速度 中高速度 ABS材料 化学和物理特性 ABS是由丙烯腈 丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成 每种单体都具有不同特性 丙烯腈有高强度 热稳定性及化学稳定性 丁二烯具有坚韧性 抗冲击特性 苯乙烯具有易加工 高光洁度及高强度 从形态上看 ABS是非结晶性材料 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物 一个是苯乙烯 丙烯腈的连续相 另一个是聚丁二烯橡胶分散相 ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构 这就可以在产品设计上具有很大的灵活性 并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料 这些不同品质的材料提供了不同的特性 例如从中等到高等的抗冲击性 从低到高的光洁度和高温扭曲特性等 ABS材料具有超强的易加工性 外观特性 低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度 PA材料 PA6聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件 由于有很好的耐磨损特性 还用于制造轴承 PA材料 注塑模工艺条件 干燥处理 由于PA6很容易吸收水分 因此加工前的干燥特别要注意 如果材料是用防水材料包装供应的 则容器应保持密闭 如果湿度大于0 2 建议在80C以上的热空气中干燥16小时 如果材料已经在空气中暴露超过8小时 建议进行105C 8小时以上的真空烘干 熔化温度 230 280C 对于增强品种为250 280C 模具温度 80 90C 模具温度很显著地影响结晶度而结晶度又影响着塑件的机械特性 对于结构部件来说结晶度很重要 因此建议模具温度为80 90C 对于薄壁的 流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度 PA材料 增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度 但却降低了韧性 如果壁厚大于3mm 建议使用20 40C的低温模具 对于玻璃增强材料模具温度应大于80C 注射压力 一般在750 1250bar之间 取决于材料和产品设计 注射速度 高速 对增强型材料要稍微降低 流道和浇口 由于PA6的凝固时间很短 因此浇口的位置非常重要 浇口孔径不要小于0 5 t 这里t为塑件厚度 如果使用热流道 浇口尺寸应比使用常规流道小一些 因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固 如果用潜入式浇口 浇口的最小直径应当是0 75mm PA材料 PA6的化学物理特性和PA66很相似 然而 它的熔点较低 而且工艺温度范围很宽 它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好 但吸湿性也更强 因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响 因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点为了提高PA6的机械特性 经常加入各种各样的改性剂 玻璃就是最常见的添加剂 有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶 如EPDM和SBR等 对于没有添加剂的产品 PA6的收缩率在1 到1 5 之间 加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0 3 但和流程相垂直的方向还要稍高一些 成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响 实际的收缩率还和塑件设计 壁厚及其它工艺参数成函数关系 化学和物理特性 成型设备 第三部分设备知识慨论 成型设备 成型设备 卧式注塑机 日本FANUC 特点 1 操作简单 对操作工的要求不高2 上下模具比较简单 快捷3 机器相对其它便宜 实用 成型设备 立式注塑机 特点 1 通常比较实用于二次注塑成型 2 可以使用两个后模注塑 提升产能3 上下模具工序比较复杂4 对员工的操作要求比较高5 设备使用相对复杂 成型设备 双色注塑机 特点 1 可以成型一个多种颜色的塑胶产品2 后模两个模芯一样 可以转动调换成型3 上模具工序比较复杂4 员工操作要求比较高5 设备操作比较繁琐 成型设备 材料烘干机 用途 对一些吸水性不高的材料在注塑成型时进行烘干处理 ABS PC POM 成型设备 抽湿机 用途 主要针对一些加纤材料除湿 PBT PET PA 成型设备 模温机 用途 可以控制模具温度来达到产品的外观要求 如 夹水线 气纹 等 注塑成型参数 第四部分成型知识慨论 注塑成型 