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文档简介
常见透明塑料的性能及注塑工艺由于塑料具有重量轻、韧性好、成型易、成本低等优点,因此在现代工业和日用产品中,越来越多用塑料代替玻璃,特别应用于光学仪器和包装工业方面,发展尤为迅速。但是由于要求其透明性要好,耐磨性要高,抗冲击韧件要好,因此对塑料的成份,注塑整个过程的工艺、设备、模具等,都要做大量工作,以保证这些用于代替玻璃的塑料(以下简称透明塑料),表面质量良好,从而达到使用的要求。 目前市场上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,即俗称压克力或有机玻璃,)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、透明尼龙、丙烯睛一苯乙烯共聚物(AS)、聚砜(PSF)等, 其中我们接触得最多的是PMMA、PC和PET三种塑料,下面就以这三种塑料为例,讨论透明塑料的特性和注塑工艺。 一、透明塑料的性能 透明塑料首先必须有高透明度, 其次要有一定的强度和耐磨性,能抗冲击,耐热性要好,耐化学性要优,吸水率要小,只有这样才能在使用中,能满足透明度的要求而长久不变,下面列出表l,比较一下 PMMA、PC和PET的性能。 表1:透明塑料性能比较 性能 密度 (g/am2) 抗拉强度 (MPa) 缺口冲击 (J/m2) 透明度 (%) 变形温度 () 允许含水量 收缩率 耐磨性 抗化学性 PMMA 1.18 75 1200 92 95 0.04 0.5 差 良 PC 1.20 66 1900 90 137 0.02 0.6 中 良 PET 1.37 165 1030 86 120 0.03 2 良 优 注:(1)因品种繁多,这只是取平均值,实际不同品种数据有异。 (2)PET数据(机械方面)为经拉伸后的数据。 从表1数据可知PC是较理想的选择, 但主于其原料价贵和注塑工艺较难,所以仍以选用PMMA为主,(对一般要求的制品),而RET由于要经过拉伸才能得到好的机械性能,所以多在包装、容器中使用。 二、透明塑料注塑过程中应注意的共同问题 透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对原料、设备、模具、甚至产品的设计,都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。 其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往要在较高温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整,使注塑料时既能充满 模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。 下面就其在原料准备、对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面,谈谈应注意的事项。 (一)原料的准备与干燥 由于在塑料中含有任何一点杂质,都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输、加料过程中,必须注意密封,保证原料干净。特别是原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥,并在注塑时,加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。其干燥工艺如表2。 表2:透明塑料的干燥工艺: 工艺 干燥温度() 干燥时间(h) 料层厚度(mm) 备注 PMMA 7080 24 3040 采用热风循环干燥 PC 120130 大于6 小于30 采用热风循环干燥 PET 140180 34 采用连续干燥加料装置为佳 (二)机筒、螺杆及其附件的清洁 为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的树脂存在,因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有杂质,当没有螺杆清洗剂时,可用PE、PS等 树脂清洗螺杆。 当临时停机时,为防止原料在高温下 停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低,如 PC、PMMA等机筒温度都要降至 160以下。(料斗温度对于 PC应降至100以下) (三)在模具设计上应注意的问题(包括产品的设计) 为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在模具设计时,应注意以下几点。 a)壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度要足够大; b)过渡部分应逐步。圆滑过渡,防止有尖角。锐边产生,特别是PC产品一定不要有缺口; c)浇口。