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塑料注塑成型基本知識DPCA DQUA QFO2007 10 30 主要內(nèi)容 一 基本概念二 塑料成型方法三 生產(chǎn)塑料制品的五個完整工序四 塑料制品的尺寸精度影響因素五 熱塑性塑料注塑成型工藝六 熱塑性塑料注塑成型過程缺陷形式及可能的因素七 塑料的加工性八 常用工程塑料性能及加工特點介紹 一 基本概念 1 塑料 以樹脂為主要成分 加入或不加入填料 并在一定溫度和壓力下塑造成一定形狀 并在常溫下能保持既定形狀的高分子有機材料 樹脂 受熱時通常有轉(zhuǎn)化或熔融范圍 轉(zhuǎn)化時受外力作用具有流動性 常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)或液態(tài)的有機聚合物 它是塑料最基本的 也是最重要的成分 廣義地講 在塑料工業(yè)中作為塑料基本材料的任何聚合物都可稱為樹脂 塑料的分類 一般分類如下 A 按塑料的物理化學(xué)性能分 1 熱塑性塑料 在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料 如聚乙烯塑料 聚氯乙烯塑料 2 熱固性塑料 因受熱或其它條件能固化成不熔不溶性物料的塑料 如酚醛塑料 環(huán)氧塑料等 基本概念 2 B 按塑料用選分 1 通用塑料 一般指產(chǎn)量大 用途廣 成型性好 價廉的塑料 如PE聚乙烯 PP聚丙烯 PVC聚氯乙烯等 2 工程塑料 一般指能承受一定的外力作用 并有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性 在高 低溫下仍能保持其優(yōu)良性能 可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料 如ABS 尼龍 聚礬等 C 按塑料成型方法分 1 模壓塑料 供模壓用的樹脂混合料 如一般熱固性塑料 2 層壓塑料 指浸有樹脂的纖維織物 可經(jīng)疊合 熱壓結(jié)合而成為整體材料 3 注射 擠出和吹塑塑料 指能在料筒溫度下熔融 流動 在模具中迅速硬化的樹脂混合科 如一般熱塑性塑料 4 澆鑄塑料 能在無壓或稍加壓力的情況下 傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料 如MC尼龍 5 反應(yīng)注射模塑料 一般指液態(tài)原材料 加壓注入模腔內(nèi) 使其反應(yīng)固化制得成品 如聚氨脂類 基本概念 3 按塑料半制品和制品分 1 模塑粉 又稱塑料粉 主要由熱固性樹脂 如酚醛 和填料等經(jīng)充分混合 按壓 粉碎而得 如酚醛塑料粉 2 增強塑料 加有增強材料而某些力學(xué)性能比原樹脂有較大提高的一類塑料 3 泡沫塑料 整體內(nèi)合有無數(shù)微孔的塑料 4 薄膜 一般指厚度在O 25毫米以下的平整而柔軟的塑料制品 注射成型 或注塑成型或注射模塑 將粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送進(jìn)加熱的料筒 經(jīng)加熱熔化呈流動狀后 由柱塞或螺桿的推動而通過料筒端部的噴嘴并注入溫度較低的閉合模具中 充滿塑模的熔料在受壓的情況況下 經(jīng)冷卻因化后即可保持塑模型腔所賦予的形樣 二 塑料成型方法 注射成型 擠出成型 如管材類產(chǎn)品 型材類產(chǎn)品 建材用 吹塑成型 如油箱 加注管 