注塑成型技術-絕對免費

1、一、塑模溫度控制【一】溫度控制必要性（）溫度控制對成形性之目的及作為成形品外觀，材料物理性質，成形循環(huán)等，受模仁溫度之影響，頗為顯著。一般成型情況，模仁溫度保持於較低，可以提高射出次數(shù)較為理想，但與成形品形狀(模仁搆造)及成品材料種類有關之成形循環(huán)亦寄賴於必需提高模仁充填之溫度。（）為防止應力作溫度控制此為成形品材料問題，此項要求唯有冷卻速度。入冷確時間短，即使有一部份硬化一部份尚軟之場合，仍能避免由於不均一收縮引起應力。亦即適當之溫度控制能對冷卻應力性質改良。（）成形材料之結晶化程度調整之做之溫度控制聚硫氨（尼龍），聚醋酸數(shù)脂，聚丙烯等結晶材料對結晶化程度調節(jié)，及機械性質改良，一般需要較高模

2、仁溫度?！径考夹g問題（）溫度控制所需之熱傳面積模仁熱傳面積之計算式為t1:成形材之熔融溫度t0:成形品取出時溫度cp:成形材料之比熱sh:每小時射出成形次數(shù)移動熱量Q=shx*cp*(t1-t0)kacl /hrhw:冷卻管路側之表膜熱傳係數(shù)d:冷卻孔直徑(m)u:粘度(kg/m ses) :流速(m/ses) :冷媒之熱傳導率(kcal/m2 hrc)T:模型及冷(熱)媒間之平均溫度差則Hw: d(dug/) (cp u /) (kcal/hr) 所需之熱傳面積可由下式求得之 A=Q/hw x T （m2）此際對外界空氣之放熱、型模板、噴嘴等之熱傳俱行略去不計

3、。圖1 熱傳路徑 圖2 溫度變化曲線（）冷卻管路之分佈成形循環(huán)時間縮短雖有種種因素，但冷卻效果卓越之模型製造為重大之問題。冷卻不均一，實行急遽冷卻，將使成形品內部產(chǎn)生應力，發(fā)生變形及龜裂。所以必需相應穴形狀及肉厚，考慮模仁構造，使能有實施均一而高效率之冷卻性能。再者，就模型管路加工場合綜合考慮，選定管路之數(shù)量與大小。例如圖所示，相同成形品面積之場合，模仁（）有條較大管路，型模（）有條較小管路互作比較，依照熱傳路徑略圖所示，型模（）之型穴表面幾乎有相等熱傳，有均一之冷卻效果，較為適用。圖二示型穴管及管路表面間溫度變化約略之等溫曲線。圖（）示使用較大管路之溫度變化，管中循環(huán)水之溫度為59.83，型

4、穴表面作業(yè)循環(huán)時之溫度為60之60.5，而較小之管路（）中，循環(huán)水溫為45，型穴表面溫度發(fā)生53.33至60之溫度變化。此種模仁表面關聯(lián)之較大溫度變化雖亦可作為充份之成形條件，但對模仁之溫度控制亦有所不當。再者，熱傳導率之高度熱傳導系統(tǒng)之效率較佳，熱量傳出之控制良好。亦即熱傳導率高之模仁表面溫度變化較小，反之，傳導率低者，溫度變化較大。一般情形，對熱冷卻系統(tǒng)應加注意點為：）重型模仁設置有數(shù)條貫通水路孔者，冷水先行進入注道附近，然後溫水循環(huán)至外側（圖三）使用聚乙烯時，成形收縮大，冷卻管路不宜沿收縮方向設置，使生變形。）心型冷卻（圖）儘可能沿心型形廓設置管路。二、塑膠材料之物性介紹【一】質輕在比重