流道尽可能宽大、粗短,且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置,必要时应加冷料井; d)模具表面应光洁,粗糙度低(最好低于0.8); e)排气孔。槽必须足够,以及时排出空气和熔 体中的气 体; f)除 PET外, 壁厚不要太薄,一般不得小于lmm。 (四)注塑工艺方面应注意的问题(包括注塑机的要求) 为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。 a)应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机; b)注射温度在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射湿度; c)注射压力:一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形; d)注射速度:在满足充模的情况下, 一般宜低,最好能采用慢-快-慢多级注 射; e)保压时间和成型周期:在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽量短,以尽量减低熔料在机筒停留时间; f)螺杆转速和背压:在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能; g)模具温度:制品的冷却好坏,对质量影响极大,所以模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。 (五)其他方面的问题 由于为要防上表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回用料时不得大20。 对于除PET外,制品都应进行后处理, 以消除内应力,PMMA应在7080T热风循环干燥4小时; PC应在清洁空气、甘油。 液体石腊等加热 110135,时间按产品而定,最高需要10多小时。而PET必须经过双向拉伸的工序,才能得到良好机械性能。 三、透明塑料的注塑成型工艺 (一)透明塑料的工艺特性:除了以上的共同问题,透明塑料亦各有一些工艺特性,现分述如下: 1、PMMA 的工艺特性PMMA粘度大,流动性稍差,因此必须高料温、高注射压力注塑才行,其中注射温度的影响大于注射压力, 但注射压力提高,有利于改善产品的收缩 率。 注射温度范围较宽,熔融温度为 160,而分解温度达270,因此料温调节范围宽,工艺性较好。故改善流动性,可从注射温度着手。 冲击性差,耐磨性不好,易划花,易脆裂,故应提高模温,改善冷凝过程,去克服这些缺陷。 2、PC的工艺特性 PC粘度大,融料温度高,流动性差, 回此必须以较高温度注塑(270320T之 间),相对来说料温调节范围较窄,工艺性不如PMMA。注射压力对流动性影响较小,但因粘度大,仍要较大注射压力,相应为了防止内应力产生,保压时间要尽量短。 收缩率大,尺寸稳定,但产品内应力大,易开裂,所以宜用提高温度而不是压力去改善流动性,并且从提高模具温度,改善 模具结构和后处理去减少开裂的可能。当注射速度低时,浇口处易生波纹等缺陷,放射咀温度要单独控制,模具温度要高,流道、浇口阻力要小。 3、PET的工艺特性 PET成型温度高,且料温调节范围窄(260300),但熔化后,流动性好,故工艺性差,且往往在射咀中要加防延流装置。 机械强度及性能注射后不高,必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。 模具温度准确控制,是防止翘曲。变形的重要因素,因此建议采用热流道模具。模具温度高,否则会引起表面光泽差和脱模困难。 四、透明塑料件的缺陷 由于篇幅关系,这里只讨论影响产品透明度的缺陷,其他缺陷请参考产品说明书或其他资料。其缺陷大概有以下几项: 透明产品的缺陷和克服方法:(一)银纹:由充模和冷凝过程中,内应力各向异性影响,垂直方向产生的应力,使树脂发生流动上取向,而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹,当其扩展后,可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外(见表,最好产品作退火处理。如pc料可加热到160以上保持35分钟,再自然冷却即可。(二)气泡:主于树脂内的水气和其他气体排不出去,(在模具冷凝过程中)或因充模不足,冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。其克服方法见表。(三)表面光泽差:主于模具粗糙度大,另一方面冷凝过早,使树脂不能复印模具表面的状态,所有这些都使其表面产牛微小凹凸不平,而使产品失去光泽。其克服方法见表。(四)震纹:是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因因熔体粘度过大,前端料已在型腔冷凝,后来料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。