塑胶成型工艺

塑胶成型工艺※热塑性塑料成型热塑性塑料品种每繁多，即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不全都而使其使方法在原有的树脂构造中导入肯定百分比量的其它单体或者高分子等，以转变原有树脂的构造ABS即为在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等其次与第三单体后成为改性共聚物，可看作称改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯优异综合性能，工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能简单，即使同一类的塑料也有仅供注塑用与挤出用之分，故本章节要紧介绍各类注塑用的热塑性塑料。1、收缩率热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成型收缩的因素如下：塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的剩余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽大小等，因此塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。间。直接进料口、进料口截面大〔特别截面较厚的〕的则方向性小。距进料口近的或者与料流方向平行的则收缩大。成型条件模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，特别对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各局部收时间等诸因素也可适当转变塑件收缩状况。宜用如下方法设计模具：①对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化状况〔测量时务必在脱模后24小时以后〕。④按实际收缩状况修正模具。⑤再试模并可适当地转变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。2、流淌性表现粘度及流淌比〔流程长度/塑件壁厚〕将常用塑料的流淌性分为三类：①流淌性好尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚〔4〕甲基戍烯；②流淌性中等聚苯乙烯系列树脂〔如ABS、AS〕、有机玻璃、聚甲醛、聚苯醚；③流淌性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。各类塑料的流淌性也因各成型因素而变，要紧影响的因素有如下几点：①温度料温高则流淌性增大，但不全都塑料也各有差异，聚苯乙烯〔特别耐冲击型及MFR值较高的〕、聚丙烯、尼龙、有机玻璃、改性聚苯乙烯〔如ABS、AS〕、聚碳酸酯、醋酸纤寻常者在成型时宜调整温度来操纵流淌性。为敏感，因此成型时宜调整注塑压力来操纵流淌性。③模具构造浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，熔融料流淌阻力〔如型面光滑度，料道截面厚度，型腔外形，排气系统〕等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流淌性，凡促使熔融料降低温度，增加流淌性阻力的则流淌性就降低。模具设计时应依据所用塑当地调整填充状况以满足成型需要。3、结晶性〔〕塑料两大类。象。〔如有机玻璃等〕(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透亮性，ABS为无定形料但却并不透亮。在模具设计及选择注塑机时应留意对结晶型塑料有以下要求及留意事项：①料温上升到成型温度所需的热量多，要用塑化力量大的设备。②冷却回化时放出热量大，要充分冷却。③熔融态与固态的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔。晶度高，收缩大，物性好。因此结晶性料应按要求务必操纵模温。衡状态，易发生变形、翘曲。⑥结晶化温度范围窄，易发生未熔粉末注入模具或者堵塞进料口。4、热敏性塑料及易水解塑料切作用大时，料温增高易发生变色、降解，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀固剂，减弱其热敏性能。有的塑料〔如聚碳酸酯〕即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发生分解，这种性能称之易水解性，对此务必预先加热枯燥。5、应力开裂及熔体裂开剂作用下即发生开裂现象。