5、0.92.3之間，若發(fā)泡可降至0.01。（遠比鋁2.7，鐵7.8?。径考庸ひ自?0以下可融膠，以流動成型，少後加工。（熔點遠比鋁600，鐵1530低）【三】性質可隨需要改變不同單體可合成不圖性質塑料，不同塑料可複合性質，加入填充物或補強物可改善某些性質。【四】化學穩(wěn)定性好耐蝕性佳，不受酸、鹼、油、鹽、水、氣、蒸氣的侵蝕?！疚濉抗馓匦院眉爸譖S、PMMA、PC 透明；可取代易碎不易成型的玻璃；塑料加色?？傻妹篮蒙{?！玖拷^緣性好且可調抗電550千伏毫米，並可藉加入導電填充物、導磁性?！酒摺磕Σ列院脕K耐磨天然軸承材料。三、射出成形操作條件射出成型屬塑膠成型加工中高壓成型的一種，即是將以適

6、度乾燥之塑膠粒在機器中恰當熔融後，在適中之高壓及適當之推進速度下，使適量之劑量射入已加溫之模中，待適當之冷卻時間後開模將成品頂出，成形操作可變化之條件不外手以下四類：溫度壓力速度時間。鎖模壓力鎖模壓力必需大於塑料射入模內之總壓力過高塑料即可能由分模面處溢，總壓力過高又會耗損機器、模具及浪費電力，故適當?shù)恼{整鎖模力是以成品射入模內分模面不出毛邊為原則。射出壓力射出壓力與射出速度有部分共同之影響都是決定在模具內，原料如何能均勻的、徹底的、適量的、流滿個部位同時壓飽各角落。壓力太低，會產(chǎn)生短射縮水，壓力太高會產(chǎn)生毛頭、過飽、燒焦、內應力高粘模易損毀模具、機臺等。射出速度射出速度之快慢主要決定原料在模

7、具之澆道中及成品內流動之狀況。速度太快會產(chǎn)生毛頭、過飽、燒焦及粘模。太慢易造成短射、縮水，結合線明顯等。原料溫度成形時使原料恰當熔融所需之熱量及溫度，因每種原料之熔融溫度及比熱不同而不同。溫度過低，原料熔融不均造成短射，色澤不均，成品內應力高。過熱或過久，則因流動性成品產(chǎn)生毛頭，嚴重時則使原料分解變（值）質。模具溫度原料將大量之熱量帶入模具，成品將部分之熱帶走，部分之熱量又散入空氣中，因此欲使模具保持某一不變之溫度，在模具內有時通冷凍水、冷水、熱水、熱油或加電熱，其選擇完全為使進出模具內熱平衡而能保持某一不變之溫度。模溫太低，成品易產(chǎn)生短射、表面粗糙、內應力高、黏模、模溫太高，成品易產(chǎn)生變形縮

8、水，表面光澤，週期過長。模溫依材料別保持相對適溫求取品質之穩(wěn)定螺桿轉速螺桿對原料有輸送、壓縮、熔融及計量四種功能用。螺桿對熔融之功用是：原料熔融時所需之熱量有五分之三是來自螺桿旋轉時所發(fā)生之摩擦熱，有五分之二是來自電熱片及烘料之熱量，因此螺桿之轉速太慢，原料塑化不均勻，週期延長。太快，原料易過熱，料斗下料處，易結塊。依不同之材料因應不同之螺桿（SCREW）及轉速背壓螺桿在旋轉後退時之阻力之目的為做原料在被螺桿輸送，壓縮過程中更能緊密，原料中之空氣，水氣及其它分解出之氣體經(jīng)壓縮段壓縮後氣體由料管後方排出，以求熔融原料在未射入模具前主為壓縮緊密之塑料，其中不含任何其它不希望有的氣體對成易產(chǎn)生內部的

9、氣泡表面的銀紋，太高，原料易過熱，料斗下料處結塊，螺桿不退；週期延長。射嘴溢料。背壓控制可利用節(jié)流閥或調壓閥控制兩種。利用背壓壓縮原料，使內存之空氣，往後排出。冷卻及模溫的控制冷卻之長短，模溫之高低，可影響成品之品質在成品粘模，縮水、尺度公差上，成品表面亮度上，週期上，均有絕對之關係，可依實際之需要依經(jīng)驗而條整。內應力解釋一般射出後存在成品內部之射膠壓力標準為250 kg/cm300 kg/cm之間，如因條調不當造成射膠壓力過高，射入模內經(jīng)過澆口及澆道之阻力及冷卻時壓力之降低，而存在成品內部之壓力過高，超過300 kg/cm以上，經(jīng)過一段時日，內部壓力漸漸釋放出來而造成成品變形變曲內應力高出太

