注塑成型工艺(1)

1、注塑成型 注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。 一、 注塑成型的基本原理： 注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。 二、 注塑成型工艺流程: 原料模具注塑机注塑成型 注塑成型的必备条件： 1.模具 2.注塑机 3.塑胶原料 一个合格的注塑成型技术员，必须了解模具及机台结构，

2、塑胶粒的特性，才能调整出合格的工艺参数，生产出合格的注塑成品。下面我们就要逐一了解模具结构，机台结构，塑胶粒的特性。.注塑模具 注塑模具由动模和定模两部分组成 动模 安装在注塑成型机的移动模板上 定模 安装在注塑成型机的固定模板上 定模 动模模具成型零件系统浇注系统调温系统导向系统顶出系统排气系统.模具组成结构 成型零件系统：是指构成产品形状的各种零件组合 浇注系统：是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。 调温系统分：调节模具温度 导向系统：确保动模和定模在合模时能准确对位 顶出系统：确保产品能顺利脱模 排气系统：将注射成型过程中型腔内的空气及塑胶融化所产生的

3、气体排除到模具外.注塑模具的分类按成型材料分热固性注塑模具热塑性注塑模具按机台类型工艺分卧式模具立式模具角式模具.注塑模具的典型结构单分型面注塑模双分型面注塑模带活动镶件注塑模侧向分型抽芯注塑模自动卸螺纹注塑模定模推出机构注塑模具热流道注塑模.注塑模具结构组成 单分型面模具（两板模）结构图定位环上固定板母模板公模板上顶板下顶板下固定板垫块浇口衬套导柱导套顶针母模仁公模仁吊环1.3 注塑模具结构组成 单分型模具工作状态图单分型面模具开模时，动模和定模分开，从而取出塑件，称单分型面模具，又称双板式模。它是注塑模具中最简单最基本的一种形式，它根据需要可以设计成单型腔注塑模，也可以设计成多型腔注塑模，

4、是应用最广泛的一种注塑模特点：成型后，根据设计的不同，产品和料头可分开，亦可连在一起。结构简单，便宜使用。模具成本低，价格便宜。A）合模状态B）开模状态C）顶出状态注：图中黑色部分为产品和料头1.3 注塑模具结构组成 双分型面模具结构：定位环浇口衬套大拉杆小拉杆拨块开闭器公模仁滑块公模板上顶板下顶板支撑柱母模固定板脱料板料头母模板母模仁产品定位块导柱回位销定位块垫块公母固定板注：相比于两板模结构，三板模在结构上多了一块脱料板，大小拉杆和开闭 器，如上图黄色所示1.3 注塑模具结构组成 三板模（双分型面）工作状态： 三板模模具特点 设计时可将浇口置于产品的任意位置 可自动切断浇口 开模行程大，对

5、注塑机要求较高 模具结构复杂，成本高A）合模状态B）开模状态C）顶出状态注：图中红色部分为 产品和料头1.3 注塑模具的结构组成 热流道模具结构如下图由上图可以看出，热流道模具结构跟普通模具结构的区别主要在于母模上，它比普通模具多了一个热唧咀，一块隔热板和一块加热板 热流道模具是利用加热或者绝缘的方式，使注塑机喷嘴到型腔入口这一段流道中的塑料一直保持熔融状态，从而在开模时只取出产品，不取出流道凝料的一种注塑模具。 热流道模具的特点：1. 压力损失小，可低压注塑，有利于压力传递，提高塑件质量2. 有利于实现自动化生产，提高生 产效率，降低生产成本。3. 基本实现无废料加工，节约塑料原料4. 模具

6、结构复杂，制造成本高，适用于质量要求高，生产批量大的塑件成型。热唧咀隔热板加热板2.注塑成型机l 注射机的分类： 一般分为：卧式机，立式机和角式机。 按驱动方式可分为：液压注塑机和电动注塑机卧式机卧式注塑机：卧式注塑机是最常用的类型。其特点是注射总成的中心线与合模总成的中心线同心或一致，并平行于安装地面。它的优点是重心低、工作平稳、模具安装、操作及维修均较方便，模具开档大，占用空间高度小；但占地面积大，大、中、小型机均有广泛应用立式角式立式注塑机：其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小，模具装拆方便，嵌件安装容易，自料斗落入物料能较均匀地进行塑化，易实现自动化