为此，除了在原料内参加添加剂提高开抗裂性外，对原料应留意枯燥，合理的选择成型条件，以削减内应力与增加抗裂性。并应选择合理的塑件外形，不宜设置成型时应适当的调整料温、模温、注塑压力及冷却时间，尽量避开塑件过于冷脆时脱模，成型后塑件还宜进展后处理提高抗开裂性，消退内应力并制止与溶剂接触。等，应增大喷嘴、浇道、进料口截面，削减注塑速度，提高料温。6、热性能及冷却速度大，应选用塑化力量大的注塑机。热变形温度高塑料的冷却时间可短，脱模早，但脱模后要防〔如离子聚合物等冷却速度极慢要加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低，热传导率高的塑料。比热大、热传导率低，要求设置加热与冷却系统，以保持肯定模温。当料温使模温上升时应予冷却，以防止塑件脱模后变形，缩短成型周期，降低结晶度。当塑料余热缺乏以使模具保持肯定温度时，则模具应设有加热系统，使模具保持在肯定温度，以操纵冷却速度，保证流淌性，改善填充条件或者用以操纵塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。对流淌性好，成型面积为此模具应设有相应的冷却或者加热系统。各类塑料成型时要求的模温及热性能见表1-4及表1-5。7、吸湿性粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种，料中含水量务必操纵在同意范围内，不然在高温、高压下水分变成气体或者发生水解作用，使树脂起泡、流淌性下降、外观及力学性能不良。因此吸湿性塑料务必按要求使用适当的加热方法及标准进展预热，在使用时还需用红外线辐照以防止再吸湿。※增加塑料成型为了进一步改善热固性及热塑性塑料的力学性能。常在塑料中参加玻璃纤维(纤)，滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、碳纤维等作为增加材料，以树脂为母体及粘结剂而构成型复合材料，称之增加塑料〔如环氧树脂为母体树脂塑料的增加塑料又称之玻璃钢〕。要紧介绍模塑用的热固性增加塑料及注射用的热塑性增加塑料。1、热固性增加塑料求有良好的流淌性、适宜的固化速度、副产物少，易调整粘度与良好的相溶性，并需满足塑件及成型要求。增加材料起骨架作用，其品种规格繁多，但常用玻璃纤维，通常用量为60%、长度为15～20毫米。助剂包含调整粘度的稀释剂〔用以改进玻纤与树脂的粘结、用以调整树脂-纤维界面状态的玻纤外表处理剂、用以改进流淌性，降低收缩，提高光泽度及耐磨性等用的填料与着色剂等。由于选用的树脂，玻纤的品种规格〔长度、直径，加捻或者无捻〕，外表处理剂，玻纤与树脂混制工艺〔预混法或者预浸法，塑料配比等不全都则其性能也各不一样。加工特性纤分头聚必按构成作具体分析。影响流淌性的因素响收缩的因素首先是塑料类种。通常酚醛比环氧、环氧酚醛、不饱与聚酯等要大，其中不饱与聚酯料收缩最小。其它影响收缩的因素是塑件外形及壁厚，厚壁则收缩大，塑料中含填料及玻纤量大则收缩小，挥发物含量大则收缩也大，成型压力大，装料量大则收缩小，热脱模比冷脱模的收缩大，固化缺乏收缩大，当加压时机及成型温度适当，固化充分而均匀时则收缩小。同一塑件其不全都部位的收缩也各不一样，特别对薄壁塑件更为突出。通常收缩率为0～0.3%，以0.1%～0.2%的居多，收缩大小还与模具构造有关，总之确定收缩率时应综合考虑各类因素。⑶压缩比增加料的比容，压缩比都较通常压塑料大，预混料则更大，因此在模具设计时艺则压缩比就可显著减小。装料量通常可预先估算，经试压后再作调整。估算装料量的方法可由如下四种：①计算法装料量可按公式〔1-1〕计算：A=V×G[1+(3%～5%)] 〔1-1〕式中:A--装料量〔克〕；V--塑件体积〔3〕；G--所用塑料比重〔克/3〕；3%～5%--物料挥发物、毛刺等损耗量补偿值。相应变更，再按简化外形进展计算。重与所选用的增加塑料比重之比及原零件重量求得装料量。比较法求得装料量。⑷物料状态增加料按其玻纤与树脂混合制成原料的方式可分为如下三种状态。①预混料是将长达15～30简单外形塑料及大量生产时，不宜用于压制要求高强度的塑件。使用预混料时要防止料“结“使流淌性快速下降。该料互溶性不良，树脂与玻纤易分头聚积。合理辅料，适用于压制外形简单的高强度塑料。上述两者之间。适用压制外形简洁，厚度变化不大的薄壁大型塑件。⑸硬化速度及贮存性增加塑料按其硬化速度可分为快速与慢速两种。快速料固化快，装料模温高，为适用于压塑小型塑件及大量生产常常用原料。慢速料适用于压制大型塑件，外形快易发生内应力，影响流淌性及塑件质量，故试模及生产时都应留意。成型条件〔略〕热固性增加塑料的成型条件塑件及模具设计留意事项⑴塑件设计时应留意以下事项。①塑件光滑度可达7～93～5级，但沿压制方向的精度不易保证，宜取自由公差。②不易脱模，宜取较大脱模斜度。假设不同意取较大脱模斜度时，则塑件径向公差宜取大。