10、多者，釋放後甚至會造成破裂扭曲等不良現(xiàn)象。內應力太高者，實施退火處理解決。和金屬材料類似即外部急速冷卻內部依舊溫熱。四、塑料試模步驟及注意事項欲試之原料先行乾燥，PE、PP需乾燥，其餘均要。模具掛上，中心孔要對準，鎖模力以總噸數(shù)的即可，如射出時分模面不是因射壓太高之關係起毛邊，可漸漸增加鎖模噸數(shù)，直到不起毛邊為主，如此做法可增長模具使用壽命。開鎖模速度，壓力位置調整妥當，低壓保護更是要調好，乃因是新模成品尚不瞭解，有滑塊（SLIDE）之模具開關速度不可快，有抽芯及絞芽之模具要先行手動試驗功能正常否，模具良好否，不然一失誤模具就會損壞。清洗管料，利用PP或壓克力清洗，PP是利用其黏度，壓克力是利

11、用其磨擦性，溫料180210之間，計量行程，不加背壓，快速射出沖出洗，不易洗淨可加洗管劑清洗。條件設定，射出溫料，壓力速度時間，計劃位置等。射壓射速計量由低而高依成品狀況而設定。冷卻時間，射出時間由長至短依成品成形狀況而減少，如此可防止黏模及充填過飽。一定要用保壓控制，墊料在5-10m/m為主。直壓式需注意鎖模壓力是否足夠，肘節(jié)式注意十字頭伸直以防射出時模具被逼退，而溢出大毛邊弄壞模具。乃因成形狀況不瞭解，前幾模需噴上脫模劑以利脫模。如脫模順利又不會頂白則可免噴。依成品需要，再逐步更改各條件，更改壓力速度二模後即可看出結果。更改料模，模溫至少需5分鐘才可看出結果。模溫注意上升，試多模的話需加水

12、冷卻或油溫，水溫電熱管等來控制模具溫度，依原料不同來選擇不同的模溫控制如熱模（60以上）者：尼龍、PBT、POM、PPS、PET、壓克力、PC NORYL等。如冷模（60以下者）：PE、PP、PS、ABS、AS、PVC、PU、K膠、EVA等。原料需完全由料管內射完才可停機，模句水管拔除用AVR把模具內之水噴出，模具內部並噴上防銹油，料屑要先擦拭乾淨。.背壓依成品狀況而調節(jié)，一般均有3-5 kg/cm為標準，鬆退也不介入氣體為先決條件。.計畫時黏度低者轉速可較快，黏度高者轉速需放慢，如有加背壓轉速越快原料混練會越均勻。.在正常生產(chǎn)中，原料熔解電熱片之熱量佔螺桿磨擦熱佔之熱量。.一個週期的設定，必

13、須能使下次射出時，原料能完全融解的設定，如無法達到，則溫料必須高高。.如試模之原料為PVC或POM則必需用其他原料將它沖洗掉以防下回加溫時分解或過火。最好用PE、PP或PS沖洗。.試完模將成型條件記錄下市，待下回第二次試模時參考模具不良狀況及欲修改的地方均需紀錄。五熱可塑性樹脂結晶性之分類聚乙烯聚丙烯Polyvinyl alcohol PolymethyipentanePolyvinylidene Polythylene terephthate結晶性樹脂汎用塑膠聚氯乙烯聚苯乙烯ABS樹脂AS樹脂 壓克力樹脂非結晶性樹脂熱塑性樹脂*Polyamide Polyacetal*Polybutylen

