Plastic material knowledge study(注塑件基礎(chǔ)簡介)

1、Slide 126-Dec-21Knowles Confidential RestrictedThis document contains information which is confidential and/or proprietary to Knowles Electronics, LLC or its affiliates. Please do not distribute. 2014-03-24Louisa LiuStar ZhangPlastic material knowledge Training塑料件知識培訓(xùn)Slide 226-Dec-21Knowles Confiden

2、tial Restricted 塑料件的成分和不同原料的特性 Plastic composition and characters of different materials Crosby plastic part cases share -Louisa Liu 注塑模具介紹 Molding die introduce EMC plastic part cases share -Cheney Chen 注塑工藝及參數(shù)介紹 Molding process and parameter introduce IAS plastic part cases -Candy Jiao 塑料件主要失效模式匯總

3、 Plastic major failure mode collect Marigold plastic part cases -Star Zhang AgendaSlide 326-Dec-21Knowles Confidential Restricted 塑料為合成的高分子化合物,一般所俗稱的塑料(plastics)或樹脂(resin). Plastic is synthetic macromolecular compound, usually named plastic or resin. 塑料簡介塑料簡介 Plastic IntroductionABSPESlide 426-Dec-2

4、1Knowles Confidential Restricted塑料件的應(yīng)用領(lǐng)域塑料件的應(yīng)用領(lǐng)域（Plastic Application）Slide 526-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料分類塑料分類 (Plastic Classification) 根據(jù)用途根據(jù)用途：通用塑料和工程塑料 Base on application: general purpose plastics and engineering plastics 根據(jù)加工方法根據(jù)加工方法：注射、擠出、吹塑、澆鑄、膜壓塑料等多種類型 Base on processing method

5、: injection plastics, extrusion plastics, blow molding plastics, casting plastics, film pressure plastics and so on. 根據(jù)受熱后的性質(zhì)根據(jù)受熱后的性質(zhì)：熱塑性塑料和熱固性塑料 Base on the property after be heated: thermoplastic plastics and thermosetting plastics a) 熱塑性材料：可回收利用，如PE、PS、PC 、PP、PVC、ABS等 Thermoplastic plastics：recyc

6、lable, for example, PEPSPCPPPVCABS etc. b) 熱固性材料：不可回收利用，如PF、UF、MF、EP等 Thermosetting plastics：un-recyclable, for example, PFUFMFEP etc.Slide 626-Dec-21Knowles Confidential Restricted1.1. 合合成樹成樹脂脂:是塑料中最主要的成分,是決定塑料類型、性能及使用的根本因素. Synthetic Resin: the main component in the plastic, the decisive factor of

7、 plastic types, performance and use2.2. 填填充充劑劑: :可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能，比如木粉、纖維、硅藻土等 Filler: can improve the strength and thermal properties of plastics, for example, wood powderfiberdiatomite 塑料主塑料主要成分要成分 Plastics Major IngredientPESlide 726-Dec-21Knowles Confidential Restricted3. 增塑增塑劑劑: : 可增加塑料的可塑性和柔軟性，降

8、低脆性，使塑料易于加工成型 Plasticizers: can increase the plastic plasticity and flexibility, reduce the brittleness, easy processing molding4. 4. 穩(wěn)定穩(wěn)定劑劑: : 防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞，延長 使用壽命。比如硬脂酸鹽、環(huán)氧樹脂。 Stabilizers: prevent synthetic resins decomposition and destruction by light and heat in the processing and

9、 use, to extend the service life. For example, stearic acid salt, epoxy resin.塑料主塑料主要成分要成分 Plastics Major IngredientPhthalate Acid Esters (PAE)2005/84/EC stated the max adding quantity is 0.1%, flammable, suspect carcinogen. Slide 826-Dec-21Knowles Confidential Restricted5. 色母色母粒粒: 使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色 C