其克服方法见表。(五)泛白。雾晕:主要由于在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引起的。其克服方法见表。(六)白烟。黑点:主要由于塑料在机筒内,因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成的。注塑模具维护保养规程与管理规定一、目的:使设备能保持最佳的性能状态和延长使用寿命,确保生产的正常进行。二、职责:2.1本标准必须经由培训合格之注塑技术人员和模具管理人员施行。2.2注塑领班负责实施和检查督导,主管定期督导。三、注塑模具的保养内容分为:3.1生产前模具的保养3.1.1须对模具的表面的油污,铁锈清理干净,检查模具的冷却水孔是否有异物,是否有水路不通3.1.2须检查模具胶口套中的圆弧是否损伤,是否有残留的异物;3.1.3模具的固定模板的螺丝和锁模夹是否拧紧等;3.1.4模具装上注射机后,要先进行空模运转。观察其各部位运行动作是否灵活,是否有不正常现象,活动部位如导柱、顶杆、行位是否磨损,润滑是否良好,顶出行程,开启行程是否到位,合模时分型面是否吻合严密等。3.2生产中模具的保养3.2.1模具使用时,要保持正常温度,不可忽冷忽热。在正常温下工作,可延长模具使用寿命。3.2.2每天检查模具的所有导向的导柱、导套、回针、推杆、滑块、型芯等是否损伤, 要随时观察,定时检查,适时擦洗,并要定期对其加油保养,每天上下班保养两次,以保证这些滑动件运动灵活,防止紧涩咬死。3.2.3每次锁模前,均应注意,型腔内是否清理干净,绝对不准留有残余制品,或其它任何异物,清理时严禁使用坚硬工具,以防碰伤型腔表面。3.2.4型腔表面有特殊要求的模具,表面粗糙度Ra小于或等于0.2cm,绝对不能用手抹或棉丝擦,应用压缩空气吹,或用高级餐巾纸和高级脱脂棉蘸上酒精轻轻地擦抹。3.2.5定期清洁模具分型面和排气槽的异物胶丝,异物,油物等,分模面、流道面清扫每日两次。注射模具在成型过程中往往会分解出低分子化合物腐蚀模具型腔,使得光亮的型腔表面逐渐变得暗淡无光而降低制品质量,因此需要定期擦洗,擦洗可以使用醇类或酮类制剂,擦洗后要及时吹干。3.2.6定期检查模具的水路是否畅通,并对所有的紧固螺丝进行紧固。3.2.7检查模具的限位开关是否异常,斜销.斜顶是否异常。3.3停机模具的保养3.3.1操作离开需临时停机时,应把模具闭合上,不让型腔和型芯暴露在外,以防意外损伤,停机时间预计超过24小时,要在型腔、型芯表面喷上防锈油或脱模剂,尤其在潮湿地区和雨季,时间再短也要做防锈处理。空气中的水汽会使模腔表面质量降低,制品表面质量下降。模具再次使用时,应将模具上的油去除,擦干净后才可使用,有镜面要求的清洗压缩空气吹干后再用热风吹干,否则会在成型时渗出而使制品出现缺陷。3.3.2临时停机后开机,打开模具后应检查滑块限位是否移动,未发现异常才能合模。总之,开机前一定要小心谨慎,不可粗心大意。3.3.3为延长冷却水道的使用寿命,在模具停用时,应立即用压缩空气将冷却水道内的水清除,用少量机油放入咀口部,再用压缩空气吹,使所有冷却管道有一层防锈油层。3.3.4工作中认真检查各控制部件的工作状态,严防辅助系统发生异常,加热,控制系统的保养对热流道模具尤为重要。在每一个生产周期结束后,都应对棒式加热器,带式加热器,热电偶学用欧母进行测量,并与模具的技术说明资料相比较,以保证其功能的完好。与此同时,控制回路可能通过安装在回路内的电流表测试。抽芯用的液压缸中的油尽可能排空,油嘴密封,以免在储运过程中液压油外泄或污染周围的环境。3.3.5在生产中听到模具发出异声或出现其它异常情况,应立即停机检查。模具维修人员对车间内正常运行的模具要进行巡回检查,发现有异常现象时,应及时处理。3.3.6操作工在交接班时,除了交接生产,工艺紧要关记录外,对模具使用状况也要有详细的交待。3.3.7当模具完成制品生产数量,要下机更换其它模具时,应将模具型腔内涂上防锈剂,将模具其附件送交模具保养员,并附最后一件生产合格的制品作为样件一起送交保养员。此外,还应送交一份模具使用清单,详细填写该模具在什么机床上,从某年某月某日,共生产多少数量制品,现在模具是否良好。若模具有问题,要在使用单上填写该模具存在什么问题,提出修改和完善的具体要求,并交一件未处理的样品给保管员,留给模具工修模时参考。3.3.8停机后须检查模具的表面是否有残留的胶丝,异物等将其清理干净后均匀喷上防锈剂,准确填写相关记录。3.4每季的例行检查:主要是对放置两个月以上没有使用的模具进行清理维护。3.4.1打开模具,检查内部防锈效果,有异常情况,须重新进行防锈处理. 长期不使用的模具须涂抹黄油.3.4.2放回原位并作好记录.3.5 模具的存放应设立模具库,设专人管理,并建立模具档案,有可能的话要对模具实行计算机管理。模具库应选择潮气小通风的地方,温度应保持在70%以下,若湿度超过70%,则模具很容易生锈,模具应上架存放,注意防腐蚀,防尘等。要标上需要修理或完成修理、保养的标识。