注塑成型理论与实践

,.注塑成型是什么?.注塑成型机.注塑成型条件.注塑工程.成型条件的决定方法.作业前要考虑的事项#附録:Plastic的成型加工法,CheilIndustriesInc.,注塑成型培训,2,.注塑成型(射出成形)是什么?,原理-加热而成熔融状态的Plastic材料,通过施加压力，注入到封闭的模具空间内，通过在模具内的冷却和固化,制造出与模具形象同样形态的方法.在热加塑性Plastic的成型加工方法中,目前最为一般，最发展的成型技法.注塑成型(射出成形)的3大要素-树脂,模具,注塑成型机,3,Plastic的成型加工法,4,.注塑成型机(InjectionMoldingMachine),5,注塑成型机的区分,6,水平型,垂直型,Flinger型,7,复合型,Insert专用,BMC(热硬化型)专用,8,形体（锁模）Cylinder,形体（锁模）油压Hose,油压Ejector,稼动Die-platen,直压式的构造,9,Toggle式的构造,形体（锁模）Cylinder,CrossHead,型后调整装置,ToggleLink,EjectorCylinder,移动DiePlate,机械式安全装置,固定DiePlate,模具,Tie-Bar,TailStock,10,DIMA式的构造,LockCylinder,型开闭Cylinder,形体（锁模）Cylinder,移动Dieplaten,固定DiePlaten,11,12,Tie-barless式的构造,13,2-ComponentsInjectionMoldingMachine,3-ComponentsInjectionMoldingMachine,14,RotaryPlaten,15,Tandem1,Tandem2,StackMolding(Tandem),CombinationInsertMoldingMachine,16,注塑机的构造和名称,Frame,油压控制装置,电气控制装置,移动板,安全门,固定板,形体(锁模）,油压,17,设置形体（锁模）,注塑,油压,电气装置的基础部位形体（锁模）,注塑一般在Frame上面放置,油压和电气控制部在Frame内部,内装油压机器的一部分(板操作侧）设置在Frame外部.,在注塑时用强力来维持模具,防止模具发生推动的装置固定板,可动板(型板,DiePlaten)-固定板,可动板所构成-固定板固定在Frame上,可动板随着Tie-bar开闭模具Tie-bar-支持型板,在模具开闭动作时，发挥Guide功能-在Toggle式,通过Tie-bar的伸张引起的弹性恢复力而发生形体（锁模）力。,Frame,形体（锁模）装置(ClampingUnit),18,形体（锁模）Cylinder-模具在开闭时,发生形体力的油压Cylinder直压式:Piston直接结合到可动板Toggle式:通过ToggleLink的构造,可增加力量模具厚度调整装置-直压式的原理上，不需要模具厚度调整装置但,调整0点时需要-Toggle式,因需要按模具厚度来调整形体（锁模）装置,才能得到形体力，因此需要厚度调整装置Ejector-注塑后，从模具突出成型品的装置安全门-考虑作业者的安全和防止受伤,和注塑机的动作进行设定InterLock:后门一般是作业者的死角,通常和Power连接进行Open时PowerOff,19,-一般直压式和Toggle式最为代表,也有移送用Toggle,最终形体力用直压式的复合式,还有最近开发的2Plate工法的DIMA式。直压式-型开闭速度慢(CylinderSize大)-一直维持同样的形体力-易于把握形体力（锁模力）-形体力发生的时间長Toggle式-Energy效率高,可进行轻量化-可进行Hi-Cycle成型(高速型开闭)-难于正确确认形体力（锁模力）-Tie-bar的伸张和弹性恢复会发生形体力,因此必要设定模具厚度,20,Plastic树脂材料,混练熔融成适合成型的温度后,有以适当压力注入熔融树脂到模具的功能,注塑装置(InjectionUnit),Hopper,注塑Cylinder,油压Motor,Nozzle,NozzleTouchCylinder,Barrel/Screw,21,Hopper:为供应原料到ScrewCylinder而储藏的容器Screw:,-供应部:同时进行Pellet或粉末状态的Resin,预热和移送到供应部-压缩部:在供应部上预热的Resin，在Screw的槽变浅的压缩部,受到剪断作用和外部加热而熔融-计量部:使熔融的树脂，混练成均衡状态而准备注塑,计量部,供应部,hf,hm,压缩部,L,D,22,-压缩比:Screw的供应部和计量部Screw槽的深度比压缩比=一般Screw的压缩比是2.0-2.5左右(MAX.2.83.0)压缩比越大,在同一L/DScrew上施加的Torque越大所以用压缩比大的Screw时，要制造小的L/D-Screw的L/D:Screw的长度和外径的比L/D=一般的Screw的L/D是18:120:1左右(均衡的熔融)计量部的长度是1D3D(特殊情况是3D4D),Screw计量部的深度(Hf),Screw供应部的深度(Hm),Screw的外径,Screw的长度,Screwzhijngbutong,23,ScrewHead部CheckRing-有防止逆流的RingorBall,注塑时有防止树脂逆流的功能,CheckRingType,BallValveType,24,Nozzle-Nozzle可分为Opentype和ShutOfftype2种类OpenNozzle(标准)-一般最多使用长处-因滞留部分小,易于色相交换,树脂交换-可适用于所有树脂上短处-Drooling的防止量多时,通过SuckBack,会发生从Nozzle孔口吸进空气-这种空气的流入可导致提高SilverStreak发生率-按树脂别有时防止Drooling不完全-计量中的型开闭困难-不能使用在发泡成型上,HeatingBand,最小置数:Nozzle径;Min.5.0mm(比模具Sprue小于0.5-1.0mm)Land长度;Min.5.0mmNozzleBore;Min.13mm,Fangzhishuzhiguhua,25,ValveNozzle-树脂的Drooling现象多的时候使用-Nozzle孔口，用Spring的作用来进行开闭长处-计量中通过Spring的力量按住Needle来防止Drooling-在型开闭中，也可以进行计量可缩短Cycle短处-在滞留部分多的时候，色相，树脂交换需要的Cleaning时间长。