10、olor Master Batch: make plastic has all kinds of bright, beautiful colors 塑料主塑料主要成分要成分 Plastics Major IngredientSlide 926-Dec-21Knowles Confidential Restricted 合成樹合成樹脂脂 Synthetic Resin五大通用樹五大通用樹脂脂：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙 烯（PP）和ABS樹脂F(xiàn)ive General Resin: Polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC

11、), polystyrene (PS), polypropylene (PP) and ABS resin白色一級顆粒白色一級顆粒(White one-level particles)PE6K-9K (RMB/ton)PVC5K-9K (RMB/ton)PS6K-9K (RMB/ton)PP5K-8K (RMB/ton)ABS9K-1.2K (RMB/ton)Slide 1026-Dec-21Knowles Confidential Restricted聚乙烯（聚乙烯（PE）Polyethylene聚乙烯PEPE summary概述性質(zhì)Property工藝ProcessUses用途前景Pros

12、pectClassification分類Slide 1126-Dec-21Knowles Confidential Restricted 歷歷史史 HistoryHistory Born：1898Mother：漢斯馮派克曼Father：雷金納德吉布森 埃里克福西特發(fā)現(xiàn)背景：聚乙烯是在兩次試驗(yàn)事故中被發(fā)現(xiàn)的，第一次是1898年派克曼在一次試驗(yàn)中發(fā)生事故，在爆炸現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)白色蠟狀物質(zhì)。第二次是1933年3月雷金納德吉布森和埃里克福西特研究高壓對化學(xué)反應(yīng)的影響時，在反應(yīng)器里發(fā)現(xiàn)蠟狀固體，后來確定是聚乙烯。Background: polyethylene that was found in the tw

13、o experiment accidents, the first time in 1898 Pacman accident in one experiment, a white waxy substance found at the scene of the explosion. Second is found by Reginald Gibson and Eric Fawcett in March 1933 : a study of high pressure on the chemical reaction, found the waxy solid in the reactor, th

14、en determined is the polyethylene.PE SummarySlide 1226-Dec-21Knowles Confidential Restricted 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)Molecular Molecular structurestructure是由乙烯經(jīng)加聚反應(yīng)制得的一種熱塑性樹脂。無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70-100)。 Obtained by the addition polymerization of ethylene, is a thermoplastic resin. Odorless, non-toxic, f

15、eels like wax, has excellent performance of low temperature resistant (minimum temperature is -70 -100 ).PE SummarySlide 1326-Dec-21Knowles Confidential Restricted 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)Molecular Molecular structurestructure化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良。 Good chemical stability, erosion re

16、sistant to most acids (not resistant to oxidizing acid), not soluble in common solvents at room temperature, weak water absorption, excellent electrical insulation properties.結(jié)構(gòu)最簡單的高分子，通用合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。 The polymer of most simple structure, and is the varieties with the largest productio

17、n in general synthetic resin, and also is the most widely used.PE SummarySlide 1426-Dec-21Knowles Confidential Restricted 物理性質(zhì)物理性質(zhì) Physical Physical propertiesproperties聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對有機(jī)蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點(diǎn)范圍為132-135oC，低密度聚乙烯熔點(diǎn)較

18、低（112oC）且范圍寬。常溫下不溶于任何已知溶劑中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中。性質(zhì)性質(zhì) PropertySlide 1526-Dec-21Knowles Confidential Restricted 化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì) Chemical Chemical propertiesproperties化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)越，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)。但是硝酸和硫酸對聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，碳黑對聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反

19、映。性質(zhì)性質(zhì) PropertySlide 1626-Dec-21Knowles Confidential RestrictedPE分類分類 Classification Slide 1726-Dec-21Knowles Confidential Restricted中空制品中空制品管板材管板材擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進(jìn)行二次加工。也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作真空制品?？捎么邓芊ㄖ瞥善俊⑼?、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容PE 主要用途主要用途 Main Us