四. 塑胶模具的维护管理要点模具维护管理的重点,主要的维护项目为: 4.1模具分型面,模穴,型心面等部位的清洁,4.2 模具的运动部位的润滑,螺栓的松弛的紧固,4.3 冷却水孔的防锈, 电器件的断线检查等 连续生产时应定期进行生产中维护 ,断续生产品则在一个批量生产后一定要进行停机维 护 ,使其在最佳保养状态 。 4.4 模具维护应有日常保养进行和定期保养进行 ,都依照模具维护与保养进行,并以模具保养检查表确认并作业后,再将每一个模具生产记载于记录表上,这个记录是模具的履历记录,在以后的检查上有很大的帮助。维护上的要点在于,在固定的必要频率及时间下,认真执行模具的维护管理。并非发生事故后立即修护,而是要预防事故的发生。 造成注塑制品变色焦化出现黑点的原因分析造成注塑制品变色焦化出现黑点的主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解,或在料筒内停留时间过长而分解、焦化,再随同熔料注入型腔形成。分析如下:1.机台方面:(1)由于加热控制系统失控,导致料筒过热造成分解变黑。(2)由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而屯积,经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否有金属异物。(3)某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化,在几乎维持原来颗粒形状情形下,难以熔融,被螺杆压破碎后夹带进入制件。2模具方面:(1)模具排气不衣,易烧焦,或浇注系统的尺寸过小,剪切过于历害造成焦化。(2)模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。3塑料方面:塑料挥发物过多,湿度过大,杂质过多,再生料过多,受污染。4加工方面:(1)压力过大,速度过高,背压过大,转速过快都会使料温分解。(2)应定期清洁料筒,清除比塑料耐性还差的添加剂。注塑制品翘曲变形的原因简析注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲,这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说,模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的,最终解决问题必须从模具设计和改良着手。 这种现象的主要有以下几个方面造成:1模具方面:(1)制件的厚度、质量要均匀。(2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲,适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。(3)制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性,如增加脱模余度,改善模面的抛光,顶出系统要保持平衡。(4)排气要良好。(5)增加制件壁厚或增加抗翘曲方向,由加强筋来增强制件抗翘曲能力。(6)模具所用的材料强度不足。2塑料方面:结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低,收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。3加工方面:(1)注射压力太高,保压时间太长,熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。(2)模具温度过高,冷却时间过短,使脱模时的制件过热而出现顶出变形。(3)在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。(4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理注塑生产时原料混合常识注塑机调机维修技术资料 A/选用废旧塑料粉碎机的基础原则: 粉碎设备的选用主要取决于被粉碎物料的种类、形状以及所需的粉碎程度,不同材质的废旧塑料就应采用不同的粉碎设备。硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、脲醛树脂、聚酯树脂等是一类脆性塑料,质脆易碎,一旦受到压缩力、冲击力的作用,极易脆裂,破碎成小块,对于这类塑料适宜采用压缩式或冲击式粉碎设备进行粉碎;而对于在常温下就具有较高延展性的韧性塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚酸胺、ABS塑料等,则只适宜采用剪切式粉碎设备,因为它们受到外界压缩、折弯、冲击等力的作用,一般不会开裂,难以破碎,不宜采用脆性塑料所使用的粉碎设备;此外,对于弹性材料、软质材料,则最好采用低温粉碎。另外应根据废料需要粉碎的程度来确定粉碎设备,若将大块破碎成小块时应采用压缩式、冲击式或剪切式粉碎设备;若将小块粉碎成细粉、细粒时,则主要采用研磨式粉碎设备。