民用油 水壺 熱成型 真空吸塑成型 如轎車塑料地墊 防水簾等澆鑄成型 如方向盤 儀表板壓延與涂層 如人造革燒結(jié)成型 主要PTFE制品搪塑成型 如玩具類產(chǎn)品 車門扶手表皮模壓成型 板材 三 生產(chǎn)塑料制品的五個完整工序 1 預(yù)處理 塑料干燥或嵌件預(yù)熱處理 2 成型3 機械加工 如需要 4 修飾 去飛邊 5 裝配 如需要 注 以上五個工序應(yīng)依次進(jìn)行 不容顛倒 四 塑料制品的尺寸精度影響因素 1 原材料的收縮率的影響 原料收縮率越大 制品的精度越低 塑料材料進(jìn)行增強或無機填充改性后 其收縮率會大大降低1 4倍 塑料的收縮加工條件 冷卻速率及注射壓力 加工方法等 制品設(shè)計及模具設(shè)計等因素有關(guān) 不同成型方法成型精度由大到小的順序 注塑 擠出 注吹成型 擠吹成型 壓制成型 壓延成型 真空吸塑成型 塑料制品的尺寸精度影響因素 2 原料蠕變的影響 蠕變即制品在受力狀態(tài)下所產(chǎn)生的形變 一般 耐蠕變性好的塑料材料 PPO ABS PC及增強或填充改性后的塑料 塑料材料進(jìn)行增強或無機填充改性后 其耐蠕變性會大大提高 3 原料線性膨脹的影響 線性膨脹系數(shù) 熱脹系數(shù) 4 原料吸水率的影響 吸水后收起體積膨脹 導(dǎo)致尺寸增大 嚴(yán)重影響制品的尺寸精度 原料的吸水率性 還會嚴(yán)重影響原料加工成零件后的物理機械性能 吸水率性較大塑料 如 PA PES PVA PC POM ABS AS PET PMMA PS MPPO PEAK要注意這些塑料存貯 包裝狀況 塑料制品的尺寸精度影響因素 塑料制品的尺寸精度影響因素 5 原料溶脹的影響注意 原料耐溶劑性會嚴(yán)重響制品的尺寸精度及制品的物理機械性能 對與化學(xué)介質(zhì)接觸的塑料制品 要選用介質(zhì)不能引起其溶脹的塑料材料 塑料制品的尺寸精度影響因素 6 填料影響 塑料材料進(jìn)行增強或無機填充改性后 可提高塑料制品的尺寸精度 五 熱塑性塑料注塑成型工藝 成型前的準(zhǔn)備加料塑化注射入模保壓冷卻脫模 修整 后處理 塑料注塑加工過程流程 成型前的準(zhǔn)備 1 原料或嵌件預(yù)處理 并非所有原料或嵌件都需要進(jìn)行預(yù)處理 干燥 預(yù)熱 視產(chǎn)品技術(shù)要求程度 原材料品種 氣溫狀況而定 對于金屬嵌件 在冬季一般都需要預(yù)熱處理 原料干燥 烘料 工序關(guān)注 要有明確的干燥工藝文件 操作規(guī)程 注塑使用前其水份的檢測控制 烘料設(shè)備有狀態(tài)標(biāo)識 且設(shè)備完好 對出入原材料的記錄清晰 明確 且按規(guī)定執(zhí)行 不會混淆 烘好后原料使用周轉(zhuǎn)過程中防潮情況 周轉(zhuǎn)包裝及臨時存放廠地的條件 烘料設(shè)備上的溫控儀表 真空度儀表等進(jìn)行了計量 檢定 有檢定標(biāo)識并且處于有效使用期 原料干燥補充說明 干燥時間 與原材料本身濕度大小 干燥時的料厚及干燥溫度 干燥方式不同 可適當(dāng)延長或縮時間 關(guān)鍵是要控制干燥后使用前原料的濕含量 有些品種塑料還不能長時間在熱空氣中干燥 否則會產(chǎn)生氧化降解 變色 嚴(yán)重影響制品質(zhì)量 原料水份過多 會導(dǎo)致產(chǎn)品表面銀絲 斑紋 氣泡 內(nèi)部或外表 等缺陷 甚至引起塑化過程中降解 附 加工前要干燥的塑料常見幾種塑料PA PES PVA PC