20、esSlide 1826-Dec-21Knowles Confidential Restricted纖維纖維中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。目前已研制出超高強(qiáng)度聚乙烯纖維（強(qiáng)度可達(dá)34GPa）,可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。PE 主要用途主要用途 Main UsesSlide 1926-Dec-21Knowles Confidential Restricted雜品雜品用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱、小型容器、自行車和拖拉機(jī)的零件等。制造結(jié)構(gòu)件時要用高密度聚乙烯

21、。PE 主要用途主要用途 Main UsesSlide 2026-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑塑料工藝料工藝 基本簡介基本簡介 注塑是一種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造型的方法。產(chǎn)品通常使用橡膠注塑和塑料注塑。 注 塑還可分注塑成型模壓法和壓鑄法。注射成型機(jī)（簡稱注射機(jī)或注塑機(jī)）是將熱 塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備， 注射成型是通過注塑機(jī)和模具來實(shí)現(xiàn)的。Slide 2126-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑塑料工藝料工藝 主主要類要類型型橡膠注塑：橡膠注射成型是一種將膠料直接從

22、機(jī)筒注入模型硫化的生產(chǎn)方法。橡膠注塑的優(yōu)點(diǎn)是：雖屬間歇操作，但成型周期短，生產(chǎn)效率高取消了胚料準(zhǔn)備工序，勞動強(qiáng)度小，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異。塑料注塑：塑料注塑是塑料制品的一種方法，將熔融的塑料利用壓力注進(jìn)塑料制品模具中，冷卻成型得到想要各種塑料件。有專門用于進(jìn)行注塑的機(jī)械注塑機(jī)。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。 所得的形狀往往就是最后成品，在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其他的 加工。許多細(xì)部諸如凸起部、肋、螺紋都可以在注射模塑一步操作中成型出來。 Slide 2226-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑塑料工藝料工藝 注注塑成型工藝塑成型工藝塑件的注塑成型工

23、藝過程主要包括合模-填充保壓冷卻脫模等4個階段。這4個階段直接決定著制品的成型質(zhì)量，而且這4個階段是一個完整的連續(xù)過程。Slide 2326-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式匯塑料件主要失效模式匯總總(Plastic major failure mode summary)Failure mode summary毛邊f(xié)lash氣泡bubble黑點(diǎn)black spot熔接痕welding line起皮peeling缺料short filling變形deformation縮水shrinkSlide 2426-Dec-21Knowles Co

24、nfidential Restricted定義定義/Define圖示圖示/Photo縮水/縮痕是指制件在壁厚處出現(xiàn)表面下凹的現(xiàn)象，通常在加強(qiáng)筋、沉孔或內(nèi)部格網(wǎng)處出現(xiàn)。Shrink is a phenomenon of the surface concave, usually happened in the stiffener, sink holes or appears at the internal grid. 原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement action壁厚部分及加強(qiáng)筋部位的冷卻不足，由于模腔內(nèi)壓力不足引致，隨內(nèi)部收縮而產(chǎn)生的表面凹陷

25、。Thick part cool time is insufficient which lead to inner cavity pressure is low and concave happened. 提高模具溫度 Increase the mold temperature 擴(kuò)大注口，流道尺寸 Expand gate dimension 提高保壓壓力，增加保壓時間 Raise value and time of holding pressure 保持緩沖料量，直到澆口封閉 Keep buffer capacity, until the gate is closed 調(diào)整壁厚：將加強(qiáng)筋厚度設(shè)

26、置為基板厚度的1/3 Improve wall-thickness塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(1）縮水縮水Plastic major failure mode (1)ShrinkSlide 2526-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(2）毛邊毛邊Plastic major failure mode (2)Flash定義定義/Define圖示圖示/Photo毛邊是指在模具分型面或頂桿等部位出現(xiàn)多余的塑料，使制件在上述地方出現(xiàn)不規(guī)則的邊角。 Flash is a phenomenon of needless p