③塑件宜取回转体对称外形，不宜过高。④壁应厚而均匀，避开尖角、缺口、窄槽等外形，各面应圆弧过渡连接以防止应力集中、死角滞料，填充不良，物料集聚堵塞流道。⑤孔通常应取通孔，避开用Φ5毫米以下的盲孔，盲孔底部应成半球面或者圆锥面以利物料流淌，孔径及深度比通常为1∶2～1∶3，大型塑件尽量不设计小孔，孔间距、孔边距宜取大，大密度排列的小孔不宜模压成型。⑥螺孔比螺纹易成型，M6以下螺纹不宜成型，齿形宜用半圆形及梯形，其圆角半径应大于0.3毫米，并应留意半角公差，能够参照通常塑制的螺纹进展设计。当塑件螺纹与其它材料螺纹零件接合时，要考虑其协作张力，螺纹段长度应取最小尺寸。⑦成型压力大，嵌件应有足够强度，防止变形损坏，定位务必牢靠。脂填料分布不匀。薄壁塑件易碎，不易脱模，大面积塑件易发生波浪及物料聚积。⑵模具设计时应留意以下事项：①要便于装料，有利于物料流淌填充型腔。1°以上。度高的部位与嵌件、型芯轴线垂直方向作为成型加压方向。④物料渗入力强，导致飞边厚不易去除，选择分型面时应留意飞边方向。上下模及3～4级滑动协作。0～0.3%0.1～0.2%，物料体积通常取塑件体积的2～3倍。坏。特别对瘦长型芯与型腔间空隙较小时更应留意。⑦模具应抛光、淬硬。⑧顶出力大，顶杆应有足够强度，顶出应均匀，顶杆不宜兼作型芯。2、热塑性增加塑料乙烯、ABS、AS，聚碳酸酯、线型聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。增加材料通常为无碱玻璃纤维〔有长短两种，长纤维料通常与粒料长全都为2～3毫米，短纤维料长通常小于0.8毫米〕经外表处理后与树脂配制而成。玻纤含量应按树脂比重选用最合理的配比，通常为20%～40%之间。由于各类增加塑料所选用的树脂不全都，玻纤长度、直径，有无含碱及外表处理剂不全都其增加效果不一，成型特性也不一。低〔但缺口冲击强度提高〕；件。工艺特性⑴流淌性差增加料熔融指数比一般料低30%～70%故流淌性不良，易发生填充不良，力学性能。小，垂直方向大，近进料口处小，远处大，塑件易发生翘曲、变形。磨损也大。熔接不良、缺料及烧伤等弊病。成型留意事项为生疏决增加料上述工艺弊病，在成型时应留意以下事项：⑴宜用高温、高压、高速注射。⑵模温宜取高〔对结晶性料应按要求调整〕，外露及局部烧伤。⑶保压补缩应充分。⑷塑件冷却应均匀。收缩变小但影响较小。⑹由于增加料刚性好，热变形温度高可在较高温度时脱模，但要留意脱模后均匀冷却。⑺应选用适当的脱模剂。螺杆式注射机则应在造粒后象短纤维料一样才可在柱塞式注射机上加工。成型条件常用热塑性增加塑料成型条件见表〔略〕。模具设计留意事项⑴塑件外形及壁厚设计特别应考虑有利于料流畅通填充型腔，尽量避开尖角、缺口。⑵脱模斜度应取大，含玻璃纤维15%的可取1°～2°，含玻璃纤维30%的可取2°～3°。当不同意有脱模斜度时则应避开强行脱模，宜使用横向分型构造。⑶浇注系统截面宜大，流程平直而短，以利于纤维均匀分散。均匀分散，以削减异向性，最好不使用针状进料口，进料口截面可适当增大，其长度应短。⑸模具型芯、型腔应有足够刚性及强度。⑹模具应淬硬，抛光、选用耐磨钢种，易磨损部位应便于修换。⑺顶出应均匀有力，便于换修。