-不能使用，在滞留时发生碳化和分解的素材(硬质PVC)。,CylinderHead,ValveHousing,MiddleNozzle,Nozzle,26,加热Cylinder(Barrel)-从Hopper传受到树脂而进行熔融的功能。-在外部区间别附着BandHeater，按树脂来设定温度。注塑PistonCylinder-按树脂的特性和产品的形象，使Screw按适当的压力和速度，把充填的树指注入到模具的功能。-推进Screw向前的油压Piston,Cylinder，通过Screw供应注塑压力，背压注塑速度。Screw驱动装置(回转装置)-给予Screw回转力的油压Motor,驱动轴和Bearing所构成。旋回台(SlideBase)-支持ScrewCylinder,注塑Housing驱动装置等,为易于ScrewCylinder的保全管理而进行旋回NozzleShift装置(SprueBreak)-有模具的树脂注入口(SprueBush)上，连接或解除Nozzle的功能，靠移动Cylinder来执行,27,注塑机周边附带设备,-模具温度调整机(MoldTemperatureController)-原料自动移送装置(AutoFeedingSystem)-原料Tank/容器(Silo/Hopper)-原料干燥机;HopperDryer(除湿)/Oven17”Monitor)-注塑成型阶段别的Profile,32mm,230mm,180,160,90,030,230240(S/Back),180,47,黑点，污染,材料在注塑Cylinder内的燃烧-滞留时间长或破损的Screw或Barrel内的燃烧而连续发生的黑点-在破损的ScrewHead，部分性过热而发生的黑点-注塑Cylinder在加热状态下，长时间停止机械而发生的黑点-在Nozzle部，燃烧的材料导致的黑点,污染-从Screw或Barrel上破损的微细金属破片-供应到Hopper或Silo的材料包装引起的污染-打开包装时发生的线头或纸片-在AutoFitting上，污染空气导致的污染,颜料的分散不良,难燃剂和安定剂等的劣化,.注塑成型的不良类型分析,48,黑线,49,在注塑Cylinder内的材料碳化-因滞留时间的延长或在破损的Screw或Barrel内的碳化而持续发生的黑点。-破损ScrewHead上的部分过热导致的发生黑点。-注塑Cylinder在加热状态下，长时间停止机械而发生的黑点。-在Nozzle部分燃烧的材料引起的黑点。,50,注塑成型机内的材料供应领域DesignGuide,51,SilverStreak,52,WeldLine,53,WeldLine-成型品表面生成流动形状或材料流动中分歧再合流时发生的融合面的线装不良。,54,Weld强度,耐药品性，外观,-影响因子;,材料选定,加工条件,模具设计,产品设计,Weld,55,在Weld领域上的脆弱点,-不良因素;,分子之间的不完整结合/分散,分子(或者纤维)不适当的冷却,Weld表面的V-notch残存,Weld表面的异物质或未细工的存在,56,分子间的结合和分散,未分散,部分分散,完全分散,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),57,纤维整列冷却,强化树脂Weld的强度，可通过流动先端分水形态引起的Weld部，不适当的纤维配向等来降低。,在通过长纤维强化的热加塑性树脂上Weld周边会发生的大的强度下降。,58,Weld现象,Weld单面,WeldLine的Notch形象，不但是外观的不良，而且同时是对产品作用为尖锐应力的集中点。,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),59,Weld消灭角度,Weld角度,WeldLine按材料别有120150的“消灭角度”。,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),60,Weld强度和Core的置数以形象或数量为基因。,Weld有部分合流越反复，强度越下降的倾向。,Grill形象构造的部分性问题点,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),(1)(2)(3)(4)(5),(1)(2)(3)(4)(5),61,Weld效能和外观的改善,在Weld的周围设置Overflowwell。,ButtWeld,Overflowwell,正面冲突的Weld,62,Weld效能和外观改善,多点Gate的配置,ButtWeld,正面冲突的Weld,63,SinkMark,墙壁的厚度不同,减小墙壁厚度厚的部分。,Sprue，Runner，Gate的Size太小。,增大Sprue，Runner，Gate的Size。,注塑压和补压太低。,提高注塑压和补压。,成型温度太高。,降低Cylinder温度和模具温度。,不充分或不均衡的模具冷却,检查冷却系统。,不充分的材料供应量,提高材料供应量。正确调整切换点。(设置Cushion),64,SinkMark-成型品单面厚度厚的部位会慢慢进行冷却，但厚度薄的部位会先进行冷却而发生的收缩也快，因此厚度薄部分的材料会被拉近而发生全体收缩在厚度厚部位的集中。导致厚度厚部位的外表面发生凹进去的现象，此现象称为Sinkmark。,65,注塑成型工程上时间别的型内压力分布,66,注塑成型阶段(P-V-T曲线),1.熔融树脂的模具内流入1-2.模具内充填2.充填完毕2-3.