7、及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落，常需人工或其它方法取出，不易实现全自动化操作和大型制品注射；机身高，加料、维修不便角式注塑机：注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总成中心线与安装基面的相对位置有卧立式、立卧式、平卧式之分：卧立式，注射总成线与基面平行，而合模总成中心线与基面垂直；立卧式，注射总成中心线与基面垂直，而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点，特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具2.注射成型机2.2 注射机组成结构注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统

8、等组成合模装置注射装置2.注射成型机 注射装置也叫止逆环2.注射成型机合模具装置：u 零部件：动模板、定模板、拉杆、顶杆，锁模机构等u 作用：1.安装模具，并实现模具的开闭合 2.成型时提供足够的夹紧力是模具锁紧 3.开模时顶出模内制品2.成型注射机 液压传动和电器控制 由注射成型工艺过程可知，注射成型由塑料塑化、模具闭合、熔体充模、压实、保压、冷却定型、开模顶出制品等多道工序组成。液压传动和电器控制系统保证注射成型按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和动作程序准确进行而设置的 液压传动系统是注射机的动力系统，而电器控制系统则是各个动力液压缸完成开启、闭合和注射、顶出等动作的控制系统。

9、 注射机操作面板： 手动开关半自动开关全自动开关射座前进射座后退射出加料松退电热开电热关抽芯顶退顶出开模合模半自动/全自动启动按钮马达开马达关抽芯抽芯抽芯注塑机操作：一、开机操作（开机前必须要检查每日保养事项是否符合要求） 1.先打 开总电源，然后打开机器电源，拧开操作面板上的红色紧急按钮；2.当显示屏显示出厂商资料后，按数字键或画面选择键，进入手动状态； 3.对各成型条件（如温度、压力、速度等）设定进行确认； 4.检查原材料是否与所要生产的产品要求相符，并对除湿时间进行检查确 认；确认无异后，打开电热开关，进行加热；此时应观察显示屏上的 温度显示是否异常，如升温太快或不升温，出现问题应及时解

10、决，不 能解决时必须及时向当班主管反映；5.启动机器马达，检查各动作（包括开闭模、顶针等）是否正常，各运 动部位是否润滑，清理模具型腔表面油污，同时应检查模具冷却系统 是否畅通；对不合理的工艺参数进行更改，作好试生产的准备； 6.料筒温度达到设定值后，使用射胶和熔胶功能把料筒内原有余料挤出， 直到挤出新料为止，挤出新料应有光泽，无杂质、无黑点、无烧焦、 无气泡；同时，射胶时喷嘴应无堵塞现象； 7.再次确认各工艺条件后，关上安全门，再合模，确认高压位置到达以 后，手动注射台座进； 8.确认喷嘴与模具浇口完全配合后，把机台上的旋钮对准限位开关； 9.打开安全门，按下半自动按钮，重新关上安全门进行试

11、生产； 10.确认产品合格和生产工艺无异后，进入正常生产！ 二、停机操作 1当机器准备停机或换模时，根据实际情况提前10-30分钟关闭料斗进料口； 2当料筒内的余料做完后，转为手动操作模式，把注射台后退； 3若为pvc、pom或添加有防火剂的非黑色料时，应用螺杆清洗料及时清洗干净。射尽料筒内余料，并把螺杆置于料筒前端位置，预留位置为5mm左右； 4确认模具内无异物后，在型腔表面喷上一层均匀的防锈剂； 5关上安全门，把模具处于半合闭状态（模面间隙约为20mm）；并关闭模具的冷却系统； 6关闭电热和马达开关，再关闭机器电源和总电源，清洁机台和工作场地！ 三注意事项 1.爱护机器，严禁野蛮操作！不得

12、随意攀爬，翻越机台！ 2.作好设备每日点检和日常保养工作，发现异常及时解决； 3.禁使用钢铁类工具接触模具型腔表面和敲打模具！如需 要进行此类操作时，应使用紫铜类软质工具；如需对型 腔进行接触时，应由专业人员进行操作； 4.严禁在模具开着的情况下，操作座进动作冲击定模； 5.操作完成后随时记住关上安全防护门（包括前后门）； 6.机器在运转过程中严禁把头伸入开着的模具中间，例如 手动取件、维修模具时； 7.座退射料时必须关上安全防护罩，尽量远离射嘴；不 得 用手直接捏拿刚射出的新料； 8.维修机台和模具时应关闭机器马达和相对应的电源，并 作好防护措施塑料的定义1,何谓塑料。 树脂：由为数众多的低