14、e terephthalate*GF強化 Polythylene terephthalate結晶性樹脂汎用工程塑膠*Polycarbonate*變性 Polyphenylene ether非結晶性樹脂工程塑膠*Polyphenylene sulfide*液晶性 Polyester* Polyoxybenzoil結晶性樹脂超級工程塑膠*Polyether etherketone*Polyethersulfone Polyamideimide* Polyetherimide 熱塑性Polyimide非結晶性樹脂成形不良的原因與對策射出成形品各種成形不良的原因大別如下：j 成形材料（樹脂）本來的性質

15、所致者。k 成形條件的選擇不當。射出成形機的能力不足l 模具的設計、製作不完備。m 成形品設計上的不完備。充填不足充填不足（short shot）是熔融的樹脂未完全流遍雌模各角落的現(xiàn)象。充填不足的原因有成形條件不適當、模子的設計製作不完備、成形品的肉厚太薄等。成形條件的對策是高樹脂溫度、模子溫度，增大射出壓力、射出速度，提高樹脂的流動性。模子方面可增大堅澆口或橫澆道，或再檢討澆口的位置、大小、數(shù)目等，熔融樹脂容易流動。為了使雌模內空氣或氣體順利疏散，可在適當場所設排氣溝，或從頂出銷孔間的間隙疏散，成形品的肉厚問題。毛口過剩熔融樹脂流入分模面（PL面）或與滑動雄模的對合面等模子配件間隙時，便會發(fā)

16、生毛口。發(fā)生毛口的基本原因除了成形機對成形品的投影面積無充份的鎖模力之外，大都是模子有問題。模子配件發(fā)生間隙（或配件密著性不良）的原因模子構造設計不當、模子配件的加工精度不良、裝配精度不良、配件變形或磨耗。模子雌模內的熔融樹脂流動性過好時，也會造成毛口過剩，防止的方法是降低樹脂溫度、模子溫度、射出壓力、射出速度，但須配合前項的充填不良問題。收縮下限收縮下陷（sink mark）是成形品表面發(fā)生凹陷的現(xiàn)象，乃熔融樹脂冷卻固化時的體積收縮所致。易發(fā)生於成形品肉厚大的部份、肋或殼部的背面、豎澆口背面等肉厚不均勻的部份。因而，為了防止發(fā)生收縮下陷，基本上，製品的設計要適切。調整成形條件而防止收縮下陷時

17、，可降低模子溫度及樹脂溫度，昇高射出壓力，延長射出壓力的保持時間（保壓時間），或依製品的形狀或肉厚而在容易收縮下陷的部位追加澆口。收縮下陷乃成形收縮所致，易見於PE、PP、聚醯（耐隆）等成形收縮率大的結晶性樹脂。反之，以玻璃纖維強化者、充填無機質的成形材料之成形收縮率小於基質的非強化（無充填）樹脂，收縮下陷可小到不顯眼。氣泡氣泡是在成形品內部形成的空隙，一般所謂的氣泡有成形品冷卻時體積收縮差在厚肉部份形成的空洞、熔融樹脂中的水分、揮發(fā)分成為氣泡而封入內部者。製品肉厚過大或肉厚嚴重不均勻時常發(fā)生空洞。延長射出壓力的保持時間或增高模子溫度，即可減輕程度。發(fā)生氣泡的對策是將成形材料充分乾燥，降低樹脂

18、溫度，防止樹脂熱分解。破裂這是成形品表面的毛髮狀裂紋，製品尖銳突角時，此部份常發(fā)生不易看出的細裂紋。裂紋為成形品的致命缺陷，主要原因如下示：j 脫模不良所致。k 過度充填所致。l 模子溫度過低。m 製品構造上的缺陷所致。欲避免脫模不良所致的毛病時，雌模各部份要設充分的退模斜度，研磨模子表面，檢討頂出銷的粗細、配置等，頂出時，成形品各部份的脫模阻力要均勻。過度充填是施加過大的射出壓力或材料計量過多，成形品內應力過大，脫模時造成裂紋，在此種狀態(tài)，模子配件的變形也增大，更難脫模，助長破裂，此時，宜降低射出壓力、樹脂溫度、模子溫度，防止過度充填。澆口部常容易殘留過大的內部應力，此部份易脆化，特別是直接