原材料涨价了 企业竞争激烈了 塑胶行业已进入微利时代 注塑机 印钞机研讨注塑成型技术 争做 高效 低耗 优质的塑胶产品 是每个注塑加工企业追求的目标 冷却成型 射胶 增压 熔胶 进料 开模 顶出产品 注塑 注塑成型 成型参数的五要素 压力 速度 位置 温度 时间 注塑成型 注塑成型 注塑机料筒温度画面 注塑成型 注塑成型 缺陷性质可分为下列三种 外观缺陷 纵然符合所有特性和要求 仍然出现次品 这种缺陷可由肉眼直接观察到 结构缺陷 问题可能由重量 尺寸 构型 如 扭曲 引起 这种缺陷可以凭肉眼或测量得知 功能缺陷 肉眼不能察觉 只有在某种功能出错时才会发现 譬如 应力过高会导致意想不到的冲击破坏的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 未注满 2 产品翘曲和收缩 3 产品尺寸不准 4 产品有熔接痕 5 产品气泡 6 产品有银丝 斑纹和流痕 7 产品溢边 披锋 8 产品发脆 9 产品发白 裂 10 塑料变色 注塑件常见缺陷及检查 注塑成型 1 怎样克服产品翘曲及收缩 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 模具温度低 制品收缩小 但翘曲大 反之制品收缩大 翘曲小 因此 必须根据制品结构不同解决其主要矛盾 注塑成型 注塑成型 注塑成型 注塑成型 注塑成型 注塑成型 注塑成型 注塑成型 壶盖表面缩水案例分析 模具引起 此处缩水明显 原因分析 1 可能压力不够引起 非主因 排除 2 可能胶位太厚导致 主要原因 此处筋位实际尺寸1 1mm 图纸筋位尺寸0 8mm 解决方案 产品筋位减胶0 3mm 模具斜顶加胶0 3mm 注塑成型 铃铛支架易断案例分析 材料引起 装配时此处易断 原因分析 1 注塑时水口比例添加超标 非主因 排除 2 材料不符合要求 非主因 3 材料中含有水分 注塑时没有完全烘干 主要原因 145 解决方案 材料生产前必须在145 的温度下烘4H让材料中的水分完全烘干 注塑成型 15E01A壶盖装饰片气纹案例分析 工艺参数引起 进胶口处气纹明显 原因分析 1 进胶口不合理 非主因 排除 2 注塑工艺不合理 主要原因 85 解决方案 将模具前模温度调至85 增加材料的流动性 将第二段注塑速度调慢 从进胶口到产品的位置 让塑胶缓慢流过 注塑成型 第五部分塑料件喷涂简介 注塑成型 注塑制品的喷涂简介 在产品竞争日益激烈的开发中 许多厂家为了增加产品的卖点 对产品表观进行了精心的设计 其中装饰是一个必要的方式 喷涂外观在塑料件中尤为重要 客户甚至都希望在产品中能够找到比较古典或很现代的颜色 这就促发了古典黄 不锈钢银色 香槟金等等炫彩系列产品 由于很多这种炫彩色在塑料的配色上难以做到如此精美 所以喷涂 喷镀 电镀就成为一个重要的手段 塑料件是绝缘的材料 有别于钢铁的导电性能 由于大部分塑料的表面能低 许多处理方法 如装饰 印刷 喷涂等都不能直接适用 而需要首先进行表面处理 塑料与各种不同材料的粘接性是表面处理需要解决的一个关键问题 一般来说 塑料粘接性能与材料结构及组分有关 构成涂料的四大要素包括 1 树脂 2 颜料 3 溶剂 4 其他添加剂 表面前处理 静电除尘 上色 喷底漆 喷光油 过烘炉 冷却 检验包装 喷客户漆 返工打磨 喷涂的工序 注塑成型 工业漆 分为双组分 单组分 俗称底漆 光油 透明 俗称清漆 能够充分保护底漆和客户本漆 提升产品的亮色和光泽度 鲜艳夺目 双组分漆 含有固化剂 一般烘炉温度为60 70度 可以返工处理 产品光泽度好 流平性好 容易照光 涂层厚度为40 65微米 um 尤其是返工后的产品比没有返工的一般厚10多 um 单组分漆 不含固化剂 一般烘炉温度为45 50度 不可以返工处理或返工处理困难 产品光泽度差 造价便宜 涂层厚度为16 32微米 um 表面前处理 毛坯检验杂质 夹水纹 气纹 凹坑 水磨砂纸打磨 补灰涂覆 对塑料件通常用汽油或酒精清洗油脂和灰尘等杂质 注塑成型 PP塑料件和ABS塑料件喷涂的要点 PP塑料件 PP和PE等聚烯烃材料的物理特性 表面能很低决定了它很难附着漆料 溶剂与树脂不相容或相容性差 一般PP的界面张力较小 表现出来粘附力差故塑料件喷涂前 表面处理需要喷涂PP水进行除尘处理或其他除尘消静电处理油漆不耐水 表现出煮水后受热膨胀气泡1 在喷涂前可以对其进行打磨 这种方法对于较大的PP注塑件很有用 2 可以增加模具内腔的表面粗糙度 这样可以使注塑件的表面粗糙度增加 3 如果客户要求不是很严格的话 可以在pp料里加入颗粒度较大的滑石粉 一来增加了PP成品的表面附着力 二来可以降低成本4 PP改性 添加极性的助剂 5 喷涂前打底漆 一种有效用于塑料制品的底漆或底漆的二道漆的导电涂层组合物 特别适用于具有低表面极性的塑料制品 导电材料 因为大多数塑料件表面极性和能量低 不便于直接上漆 因此目前国内很多厂家都开发并使用溶剂型底漆对塑料件表面进行处理 以提高面漆与塑料件的附着力 注塑成型 ABS塑料件 塑料件喷涂前 无需喷涂PP水 溶剂与树脂相容性好