POM ABS AS PET PMMA PS MPPO PEAK 常見幾種塑料的干燥條件 對嵌件預(yù)熱工序要重點關(guān)注 預(yù)熱溫度 嵌件預(yù)熱時間 金屬嵌件 應(yīng)有最短時間 預(yù)熱擺放方式是否引起嵌件變形 預(yù)熱工藝規(guī)定的時段或季節(jié) 2 料筒清洗注意 在改變原料品種 或調(diào)換顏色時 必須對料筒進(jìn)行清洗 清洗后的料應(yīng)做好標(biāo)識 嚴(yán)禁誤用 被清洗料為 PC 不得用ABS或PA 被清洗料為POM 不得接觸PVC 成型前的準(zhǔn)備 關(guān)注 1 回料使用情況 2 脫模劑選用 3 注塑 工藝參數(shù) 4 工序產(chǎn)品 模腔 數(shù)量及流道狀況 檢測手段 檢測項目及頻次 5 零件頂出過程中有無明顯變形 6 修邊7 零件周轉(zhuǎn)及流轉(zhuǎn)標(biāo)識 注塑成型過程 加料 塑化 注射入模 保壓冷卻 脫模 修整 回料使用注意 以下為禁用回料情況 1 對于透明性塑料制品 如燈罩2 對衛(wèi)生性要求很高的塑料制品 如醫(yī)用注射器3 對于易分解性樹脂 如CA PVC等4 對于顏色要求較高的塑料制 如剎車燈罩5 對于承載結(jié)構(gòu)件 如連桿 背門撐桿 在可以使用回料時應(yīng)注意 1 回料比例應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格上限規(guī)定 并記錄 2 新 舊料必須混均勻 3 回料在粉碎過程中 不能同其他品種回料混雜 如粉碎機必須清理干凈 4 回料的標(biāo)簽必須清晰明了 有品種及牌號 5 允許使用回料廠合 如材料本身易吸潮 使用前必須 注塑成型過程 加料 塑化 注射入模 保壓冷卻 脫模 修整 所選脫模劑品種是否合適 不能對產(chǎn)品有浸蝕 對產(chǎn)品表面要噴油漆的零件 嚴(yán)禁使用脫模劑 脫模劑使用應(yīng)注意 工藝參數(shù) 注塑量注塑料筒各段溫度各級注塑壓力 塑化時背壓 保壓壓力各級注塑速度注塑時間 保壓時間 冷卻時間模具溫度使用回頭料情況工序產(chǎn)品 首模產(chǎn)品檢查是否涉及每一腔模產(chǎn)品 建議 對各腔產(chǎn)品重量確認(rèn) 多腔模流道分布狀況 分布均勻 流道一致性 檢測方式方法的適宜性 產(chǎn)品外觀狀況 熔接痕 缺料 缺口 氣孔 燒蝕 外表流痕等 注塑過程 工藝 參數(shù)應(yīng)關(guān)注 后處理方法 1 退火處理消除制品內(nèi)殘留內(nèi)應(yīng)力 避免產(chǎn)品在使用時產(chǎn)生應(yīng)力開裂 2 調(diào)質(zhì) 濕 處理 調(diào)節(jié)制品內(nèi)的濕含量 提交產(chǎn)品的綜合物理機械性能 制件后處理過程 修邊應(yīng)關(guān)注 削邊工具工人操熟練狀況削邊后零件外觀控制注 對于缺口敏感塑料如PC 修邊后 應(yīng)逐一檢查零件表面 不應(yīng)有刀痕 后處理過程關(guān)注點 加熱至升溫及冷卻速度 冷卻速度應(yīng)緩慢 要有自動控制裝置 否則使用其反 零件擺放方式 溫度 后處理完的零件變形狀況控制 尺寸檢測 制件后處理過程 退火處理 常見幾種塑料后處理 POM PC ABS PA PS PSF PEAK 聚芳醚酮 調(diào)質(zhì) 濕 處理零件所用材料 如PA類 制件后處理過程 調(diào)質(zhì) 濕 處理 調(diào)質(zhì) 濕 