废旧料由于受到外界条件的影响及光、热的作用,已经有不同程度的老化,显然各种添加剂也有不同程度的损失。为了尽可能提高再生制品的质量,在再制造过程中需要添加一定量的助剂,从而改善回料成型加工及制品的多方面性能。基于考虑上面的一些因素,在确定再制品配方时应当考虑到以下几点:1、添加剂种类的选择;2、添加剂加入量的确定;3、配方的调整.B/气体辅助注塑系统的加工方法:气体辅助注塑系统,这个先进的系统和技术,是把氮气经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料裹,使塑件内部膨胀而造成中空,但仍然保持产品表面的外形完整无缺。 应用气体辅助注塑技术,有以下优点:1)节省塑胶原料,节省率可高达50%。2)缩短产品生产周期时间。3)降低注塑机的锁模压力,可高达60%。4)提高注塑机的工作寿命。5)降低模腔内的压力,使模具的损耗减少和提高模具的工作寿命。6)对某些塑胶产品,模具可采用铝质金属材料。7)降低产品的内应力。8)解决和消除产品表面缩痕问题。9)简化产品繁琐的设计。10)降低注塑机的耗电量。11)降低注塑机和开发模具的投资成本。12)降低生产成本。气体辅助注塑技术,可应用于各种塑胶产品上,如电视机或音响外壳、汽车塑料产品、家私、浴室、橱具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等等。气体辅助注塑技术在注塑行业中必定被受广泛应用。材料选择基本上所有用于注塑的热塑性塑料(加强或不加强),及一般工程塑料(如 pps,pai,pes)皆适用于气体辅助注塑。电脑辅助模拟分析:1)防止困气和保证气体充填平均。2)防止气体破成品表面。3)困气体是有挤压特性,并在保压阶段时起了一定重要作用,因此,借助电脑辅助模拟分析,能保证塑料分布和模具充填作更准确的预测。注塑机系统设备要求基本上,气体辅助注塑系统可配合全球不同牌子的注塑机,只要是这些注塑机是配备有:弹弓射咀,以防止高压气体跑进到注塑机的螺杆里。4)注塑机的螺杆行程配备电子尺行程开关,以触发讯号给气辅主系统,从而把高压氮气注射进模腔内。 C/注塑生产时原料混合常识一 目的:规范混料操作,稳定生产状况。二 适用范围:适用于注塑部混料人员的作业。三 职责: 按生产单、配料单及混料工艺要求进行配料,保证混出的料均匀,无杂质杂料等,并且能及时供应生产用料。四 流程:五 作业控制:a 注意安全生产,开机前检查设备状况,定时器等是否正常。设备出现故障时,应立即停机,不用或下班时须关掉电源;白矿油及其他易然品必须封闭分开放置;b 每换一种材料、颜色都须将混料机内外清洁干净,清洁时先用棉布将表面灰尘、色粉清理,; 然后用白色棉布沾白电油进行擦洗,再用干净白色棉布擦净。c 配料时,须查看配料单、标识与实物,如果一致,才可进行混料,不可随意更改配料单;d 需磅重的材料或是定量加的扩散油、白矿油、扩散粉等一定要计量准确;e 注意原材料、色粉、水口料、扩散剂等加入混料中的顺序和时间。通常混料的顺序 和时间为:加入顺序 时间(搅拌) 总时间原材料+水剂(扩散油等) 2分钟粉剂(色粉、扩散粉) 4分钟 6-8分钟加颗粒料(水口料等) 1.5分钟电木注塑知识热固性塑料注塑利用一螺杆或一柱塞把聚合物经一加热过的机筒(120260F)以降低粘度,随后注入一加热过的模具中(300450F)。一旦物料充满模具,即对其保压。此时产生化学交联,使聚合物变硬。硬的(即固化的)制品趁热即可自模具中顶出,它不能再成型或再熔融。 注塑成型设备有带一用以闭合模具的液压驱动合模装置和一能输送物料的注射装置。多数热固性塑料都是在颗粒态或片状下使用的,可由重力料斗送入螺杆注射装置。当加工聚酯整体模塑料(BMC)时,它有如“面包团”,采用一供料活塞将物料压入螺纹槽中。 采用这种工艺方法的加工聚合物是(依其用量大小排列);酚醛塑料、聚酯整体模塑料、三聚氰胺、环氧树脂、脲醛塑料、乙烯基酯聚合物和邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)。 多数热固性塑料都含有大量的填充剂(达 70重量份),以降低成本或提高其低收缩性能,增加强度或特殊性能。常用填充剂包括玻璃纤维、矿物纤维、陶土、木纤维和炭黑。这些填充物可能十分有磨损性,并产生高粘度,它们必须为加工设备所克服。 工艺过程 热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降低粘度。然而,热固性塑料的粘度却随时间和温度而增加,这是因为发生了化学交联反应。这些作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈U型曲线。在最低粘度区域完成充填模具的操作这是热固性注射模塑的目的,因为此时物料成型为模具形状所需压力是最低的。这也有助于对聚合物中的纤维损害最低。 