27、lastic, usually happened in die joint. 原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement action1.原料溫度太高 Raw material too high temperature 2.射膠壓力太高 Too high ejection pressure3.填料過飽 Filler too full 4.合模線或貼合面不良 Molding line damage5.鎖模壓力不夠 Mode locking pressure not enough6.制品投影面積過大 Too big projection area7.入水

28、口分布不均 Uneven distribution of gate1.降低原料溫度及模具溫度 Lower material temperature 2.降低射膠壓力 Lower ejection pressure3.降低射出時間.速度及料量 Lower ejection time/speed and reduce amount of material4.檢修模具 Adjust mold5.增加鎖模壓力 Increase mode locking pressure 6.選用較大的注塑機(jī)或者選用合適面積的制品模具 Choose big injection machine or big mold7.

29、重新分配入水口 Redistribute gate locationSlide 2626-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(3）缺料缺料 Plastic major failure mode (3)Short Filling定義定義/Define圖示圖示/Photo缺料或者叫做欠注是指模具型腔不能被完全填充滿的一種現(xiàn)象。Short filling is a phenomenon of mold cavity not full 原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement ac

30、tion1.熔體溫度、模具溫度或注塑壓力和速度過低 Material/mold temperature too low or injection pressure/speed too low2.原料塑化不均 Material plasticization insufficient3.排氣不良 Bad venting4.原料流動性不足 Raw material shortage of flow-ability5.制件太薄或澆口尺寸太小 Too small gate6.聚合物熔體由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致過早硬化或是未能及時的進(jìn)行注塑. Mold design unreasonable 1.成型材料M

31、olding material： 增加熔體的流動性 Increase the flow-ability of material2. 模具設(shè)計(jì)Mold design： a. 填充薄壁之前先填充厚壁，避免出現(xiàn)滯留現(xiàn)象，導(dǎo)致聚合物熔體過早硬化。Fill thin - wall before filling thickness b. 增加澆口數(shù)量，減少流程比。Increase gate qty c. 增加流道尺寸，減少流動阻力 Increase channel size d. 排氣口的位置設(shè)置適當(dāng)，避免出現(xiàn)排氣不良的現(xiàn)象, . 增加排氣口的數(shù)量和尺寸 . Check venting location

32、and increase venting hole size and amount 3. 成型工藝 a. 增大注塑壓力b. 增大注塑速度，增強(qiáng)剪切熱 c. 增大注塑量 d. 增大料筒溫度和模具溫度 Slide 2726-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(4）氣泡氣泡Plastic major failure mode (4)Bubble定義定義/Define圖示圖示/Photo氣泡是指空氣被困在型腔內(nèi)而使制件產(chǎn)生的現(xiàn)象。困在型腔內(nèi)氣體不能被及時排出，易導(dǎo)致出現(xiàn)表面起泡，制件內(nèi)部夾氣，注塑不滿等現(xiàn)象。Some air

33、is stuck in the inside the cavity and cant be discharged in time, this can lead to bubble.8113-007-012 原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement action1.塑料潮濕，含水分、溶劑或易揮發(fā)物質(zhì) Material is wet or contain some volatile substances 2.料粒太細(xì)、不均或背壓小，料筒后端溫度高或加料端混入空氣或回流翻料 Some air mix into the material3.模腔填料不足或澆

34、口、流道太小 Filler not enough or gate too small4.注射壓力和速度設(shè)置太低 Injection pressure and speed too low5.模溫低或溫度不均勻，射嘴溫度太高 Uneven mold temperature and too high nozzle temperature1.注塑先干燥處理膠料，也要避免處理過程中受過大的溫度變化 Before input material, drying it2.對細(xì)料?；虿痪鶆蛄希O(shè)置好料筒各區(qū)端的溫度，以防止注塑成型時有空氣介入 3.擴(kuò)大澆口、流道尺寸，檢查下料口或射膠動作參數(shù) Expand ga