處理過程要關(guān)注點 環(huán)境溫度及濕度控制 零件擺放方式 有無擠壓 調(diào)濕處理后零件變形狀況控制 尺寸檢測 調(diào)濕處理后零件存放過程包裝 塑料袋以保證在存放過程中零件的濕度保持良好 六 熱塑性塑料注塑成型過程缺陷形式及可能的因素 例 七 塑料的加工性能 注 不同品種塑料有不同的加工特點 應(yīng)根據(jù)具體品種 牌號制定合理的加工方式 加工流程 加工工藝 同時要適合所選用的設(shè)備 1 了解 易熱分類樹脂及加工注意點 PVC PVDC CPE PVF及纖維素 CA 等塑料受熱分解 常加入熱穩(wěn)定劑或增塑劑 POM TPU PA等 加工過程中易發(fā)生熱氧化降解 常加入抗熱氧穩(wěn)定劑如抗氧劑 加工過程中 一定要對溫度 料溫 控制2 后收縮較大的塑料 如PP PA等后定型工裝及后定型時間控制 3 對缺口敏感性的塑料 如PC 聚碳酸酯 削邊過程中要注意不要損傷本體 刀口 八 常用工程塑料性能及加工特點介紹 一 POM 聚甲醛 熱穩(wěn)定性差 溫度過高或時間過長 會分解 溫度超過250 分解加快 并產(chǎn)生強烈刺眼的甲醛氣體 嚴(yán)重時會爆炸 制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 后收縮較大 應(yīng)進(jìn)行后處理 100 130 3 6H 吸水率不高 干燥處理可提高制品表面光澤 110 120 3 5H 強度大 耐磨 耐疲勞 沖擊高 自潤滑性高 齒輪 閥門 軸承 滑輪 皮帶輪等 二 PET 聚對苯二甲酸乙二醇酯 吸水性大 加工前必須干燥處理 130 150 3 4h 加工溫度范圍窄 一般 270 290 分解溫度約300 加工過程中溫度不能太高 結(jié)晶速度慢 為促進(jìn)結(jié)晶 模溫一般在100 130 成型收縮率大 高精度制品要進(jìn)行后處理 一般130 140 1 2H 八 常用工程塑料性能及加工特點介紹 三 PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯 玻纖增強改性后 力學(xué)性能大大提高 自潤滑性好 熱穩(wěn)定性好 電絕緣性優(yōu)異 剛性和硬度高 沖擊性好 尺寸穩(wěn)定性高 耐熱性好 耐油性好 自熄等結(jié)晶型熱塑性樹脂 不耐強酸 強堿及苯酚類化學(xué)試劑 有良好的成型流動性 成型中對溫度要求較嚴(yán)格 太高會溢料 太低會堵塞噴嘴 吸水率最低的工程塑料品種之一 一般不干燥 如要干燥 條件為120 130 3 5H 四 PC 聚碳酸酯 沖擊性 透明性 力學(xué)性及電絕緣性優(yōu)良 使用溫度范圍廣 130 130 成型收縮率低 尺寸穩(wěn)定高 耐蠕性高 自熄 吸濕性大 加工易產(chǎn)生氣泡及銀絲 對水極為敏感 不耐60 以上的熱水 長期接觸會應(yīng)力開裂并失去韌性 加工前必須干燥處理 使用含水量0 02 以處 干燥110 120 10 12H 料厚30mm以下 制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 并對缺口敏感性大 耐疲勞性低 磨擦性及耐磨性不好 制品若帶有嵌件 嵌件應(yīng)預(yù)熱到200 或更高 八 常用工程塑料性能及加工特點介紹 五 PA 聚酰胺塑料 成型時有結(jié)晶產(chǎn)生 成型收縮較大 應(yīng)嚴(yán)格控制模溫 熱穩(wěn)定性較差 熱降解傾向嚴(yán)重 應(yīng)避免