注射模塑工艺过程利用一螺杆使物料流经加热过的机筒,机筒则以水或油循环于机筒四周的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设计,稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低粘度。大多数热固性物料在此处的流动都是相当好的。 使物料进入模具的操作是中止螺杆转动和用液压把螺杆高速推向前,使被塑化的低粘度物料压入模具中。这种快速流动要求在05秒的时间里填满模腔,压力需达到193MPa。一旦填满膜腔时物料的高速流动产生更大的摩察热以加速化学反应。模腔一旦被填满,注射压力就将降到保压压力 34.568.9MPa。这种保压压力维持在物料上510秒,随后卸压,然后开始下一个周期塑化阶段。 这种物料被保持在热的模具中,直至变硬,然后打开合模装置,顶出制品。制品刚顶出时可以是轻度未固化和有点柔软,在取出后1分钟或2分钟内利用制品内部保留的热量完成最终固化。热固性制品的整个生产周期为10120秒钟,这取决于制品厚度和原材料的类别。 为改进制品的质量和重现性采用了许多不同的和专门的技术。鉴于有一些热固性聚合物在加热时产生气体,在模具被部分充满后往往有一个放气操作。在这一步骤中,模具微微开启,以便让气体逸出,然后迅即关闭,把余下物料再注人。 注压模塑提供了较高的强度、较好的尺寸控制,并改进了表面状态(外观),这是因为采用了带有伸缩式膜腔与膜芯的模具而得到的,注射过程中模具可以开启 18l2 in,并随后迅速压紧,似模具关闭那样。 由玻璃纤维、填充料和聚酯不饱和树脂制成的整体模塑料可以在机器上装上另外的专门设备来完成注射模塑。将一活塞式供料机连接于机筒上,以强制供料,随后可以用两种不同的方式进行作业。一种带有传统的往复式螺杆,螺杆将物料推向前方,同时混炼和加热。这需要螺杆末端有一止过阀。防止物料返流回螺杆螺纹上,因为物料的粘度很低。另外一种方式是利用柱塞或活塞将物料压入模具模腔中,柱塞往往用于含玻璃纤维重量超过 22的物料,因为这对纤维的损害较小,亦可得到较高的强度。 最早应用于热固性塑料成型的另一种工艺方法是压塑法(compression moulding)和压铸法(transfer Moulding)与它们相比,注塑法(Injection Moulding)的优缺点如下: 注塑法比压塑法优越处是:较快的成型周期(23倍)过程自动化;制品变化较少;较低的人工费;高的生产能力。 注塑法相对于压塑法的缺点是:较高的设备和模具投资;压塑法可以得到较高的制品强度和较好的表面光洁度。 压铸法的优点一般介于注塑法和压塑法之间。设备 选择热固性塑料注塑用设备的重要因素包括:合模装置能力和注塑能力;控制系统和机筒温度。 闭合压力以吨计的合模装置,其选择应根据制品和流道的确定投影成型面积。所需吨位可由 1.55tin2,这取决于模塑制品的复杂程度和所用的原材料。设备大小在303 000t间,大多数常见设备在100600t之间。钢板的厚度和机器的刚性至为重要。使注料时尽可能少产生弯曲变形,导致溢料去除困难。 机器的注射能力,需要根据充填模具所需最大注射压力和模腔与流道体系内物料体积进行分析。所需注射压力由聚酯整体模塑料所需的96.5MPa直到一些特种酚醛塑料所需的207MPa。机器的注射能力往往是以理论体积量来标志(螺杆或活塞注射的面积乘以其冲程)。 一般情况下,设备的能力按该设备所能生产的制品体积的85确定。当设备以聚苯乙烯生产能力来标志时,在确定制件重量计之生产能力时必须考虑到它和热固性塑料密度上的差异。 目前流行的控制系统是计算机控制,可选择注射速度、合模装置的负荷。工艺操作的程序、侧模芯至移入模具中的运动、顶出装置的工作周期以及机筒和模具温度的控制。一个特定模具和特定原料依次加料的调定和记录的方法是极有价值的。因为在工艺过程中有大量的变量。 机筒温度的控制是通过流经包覆机筒之夹套的热水进行的。模具温度控制最普遍的是利用插入式加热器进行,但也可以采用蒸汽或循环热油进行。 高度可控的模具温度是获取均匀制品最重要的。 常用设备的选择包括:整体模塑料所用的供料器、快速更换模具系统、为快速注射用的液压流体储料缸、模具滑动用的连接于液压系统上的侧模芯、机械手式取件系统以及空气喷气装置(去除每成型周期中产生的溢料)。 由于聚合物的低粘度,它流入分模线上形成一层薄的膜状物,因此,热固性塑料成品常常需修整去除飞边。模塑制品的飞边去除往往是通过将制品进行滚光或将它们通过一台设备,在这台设备中,高速状态的塑料粒敲掉了脆的飞边层。 应用 注射模塑法生产出的热固性材料的主要市场包括: 汽车工业:发动机部件、头灯反射镜和制动用制品。 电气工业:断路器、开关壳体和线圈架。 家用电器:面包烘箱板、煮咖啡器的底座、电动机整流子、电动机外壳和垃圾处理机外壳。 其它:电动工具壳、灯具外壳、气体流量计和餐具。透明塑料在注塑中应注意的几个问题1常用塑料加工基本知识介绍 塑料成型加工,是将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺的总称,是塑料工业中一个较大的生产部门。塑料加工一般包括塑料的配料、成型、机械加工、接合、修饰和装配等。