⑻模具应设有排气溢料槽，并宜设于易发生熔接痕部位※成型前的物料枯燥注:※最正确；注:※最正确；○可同意；□尽量避开；×不好塑料名称枯燥温度枯燥时间初期水分适合水分热风除湿ABS80℃~2hr~0.2~0.4%0.07%○※PS70~80℃1~2hr0.1~0.2%0.07%※PE60~80℃1~2hr0.1~0.2%0.07%※PP60~80℃1~2hr0.1~0.2%0.07%※PVC60~70℃1~2hr0.1~0.2%0.07%※PMMA80~90℃3hr~0.2~0.4%0.07%○※PA80℃~4~6hr0.5~2.0%0.1%×※PC120~℃2~4hr0.1~0.2%0.02%○※POM80~℃2hr~0.2~0.4%0.02%○※MPPO80~100℃2~4hr0.1%~0.02%○※PBT130℃~3~42hr0.2~0.4%0.02%○※R-PET130~℃4~5hr0.2~0.4%0.02%□※PPS130~180℃1~3hr0.1~0.2%0.05%※PES180℃3hr~0.4%~0.05%×※PEEK150℃3hr~0.5%~0.06%×※※模温的设定设定，然后依据品质状况来适当调高。⑵正确的说法，模温是指在成形被进展时的模腔外表的温度，在模具设计及成形工程的条件设定上，重要的是不仅维持适当的温度，还要能让其均匀的分布。⑶不均匀的模温分布，会导致不均匀的收缩与内应力，因而使成型口易发生变形与翘曲。⑷提高模温可获得以下效果；①加成形品结晶度及较均匀的构造。②使成型收缩较充分，后收缩减小。③提高成型品的强度与耐热性。④削减内应力残留、分子配向及变形。⑤削减充填时的流淌阴抗，降低压力缺失。⑥使成形品外观较具光泽及良好。⑦增加成型品发生毛边的时机。⑧增加近浇口部位与削减远浇口部位凹陷的时机。⑨削减结合线明显的程度⑩增加冷却时间。※计量及可塑化⑴在成型加工法,射出量的操纵(计量)与塑料的均匀熔融(可塑化)机构(Plasticatingunit来担当的①加热筒温度〔BarrelTemperature〕尽管塑料的熔融，大约有60~85%是由于螺杆的旋转所产生的热能，但是塑料的熔融状态仍旧大受加热筒温度的影响，尤以靠近喷嘴前区的温度--取出制件时牵丝的现象。以下表格为几种塑料的适当料温、模温及成型收缩率等。料别适当模温料筒温度成型收缩率射出压力PA40~60℃160~260℃0.2~0.6%500~1000kg/cm2ABS50~70℃190~260℃0.4~0.8%500~1500kg/cm2AS50~70℃170~290℃0.2~0.6%700~1500kg/cm2PMMA59~80℃180~260℃0.2~0.8%700~1500kg/cm2LDPE35~65℃140~300℃1.5~5%300~1000kg/cm2HDPE40~70℃150~300℃1.5~5%300~1500kg/cm2PP20~80℃180~300℃0.8~2.5%400~1500kg/cm2软PVC50~70℃150~190℃1~5%600~1500kg/cm2硬PVC50~70℃150~190℃0.1~0.4%900~1500kg/cm2EVA20~55℃120~200℃0.7~2%600~1500kg/cm2PC80~120℃260~320℃0.6~0.8%1000~1500kg/cm2POM80~120℃190~240℃0.6~2%500~1500kg/cm2改生PPO60~100℃260~280℃0.7~0.8%1200~1300kg/cm2PA20~90℃220~285℃0.6~2%500~1400kg/cm2CA20~80℃170~265℃0.2~0.7%700~900kg/cm2PSF90~165℃330~420℃0.7%700~2000kg/cm2PET50~150℃290~315℃1~2%700~1400kg/cm2PBT60~70℃230~270℃0.5~2%300~1200kg/cm2②螺杆转速(screwspeed)响：塑料的热分解。