13、分子有机化合物藉共键构成链聚合而成的分子量较大的 化合物，称为合成树脂或合成橡胶和合成纤维。 塑料：指有机合成树脂为主要成份，加入或不加入其它配合材料而构成的人造 材料，称之为塑料。 塑料的分子量一般都在1万-100万。 所有塑料都是由C，H，O三种元素组成，所空气中的氧与结合，生产CO，CO2，H2O。高聚物(塑料）的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。 塑料的分子结构式1.除了氟塑料（含

14、有氟原子的塑料）和有机硅以外，所有塑料几乎都是由碳原子所构成的分子键组成，氢原子连在碳原子的空位处，可连上氢原子数量最多是三个。直链结构分子： H C C C C CHHHHHHHHHHH 苯环分子（环状结构分子）： CCCCCHHHHHHC上面的二个分子结构式为塑料的主要分子结构式， 环状分子结构为基体的树脂其耐热性和耐化学性比直链分子的要好。通过分子式可以看出， 如果材料长期至于空气中，因H与O而发生氧降解，而破坏分子结构式。苯环分子是为最早的酚醛树脂的主要分子结构式。 塑料的特性六大主特性： 1.质量轻，一般在0.92.3g/cm3范围内。 2.强度与刚度高 3.化学稳定性好，塑料对酸碱

15、 等化学物品有良好的抗腐蚀性。 4.电绝缘性能好。 5.耐磨性和减磨性能好。 6.消声和吸震性能好。塑料的降解方式主要有六种降解方式：1.热降解. 主要是在高温下，注塑炮筒温度过高，停留时间过长，导致材料分解。2.力降解. 主要是在高剪切力的作用下，如螺杆转速快，背压过大，导致材料分解。3.氧降解. 塑料含水与注塑过程，如生产时最后无料时生产，因为气体进入炮筒以内。4.水降解. 塑料浸水时间过长导致材料内部分解。5.光降解. 日光暴晒时间过长，塑料内部分子结构发生变发，发生降解，产品力学性能下 降。6.超声波. 在超声波辐照下,塑料熔体发生力化学降解, 另外,超声波降解也会导致塑料的屈 服拉伸

16、强度下降,表观黏度降低。 3.塑料原料1.按塑料的物理化学性能分：热塑性塑料：常温下通常为颗粒状，加热到一定温度后变成熔融状，将其冷却后则固化成型，若再次加热则又会变成熔融状，可进行再次的塑化成型。因此，热塑性塑料可经加热熔融而反复固化成型， 热固性塑料：加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态。3.塑料2.按塑料用途分 通用塑料： 一般指产量大、用途广、成型性好、价 廉的塑料。如PE、PP、PVC等。 工程塑料：工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料 的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热 性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业 界将它定义为“可以做为构造用及机械零 件用的高性能

17、塑料，耐热性在100以 上，主要运用在工业上”。 特种塑料：一般指具有特种功能（如耐热、自润滑 等），应用于特殊要求的塑料。一般耐热 性在150 以上。如氟塑料、 有机硅等工程塑料的性质：1. 热性质：玻璃转移温度(Tg)及熔点(Tm)高；热变形温 度(HDT)高；长期使用温 度高(UL-746B)；使用温度范 围大；热膨胀系数小。 2. 机械性质：高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨 损及耐疲劳性。 3. 其它：耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺 寸安定性佳。 工程塑料的缺点： 工程塑料除了聚碳酸酯等耐冲击性大外，通常具有硬、脆、延伸 率小的性质，但如果添加2030%的玻璃纤维，则它的

18、耐冲击性将 有所改善一、结晶性与非结晶性材料定义. 结晶性塑料有明显的熔点，固体时分子呈规则排列。规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶区，晶区所占的百分比称为结晶度，通常结晶度为80%以上的材料称之为结晶性材料,其余为非结晶性材料.但目前很多结晶度在60%以上的半结晶性材料我们也称之为结晶性材料. 从广义上来讲,我们把有结晶倾向的材料统称为结晶性(线性)材料.把无结晶倾向的材料称为非结晶性(无定性)材料. 二、结晶对塑料性能的影响 1）力学性能 结晶使塑料变脆（耐冲击强度下降），韧性较强， 延展性较差。 2）光学性能 结晶使塑料不透明，因为晶区与非晶区的界面会 发生光散射。减小球晶尺寸到