后四个工序是在塑料已成型为制品或半制品后进行的,又称为塑料二次加工。 塑料加工是随着合成树脂的发展而发展起来的,它和塑料机械的发展互相促进。不少塑料加工技术,系借鉴于橡胶、金属和陶瓷加工。塑料加工历史可追溯到19世纪90年代,赛璐珞诞生之后,因其易燃,只能用模压法制成块状物,再经机械加工成片材,片材可用热成型法加工。这是最早的塑料加工。浇铸成型是随着酚醛树脂问世而研究成功的;注射成型始于20世纪20年代,用于加工醋酸纤维素和聚苯乙烯;30年代中期,软聚氯乙烯挤出成型研制成功,塑料专用的单螺杆挤出机相应问世;1938年双螺杆挤出机也投入生产。40年代初,制出了聚氨酯泡沫塑料,吹塑技术用于生产聚乙烯中空制品。1952年往复螺杆式注射机问世,使注射成型技术进入到一个新的阶段。6070年代,新发展起来的塑料加工技术有:各种增强塑料新成型方法,如缠绕、拉挤、片材模塑成型、反应注射成型、结构泡沫成型、异型材挤出成型、片材固相成型以及共挤出、共注塑等。进入80年代,塑料加工向着高效、高速、高精度、节能、大型化或超小、超薄等方向发展,计算机技术进入这一领域,把整个塑料加工技术提高到一个新水平。 配料 塑料加工所用的原料,除聚合物外,一般还要加入各种塑料助剂(如稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、增强剂和填料等),以改善成型工艺和制品的使用性能或降低制品的成本。添加剂与聚合物经混合,均匀分散为粉料,又称为干混料。有时粉料还需经塑炼加工成粒料。这种粉料和粒料统称配合料或模塑料。 成型 塑料加工的关键环节。将各种形态的塑料(粉、粒料、溶液或分散体)制成所需形状的制品或坯件。成型的方法多达三十几种。它的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等,加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑,也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法,均可用于橡胶加工。此外,还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中,以挤出和注射成型用得最多,也是最基本的成型方法。 机械加工 借用金属和木材等的加工方法,制造尺寸很精确或数量不多的塑料制品,也可作为成型的辅助工序,如挤出型材的锯切。由于塑料的性能与金属和木材不同,塑料的热导性差,热膨胀系数、弹性模量低,当夹具或刀具加压太大时,易于引起变形,切削时受热易熔化,且易粘附在刀具上。因此,塑料进行机械加工时,所用的刀具及相应的切削速度等都要适应塑料特点。常用的机械加工方法有锯、剪、冲、车、刨、钻、磨、抛光、螺纹加工等。此外,塑料也可用激光截断、打孔和焊接。 接合 把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接。焊接法是使用焊条的热风焊接,使用热极的热熔焊接,以及高频焊接、摩擦焊接、感应焊接、超声焊接等。粘接法可按所用的胶粘剂,分为熔剂、树脂溶液和热熔胶粘接。 表面修饰 目的是美化塑料制品表面,通常包括:机械修饰,即用锉、磨、抛光等工艺,去除制件上毛边、毛刺,以及修正尺寸等;涂饰,包括用涂料涂敷制件表面,用溶剂使表面增亮,用带花纹薄膜贴覆制品表面等;施彩,包括彩绘、印刷和烫印;镀金属,包括真空镀膜、电镀以及化学法镀银等。其中烫印是在加热、加压下,将烫印膜上的彩色铝箔层(或其他花纹膜层)转移到制件上。许多家用电器及建筑制品、日用品等,都用此法获得金属光泽或木纹等图案。 装配 用粘合、焊接以及机械连接等方法,使制成的塑料件组装成完整制品的作业。例如:塑料型材,经过锯切、焊接、钻孔等步骤组装成塑料窗框和塑料门。 2透明塑料原料在注塑过程中应注意的几个问题:透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对原料、设备、模具、甚至产品的设计,都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往需要较高的温度,注射压力、注射速度等工艺参数也要作细微调整,使注塑料时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。 因此从原料准备,对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面都要进行严格的操作。 (一)原料的准备与干燥 由于在塑料中含有任何一点杂质,都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输、加料过程中都必须注意密封,保证原料干净。特别是原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥。在注塑时,加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。