玻纤〔加纤塑料〕减短。转速的设定，能够其圆周速〔circumferen-tialscrewspeed〕的大小来衡量：圆周速=n〔转速〕*〔直径〕*〔圆周率〕通常，低粘度热安定性良好的塑料，其螺杆杆旋转的圆周速约可设定到1m/s上下，但热安定性差的塑料，则应低到0.1左右。在实际应用当中，我们能够尽量调低螺杆转速，使旋转进料在开模前完成即可。③背压〔BACKPRESSURE〕能够由调整射出油压缸的退油压力来调整，背压能够有以下的效果：熔胶更均匀的熔解。色剂及填充物更加均匀的分散。c.使气体由落料口退出。d.进料的的计量准确。5~15kg/cm2为宜。④松退〔SUCKBACK，DECOMPRESSION〕其效果可防止喷嘴部的滴料。缺乏，简洁使主流道〔SPRUE〕生气痕。※安定成型的参数设定1、事前确认及预备设定⑴确认材料枯燥、模温及加热筒温度是否被正确设定并到达可加工状态。⑵检查开闭模及顶出的动作与距离设定。⑶射出压力〔P1〕设定在最大值的60%。⑷保持压力〔PH〕设定在最大值的30%。⑸射出速度〔V1〕设定在最大值的40%。⑹螺杆转速〔VS〕60RPM。⑺背压〔PB〕10kg/cm2。3mm。⑼保压切换的位置设定在螺杆直径的30%φ100mm30mm。⑽计量行程比计算值稍短设定。⑾射出总时间稍短，冷却时间稍长设定。2、手动运转参数修正⑴闭锁模具〔确认高压的上升〕，射出座前进。⑵以手动射出直到螺杆完全停顿，并留意停顿位置。⑶螺杆旋退进料。⑷待冷却后开模取出成型品。⑸重复⑴~⑷的步骤，螺杆最终停顿在螺杆直径的10%~20%的位置，而且成型品无短射、毛边及白化，或者开裂等现象。3、半自动运转参数的修正⑴计量行程的修正[计量终点]将射出压力提高到99%，并把保压暂调为0，将计量终点S0向前调到发生短射，再向后调至发生毛边，以其中间点为选择位置。⑵出速度的修正把PH速度，以其中间点为适宜速度[本阶段亦可进入以多段速度对应外观问题的参数设定]。为选择保压。⑷保压时间[或者射出时间]的修正逐步延长保持时间，直至成型品重量明显稳固为明适选择。⑸冷却时间的修正逐步调降冷却时间，并确认以下状况能够满足：1、成型品被顶出、夹出、修整、包装不行能白化、凸裂或者变形。2、模温能平衡稳固。肉厚4mm以上制品冷却时间的简易算法：①理论冷却时间=S〔1+2S〕…….60度以下。②理论冷却时间=1.3S(1+2S)…….60度以上[S表示成型品的最大肉厚]。⑹塑化参数的修正①确认背压是否需要调整；②调整螺杆转速，使计量时间稍短于冷却时间；③确认计量时间是否稳固，可尝试调整加热圈温度的梯度。④确认喷嘴是否有滴料、主流道是否发生猪尾巴或者粘模，成品有无气痕等现象，适当调整喷嘴部温度或者松退距离。⑺段保压与多段射速的活用①通常而言，在不影响外观的状况下，注射应以高速为原则，但在通过浇口间及保压切换前应以较低速进展；②保压应使用逐步下降，以避开成型品内应力残留太高，使成型品简洁变形。常见注塑缺陷排解指南１、充填缺乏〔shortshot〕充填缺乏。由机床引起的缘由及计策原原因对策射出力量缺乏射出压力太低,流淌性差原料供给量缺乏射出速度慢射出喷嘴部阻力大螺杆进料不良原料落下因难螺杆射出逆流