19、一定程式度，不仅提高了塑料 的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透明度，（当球晶尺 寸小于光波长时不会产生散射）。 3）热性能 结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态，温度升高至 熔融温度TM 时，呈现粘流态。因此结晶性塑料的使用温度从 Tg （玻璃化温度）提高到TM（熔融温度）。 4）耐溶剂性，渗透性等得到提高，因为结晶分排列更加紧密。 三、影响结晶的因素有哪些 1）高分子链结构，对称性好、无支链或支链很少或侧 基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互 靠紧，容易发生结晶。 2）温度，高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶 体的表面，模温较高时提高了高分子的活动性从 而加快了结晶。 高射出压力和

20、保压压力来控制结 晶性塑料的结晶度。 3）形核剂，由于低温有利于快速形核，但却减慢了晶 粒的成长，因此为了消除这一矛盾，在成型材料中加入 形核剂，这样使得塑料能在高模温下快速结晶。 四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求 1）结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格，所 以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量， 所以注塑机的塑化能力要大，最大注射量也要相应 提高 2）结晶性塑料熔点范围窄，为防止射咀温度降低时胶料结晶堵塞射咀，射咀孔径应适当加大，并加装能单独控制射咀温度的发热圈。 3）由于模具温度对结晶度有重要影响，所以模具水路应尽可能多，保证成型时模具温度均匀。 4）结晶性在结晶过程中

21、发生较大的体积收缩，引起较大的成型收缩率，因此在模具设计中要认真考虑其成型收缩率 5）由于各向异性显著，内应力大，在模具设计中要注意浇口的位置和大小，加强筋和位置与大小，否则容易发生翘曲变形，而后要靠成型工艺去改善是相当困难的。 6）结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，易发生缩孔、气孔，因此模具设计中要注意控制塑件壁厚的控制 五、结晶性塑料的成型工艺 1）冷却时释放出的热量大，要充分冷却，高模 温成型时注意冷却时间的控制。 2）熔态与固态时的比重差大，成型收缩大，易 发生缩孔、气孔，要注意保压压力的设定 3）模温低时，冷却快，结晶度低，收缩小，透 明度高。结晶度与塑件壁厚有关，塑

22、件壁厚 大时冷却慢结晶度高，收缩大，物性好，所 以结晶性塑料应按要求必须控制模温。 4）各向异性显著，内应力大，脱模后未结晶折 分子有继续结晶化的倾向，处于能量不平衡 状态，易发生变形、翘曲，应适当提高料温 和模具温度，中等的注射压力和注射速度结晶性材料与非结晶性材料的主要区别1.结晶性材料应力明显集中.2.结晶性材料有固定的熔点.(非结晶性材料找不出固定的熔点)3. 结晶性晶体按次序排列,(非结晶性材料不按次序排列).4.结晶性材料其耐热性和较高强度的机械性能明显高于非结晶性材料.5.结晶性材料多为不透明或半透明,非结晶性材料多为透明或半透明.6.结晶性材料成型收缩大，易发生缩孔，气孔，要注

23、意保压压力。7.结晶性材料表面滑性，不能涂刷或很能涂刷，非结晶生材料表面能吸收其它分子，故能镀铬。塑料的结晶度越高，其密度就大，熔点就越高，而且强度大，透明性低，伸长率小。可见结晶度跟物性有着紧密的关系。 备注:塑料在成型的过程中,其结晶度高低也取决于模温,模温低，结晶度低，收缩小，透明度高，模温度，结晶度高，物性好，所以生产特别注意模温。1. 玻璃态：玻璃态的塑科是坚硬的固体。玻璃态塑料受外力作用有一定的变形能力，变形是可逆的，当外力消失后，其变形也随之消失。 玻璃化温度； 由玻璃态转化为高弹态的温度称之为玻璃化温度（Tg）。玻璃化温度是高聚物的键 开始旋转的最低温度。（一般为热处理与拉抻定

24、向提供参考作用）。 玻璃化温度也是塑料使用的最高使用温度。2.高弹态：高弹态的塑料其变形能力增大，但变形仍是可逆的。在该状态下可进行真空成形、压延成形、中空成形等。（吹塑成形类似）3.粘流态：粘流态的塑料成形加工具有不可逆性，在成形和冷却后，形状永远保持下来。在该种状态下可进行注射、吹塑、挤塑等成形加工。 粘流态温度：由高弹态转化为粘流态的温度称之为粘流态温度（Tf）热变形温度：塑料制件在热力作用下，最后弯曲至2.5MM时的温度.熔融指数: 在测定的标准状态下,设定一定的温度,在10S以内流出的塑料的克重为熔融指数标准.(它是衡量一种材料的流动性好坏的主要标志)热塑性塑料的三种状态塑料材料中玻