19、澆口的部分成為宛如過度充填的狀態(tài)，易因內部應逆而破裂，例如杯狀或碗狀製品如圖4所示，易以澆口為中心，發(fā)生放射狀裂紋。白化成形品脫模之際，遭受頂出銷的強力或有under cut部位時無理變形而受力時，該部份變白。白化並非裂紋，卻是預兆，易見於ABS、耐衝擊PS、硬質PVC等。白化乃成形品內部顯著的殘留應力所致，可套用前項脫模不良的對策。翹曲、扭曲都是從模子取出的成形品之變形，平行邊部而變行者為翹曲，對角線方向的變形稱為扭曲。這些變形為成形時的各種內部應力所致，原因大別如下：j 脫模時的內部應力所致。k 模子溫度調節(jié)（冷卻）不充分或均勻所致。l 樹脂或充填的流動配向所致。m 成形條件不當所致。n

20、製品形狀、肉厚等所致者。成形品脫模時內部應力所致的變形是成形未充分冷卻固化前，從模具頂出所致，要以前項的措施順利脫模。模內的成形品不均勻冷卻的話，熱收縮不均勻冷卻的話，熱收縮不均勻，容易變形，結晶性樹脂的成形收縮率甚大，收縮差所致的變形也大，防止方法是注意模子冷卻水的流通法或配管等。成形時的樹脂或充填的配向性也是成形品變形的大原因，配向性所製成形品的變形與模子構造特別是澆口的設法很有關係，適選形狀、配置、數(shù)目等，頗可防止製品變形。很難只調節(jié)成形條件而防止成形品變形，但為減少內部應力，可減低射出壓力、減短射出壓力保持時間，增高樹脂溫度，減慢射出速度。成形品的變形主要取決於製品設計的良否，使用材料

21、的適否，所以設計製品時須加注意。一般常在剛成形後，用冷工模等對成形品施加外力，矯正變形或防止進一步變形，但製品在使用中遇到高溫時又會復原，須加注意。熔接線熔接線（weld line）是熔融樹脂二道以上合流的部分形成的細線。發(fā)生熔接線的主因有四：j 製品形狀（構造）所致樹脂的流法。k 熔融樹脂的流動性不充分。l 熔融樹脂合流處捲入空氣或揮發(fā)分。m 卷入脫模劑等異物。熔接線是流動的樹脂前端部合流時，此部分的樹脂降低溫度，未充份熔合所致。製品的窗、孔部周邊雖難免樹脂合流，熔接線在製品設計（形狀）上常無法消除。但樹脂的流動性特別良好時，可使熔接線幾不顯眼，升高樹脂溫度、曾高模子溫度等，可多少調節(jié)其程度

22、（線的濃度、粗細）。檢討澆口的位置或數(shù)目，將發(fā)生熔接線的位置移往他處，在熔接部設排氣孔，迅速疏散此部分的空氣或揮發(fā)分，或在熔接部附近設材料滯留處，將熔接移到此部分，事後切取。熔接線不止有礙美觀，也易誤認為裂紋，也不利於製品強度。不含玻璃纖維強化樹脂（FRTP）的玻璃纖維在熔接部不融著，部分的強度常減低很多，圖為其實驗例，在試片成形用模子的橫澆口一部分設變換閥，能以點澆口及點澆口（有熔接線者）兩方式成，試驗結果如表所示，玻璃纖維（30）強化樹脂的熔接部強度約為非強化樹脂的60【表一】樹脂名強化材充填材試驗片厚度（吋）PC耐隆 6.6玻璃纖維玻璃纖維玻璃纖維玻璃纖維10301030玻璃粉末玻璃珠3

23、03010091641001009264100998664949793619599906592100875690注）.強度保持率是指圖中二點澆口強度（熔接部強度）對點澆口的強度（無熔接）的比率（）.吋1.6mm，吋3.2mm，吋6.4mm流痕流痕（flow mark）是熔接線樹脂流動的痕跡以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋模樣。流痕是最初流入雌模內的樹脂冷卻過快，而與其次流入的樹脂之間形成交界所致。為了防止流痕，可昇高樹脂溫度或模子溫度，改善樹脂流動性，調節(jié)射出速度，(圖)為射出速度與各種流動模樣的關係列。殘留於射出噴嘴前端的冷樹脂若直接流入模子雌模內，會造成流痕，在豎澆口與橫澆道的接縫或橫澆道的分歧點