其干燥工艺如下表,透明塑料的干燥工艺: 材料 干燥温度() 干燥时间(h) 料层厚度(mm)备注 PMMA 7080 24 3040 PC 120130 6 30 采用热风循环干燥 PET 140180 34 采用连续干燥加料装置为佳 (二)机筒、螺杆及其附件的清洁 为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的树脂存在,因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有杂质,当没有螺杆清洗剂时,可用PE、PS等树脂清洗螺杆。当临时停机时,为防止原料在高温下停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低,如PC、PMMA等机筒温度都要降至160以下(料斗温度对于PC应降至100以下)。 (三)在模具设计上应注意的问题(包括产品的设计) 为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在模具设计时,应注意以下几点。 a)壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度要足够大; b)过渡部分应圆滑,并逐步过渡,防止有尖角、锐边产生,特别是PC产品一定不要有缺口; c)浇口、流道尽可能宽大、粗短,且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置,必要时应加冷料井; d)模具表面应光洁,粗糙度低(最好低于0.8); e)排气孔。槽必须足够,以及时排出空气和熔体中的气体; f)除PET外,壁厚不要太薄,一般不得小于lmm。 (四)注塑工艺方面应注意的问题(包括注塑机的要求) 为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。 a)应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机; b)注射温度在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射湿度; c)注射压力:一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形; d)注射速度:在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢一快一慢多级注射; e)保压时间和成型周期:在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽量短,以尽量减低熔料在机筒停留时间; f)螺杆转速和背压:在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能; g)模具温度:制品的冷却好坏,对质量影响极大,所以模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。 (五)其他方面的问题 由于为要防上表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回用料时不得大于20%。对于除PET外,制品都应进行后处理,以消除内应力,PMMA应在7080t热风循环干燥4小时;PC应在清洁空气、甘油、液体石腊等加热110135,时间按产品而定,最高需要10多小时。而PET必须经过双向拉伸的工序,才能得到良好机械性能。 改性助剂(PA增韧剂、PC增韧剂、ABS增韧剂、PBT增韧剂、接枝PP、接枝ABS、吹膜及管材增亮剂等)。手机产品纠正注塑的缺点纠正注塑的缺点: 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;(2)产品溢边;(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: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。(1)物料问题:干燥物料加润滑剂 降低物料中挥发物(2)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。(3)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。(4)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。(5)设备问题:增大注压机的塑化容量;使注射周期正常;(6)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)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
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