压缩补压阶段3.模具内的最大压力(转移到补压阶段)3-4.切换为保存压力4.补压开始4-5.冷却和固化层厚度增加引起的压力降下5.Gate固化，补压终了5-6.产品的冷却，收缩引起的压力下降6.达到大气压，开始成型收缩6-7.在模具内的等压冷却7.型闭，产品取出7-8.成型后冷却引起的收缩8.最终产品的体积,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),important,67,高分子的压力-体积-温度的举动,温度(oC),Specificvolume(cm3/g),(semi-crystallinepolymer),(amorphouspolymer),68,多样厚度的产品,发生Sinkmark的产品设计厚度太厚。不均衡的厚度。有角的内外半径,改善的产品设计均衡的厚度薄厚度内外半径,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),69,Boss的设计,发生Sinkmark或Void的Boss设计,改善的Boss设计,采用Gusset设计可从侧面分离的Boss,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),70,适当的Boss设计,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),71,适当的Rib设计,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),Rib的厚度要薄于墙壁厚度:3.2mm-40%ofwallthickness3.2mm-60%ofwallthickness,72,弯曲/变形(Warpage),弯曲是因注塑物部位别的收缩率偏差而发生。,Shrinklow,73,发生弯曲的主要原因,模具上下侧温度差异会引起冷却时间的差异，而冷却时间差异会引发残留应力的差异。-产品内的压力(注塑压，补压)差，会以收缩的不均衡分布来呈现。树脂的流动方向和流动直角方向的配向差异引起的收缩率差异，会以残留应力来呈现。,74,适当的产品检讨,产品设计或模具设计时，为提高置数安定性的检讨事项,材料选定,产品的厚度分布,Gate，Runner的置数和位置,成型条件,均衡冷却设计,75,树脂流动方向引起的配向效果,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),76,补强材料上的收缩,Fibers:orientedinflowdirection低流动方向的收缩高流动直角方向的收缩,Hybrid:fibrousreinforcementandmineralfiller低流动方向的收缩低流动直角方向的收缩,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),improvement,77,上下侧冷却差异引起的效果,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),78,冷却差异引起的效果(Conner效果),AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),79,产品厚度均衡性别的影响,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),80,Cavity压力差异引起的变形,AdaptedfromRobertA,Malloy.PlasticPartDesignforInjectionMolding(1994),81,Crack,82,Peeling,Cleavage,83,Burr(Flash),84,FlowMark,85,Jetting,Lengliaojing,86,ShortShot,Duanliao,87,品质管理主要CheckPoint,干燥机温度,遵守适当温度和时间,使用粉碎材料(Scrap),不可使用许可%以上的异种Grade。区分粉碎材料的种类,注塑物的重量管理,注塑物品质管理的基本,外观管理,按外观不良的原因，分别对应措施,注意使用模具洗涤剂,使用树脂别，要注意使用洗涤剂(Thinner等),Gppshipsdengbuxuyaoganzao,Pc105o45hsganzaoXiaolvdiwendudao120o,88,附録.热加塑性Plastic加工方法介绍,压出成型(Extrusion)压缩成型(CompressionMolding)真空成型(VacuumFoaming/ThermoFoaming)中空成型(BlowMolding)注塑发泡(InjectionThermoFoaming)Gas注塑(GasAssistInjection)注塑压出成型(InjectionCompressionMolding)*资料引用:GEPK,压出成型,Pellets,Part,HeatingCoils,Screw,Die,ContinuousProcess,Extrusion,90,TheProfileExtrusionDie,ContinuousFlowUniformCross-Section,Extrusion,91,ExtrudedThroughDieSupportedandCooledbyaStackofPolishingRollsCutandTrimmedOnceBelowGlassTransitionTemperatureSheetMaybeUsedinThermoformingandCompressionMolding,SheetExtrusion,ExtrusionCutawayView,Die,RollStack,Extrusion,CompressionMolding,Softenedsheetisplacedinamoldthenpressedintoshapebycompressiveforce.,压缩