25、纤的用途玻璃纤维:主要成份铝,钙,镁，硼，等碳酸盐混合所构成的无机纤维。玻璃纤维分为二种：即长纤维与短纤维之分，一般塑料材料中所指的玻纤都是指短纤维。长纤维是一种特殊的纤维，一般在5MM长的纤维就称之为长纤维了，目前有12MM长纤维较多，其价格非常贵，加入塑料中后，塑料的机械强度非常强。其对模具设计要求也较高。（主要表现在流道及进浇口的形式，一般用圆形流道，浇口尺寸一般为5MM以上较合适）玻璃纤维的主要作用：优点：1.提高刚性与硬度2.提高耐热性和热变形温度。3.提高尺寸的稳定性，降低收缩率4.减小翘曲变形与蠕变性能。5.影响阻燃效果6.长玻纤增提高冲击强度（玻纤的长度对冲击力至关重要。） 缺

26、点：1.降低表面光泽度2.增加吸湿性.热塑性塑料的成型工艺特性七大工艺特性：1.收缩性。2.流动性3.结晶型4.热敏性及易水解性。5.应力开裂及熔体破裂。6.热性能及冷确速度。7.吸湿性塑料材料成型工艺中的收缩性收缩率的计算公式： S：收缩率 A：模具尺寸 B：塑件尺寸 SA-BB100%1.塑料制品在成型时熔融料与型腔表面接接外层立即冷却形成低密度的固体外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚，冷却，慢，高密度层厚的则收缩大。另外有无嵌件及嵌件布局，数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。 2.进浇口

27、形式，大小，成型条件的以及模温高低都对收缩有一定地影响。 一般来讲，直接进浇口与进浇口截面积大（尤其是截面较厚的），收缩小但方向性大。3.成型条件模具温度高,熔融料冷却慢,密度高,收缩大,尤其结晶性材料收缩更大.故增加注塑压力,延长 保压时间及冷却时间，也可适当的改变收缩的情况。模具设计一般如下： 1.塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以便留有修模的余地。 2.要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况。 3.试模确定浇注系统形式，尺寸及成型条件后，根据产品的缺陷进行改模。塑料材料的流动性1.热塑性塑料的流动性，根据其塑料材料品种不同而不同，就是同一品种的塑料，因为，型号，制造成方法不同也不

28、一样，一般塑料材料流动性的好坏，主要取决于分子量多少以及分子量分布，分子结构性来决定的。判定一种材料流动性的好坏，主要从二个方面来定，一为熔融指数，二为流动比（流动长度/塑壁厚度），流动性好的塑料粘度差。 流动性好的材料：PA，PE，PS，PP， 流动性中等的材料：ABS，AS，PMMA，POM， 流动性差的材料：PC，RPVC，PSU，PSF，PVDF（” F“氟塑料）塑料的流动性同时也会跟成型条件有关：1.塑料温度高，流动性增大，但不同的塑料也各有差异，如PA，PC，ABS，PMMA，这些材料会 温度升高而增大流动性，对PE，POM，材料而言，温度升高流动性没有什么大的变化。2.注塑压力增

29、大，塑料受剪切力作用大，流动性也会增加，特别是PE，POM较为敏感。所以成型 时一般是提高注塑压力来控制流动性即尺寸。3.模具结构的浇注系统，进浇口尺寸，布局，冷却加热系统，型腔光洁度，型腔形状，排气系统都对 塑料的流动性有影响。故模具设计一般都是根据塑料的特性，选用合理的结构。树脂的合成方法有三种：1.缩聚反应：单休分子脱掉水或其它简单分子键合成聚合反应， 称为缩聚反应。 缩聚反应又分均聚反应和共聚反应二种2.加聚反应：由不饱合或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。 反应中没有水或其它分子副产物产出。热敏性塑料与易水解塑料1. 热敏性材料：指某些对热较为敏感的，在高温下受热时间长或进料口截面积过小，剪切力作用大时，料温增高易发生变色，降解，分解的倾向，具有这种特性的材料称之为热敏性材料。 材料有：硬质PVC，POM，PVDF。 热敏性材料分解时，会产生单体，气体，固体等副产物，特别是气体对人体，设备，模具都有刺激，腐蚀作用或毒性。可在塑料材料中添加稳定剂，可减弱其热敏性能。 2.易水解性材料：即指有些塑料只能在干燥充分的条件下才能生产。否则只要含有少量水份，在高温高村下也会发生分解。 材料有：PC，PPS，PSU，TPU，以及高性能