24、等設材料滯留部。慢 射出速度 快波狀流動模樣 良品 模糊 鬚狀流動模樣 jetting 圖9 射出速度與各種流動模樣的關係10 噴痕噴痕（jetting）是從澆口往雌模內射出的熔融樹脂成紐帶狀固化，在成形品表面形成蛇行狀模樣，也可視為流的一種。使用側面澆孔的成形品，在樹脂流途中沒有滯料部或小時，容易發(fā)生jetting，原因是通過澆口的較冷樹脂直進，碰到模子壁面而固化，被後退進入的熱樹脂推流，而殘留痕跡。對策是在樹脂流路設足夠的滯料部，或增大澆口斷面積，遲延樹脂的固化，或設計澆口構造、採用片狀澆口使熔融樹脂一度碰撞雌模內的銷類或模持壁面流入。通常也須減慢樹脂的射出速度（圖）。不良 良流道 側狀澆

25、口 成形空間 流道 重疊澆口 成形空間 不良 良流道 重疊澆口 流道 側狀澆口 (a) 重疊澆口與側狀澆口 20mm 凸片澆口厚度2mm 5mm 流道 澆口( 1x1mm) 10mm (b) 凸片澆口 ( 圖11 ) 防止噴流痕的澆口設計11 銀條即在成形表面或表面附近，延樹脂流動方向呈現(xiàn)的銀白色條紋。銀條的原因大都是成形材料中的水分或揮發(fā)分、附著模子表面的說分等氣化所致，射出成形機的螺桿卷入空氣時也會發(fā)生。防止銀條的對策首須充分乾燥成形材料，另須增高模子溫度、降低樹脂溫度、減慢射出速度、降低射出壓力、昇高螺桿背壓等。12 燒焦一般所謂的燒焦包括成形表面因樹脂過熱所致的變色、製品的突角部份或轂

26、部、肋的前端（模子雕入度深的部份）等樹脂焦黑的現(xiàn)象，也包含下述的黑條。燒焦是滯留雌模內的空氣在熔融樹脂流入時未迅速疏散，被壓縮而順著昇溫（絕熱壓縮現(xiàn)象），將樹脂燒焦所致。13 黑條這是成形品有黑條紋的現(xiàn)象，熔融樹脂的熱分解為主要原因，常見於熱安定性不良的樹脂或難燃性樹脂等。黑條的對策是防止加熱缸內的樹脂溫度過高，減慢射出速度。加熱缸內璧或螺桿溝若有傷缺，附著的樹脂會過熱，引起熱分解。逆流防止格閥也會因樹脂滯留引起熱分解，所以熔融黏度高的樹脂或容易熱分解的樹脂要特別注意。14 光澤不良(模糊)成形品表面失去樹脂本來的光澤，形成乳白熱的層膜，成為模糊狀態(tài)。光澤不良大都是模子的表面狀態(tài)所致，模面的研磨不良時，成形品表面當然得住到充份的光澤。模子表面狀態(tài)良好時，昇高樹脂溫度、模子溫度，可改良光澤。使用過多的離模劑或油脂興離模劑有損成形品表面光澤，要注意使用。15 表面剝離(模糊)成形品比表面成雲(yún)母狀薄層剝離的現(xiàn)象。表面剝離的原因在異種樹脂誤混、成形條件不當。例如一般用PS與ABS、PE與PP混用時，因無相融溶性，故成表面剝離。日場的實際問題是換料不完全，混用粉歲的再生材料時，弄錯樹脂種類等時容易發(fā)生，須多加注意。樹脂溫度太低時，流動樹脂的內部發(fā)生交界層，造成剝離?！颈矶恐饕涣汲尚渭捌谠蛟虺尚尾涣缄P連成形機者關連模具者關