提高压力增加料量提高射速手动进料checkring(逆止环)由模具引起的缘由及计策原因对 策1.汤口设计不平均重计算与修正2.汤口\流道\浇口设计过小重计算及加大尺寸3.冷料储井堵塞去除堵塞部位4.排气不良追加逃气设计5.模温低削减冷却水温、水量6.成品肉厚太薄检查排气性或者增加肉厚设计7.热料道堵塞未通检查电路及温度并检修8.模具冷却不当确认水路系统并修改之由原料引起的缘由及计策原因对 策材料本身流淌性差润滑处理不当离喷过多确认或者材料变更降低使用量２、毛边〔flash〕塑胶料流出动静模之接合面，形成芒刺壮之现象，称之为毛边。由机床引起的缘由及计策原因对 策1.射出压力大降低压力2.开模压力缺乏重调整增加3.射出供料量太多降低射出供料量4.原料温度高，流淌性过佳降低原料加热温度5.保压时是过长压低保压时间射出速度太快机台动静模板平行度欠佳

降低射出速度利用长度规测量平长度、调整由模具引起的缘由及计策原 因公母模接合不良合模面附着异物模具之投影面积太大模具老旧破旧热浇道温度设定过高

对 策去除异物修补破旧部位调整适当的温度由原料引起的缘由及计策原 因材料本身的粘度低，流淌性良

对 策降低成型温度、模具温度或者变更材质３、缩水〔sinkmark〕:的中心部逐步收缩，而造成成品外表的凹陷状况。特别是肉厚特别大的部位，其外表更加明显。由机床引起的缘由及计策原 因射速太慢射压偏低保压时间缺乏原料供给量缺乏原料温度偏高射出喷嘴太长或者孔径太小射出喷嘴与模具汤口未吻合射出喷嘴部温度低开模太早、冷却缺乏热流道温度低射出时原料产生逆流

对 策提高射出速度提高射出压力增加保压时间降低原料加热温度重校正中心度及圆弧度螺杆逆止环更换由模具引起的缘由及计策原 因模具温度太高

对 策增加冷却水路或者降低水路模具温度不一局部过高汤口或者流道细小模穴有特别厚肉的部位肉厚设计不均一或者不适当

确认水路循环系统或者增减增加厚肉部位之流道依肉厚比例修正由原料引起的缘由及计策原 因原料流淌性太好原料收缩率太高

对 策修正成型条件协作或者变更村质或者规格级数４、流道痕〔flowmark〕熔融的原料射入模穴后，以进料点为中心，呈现年轮状纹路的现象。由机床引起的缘由及计策原 因原料温度低,流淌性不够射出速度慢射出喷口太长、孔径太小保压压力低保压时间缺乏原料供给略缺乏刚成型时冷料流入射出喷口部温度低

对 策提高射出速度提高保压压力由模具引起的缘由及计策原因对 策1.模温偏低确认后再适提高2.模具冷却不当确认整个水路系统再修正3.冷料储陷设计太小增大冷料储陷部位4.脱气不良增加逃气槽设计或者追加pin5.热浇道温度偏低适当提高温度由原料引起的缘由及计策原 因