35、te size/channel size, check feed gate and injection parameter4.增加射膠壓力、速度、時間設(shè)定值 Increase injection pressure, speed and adjust time setting5.檢查模具冷卻系統(tǒng)，重新排列，使工模溫度一致，降低射嘴設(shè)定溫度值 Check mold cooling system, rearrange, make the mold temperature consistent, lower nozzle temperature valuesSlide 2826-Dec-21Knowl

36、es Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(5）黑點(diǎn)黑點(diǎn)Plastic major failure mode (5)Black spot定義定義/Define圖示圖示/Photo黑點(diǎn)/黑紋是指在制件表面存在黑色斑點(diǎn)或條紋，或是棕色條紋。Black spot/streaks is a phenomenon of plastic discolor8102-016-012原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement action1.1.材料降解材料降解 : 塑膠過熱分解將導(dǎo)致黑點(diǎn)或條紋。塑膠如果在封閉的料筒內(nèi)、螺

37、桿表面 停留時間過長，將導(dǎo)致炭化降解，故而在注塑過程中產(chǎn)生黑點(diǎn)或條紋。Due to material carbonize in the process of heating2.2.材料污染材料污染 : 塑膠中存在臟的回收料、異物、其他顏色的材料或易于降解的低分子材料，都可能引起上述現(xiàn)象。空氣中的粉塵也容易引起制件表面的黑點(diǎn)。Material mixed with other foreign matters or other dirt also can cause this issue1.材料 Material 采用無污染的原材料 Use pollution-free material 將材料置

38、于相對封閉的儲料倉中 Improve material storage environment 增加材料的熱穩(wěn)定性 Increase thermal stability of material2. 模具設(shè)計(jì) Mold Design清潔頂桿和滑塊 Clean ejector pin and slipper. 改進(jìn)排氣系統(tǒng). Improve venting system清潔和拋光流道內(nèi)的任何死角，保證不產(chǎn)生積料 Clean and polish runners every cornner 注塑前清潔模具表面. Before injection, clean mold surfeceSlide 29

39、26-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(6）熔接痕熔接痕Plastic major failure mode (6)Weld line定義定義/Define圖示圖示/Photo塑料在模具內(nèi)流動時，各流動液會合處所遺留的紋線。Welding line happen in the junction of two liquid in the mold原因分析原因分析/Cause analysis改善方案改善方案/Improvement action1.澆口系統(tǒng)形式不當(dāng)，澆口小，分流道小，流程長，流料阻力大，料溫下降快 To

40、o small gate2.料溫太低或模溫太低 Material temperature too low3.塑料流動性差，冷料摻入，冷卻速度快 Material flow-ability not good4.模具內(nèi)有水分或潤滑劑，融料充氣過多，脫模劑過多 Some liquid or too much mold release agent in the mold5.注射壓力太小或注射速度慢 Injection pressure too low or speed too slow6.制品型狀不良，壁厚薄不均勻，使融料在薄壁處匯合 Non - uniform wall thickness7.冷卻系

41、統(tǒng)不當(dāng)或排氣不良 Venting system bad1.成型材料Material： 改為流動性好的材料 Choose the material that flow-ability is good2.成型工藝 Forming process： a.提高注塑溫度 Increase injection temperature b.提高熔接痕部分對應(yīng)的注塑速度 Increase injection speed c.提高模具溫度 Increase mold temperature d.提高注塑壓力 Increase injection pressure e.減少使用脫模劑 Reduce the amo

42、unt of mold release agent3. 模具設(shè)計(jì) Mold design： a.采用大澆口 Use big gate mold b.改短澆口 short gate c.改變澆口位置 Improve gate position d.加 大冷料穴 Improve venting and cooling e.在熔接痕前部設(shè)護(hù)耳On the front of the weld line set tabSlide 3026-Dec-21Knowles Confidential Restricted塑料件主要失效模式塑料件主要失效模式(7）起皮起皮Plastic major failure mode (7