PCABS的注塑加工指南設計設計

實用標準文案PC/ABS的成型加工指南上海錦湖日麗的PC/ABS合金（HAC系列）是一種性能優(yōu)良的工程塑料，它改善了PC的應力開裂性、加工性，同時具有優(yōu)秀的耐熱性、抗沖擊性、耐化學性和尺寸穩(wěn)定性。改變PC和ABS的混合比，PC/ABS合金可被定制，以滿足特殊的技術(shù)要求，包括從汽車控制板和儀表板等零部件， 到電動工具、計算機外殼和移動電話系統(tǒng)等廣泛的高性能應用領(lǐng)域。錦湖日麗的PC/ABS合金具有優(yōu)越的流動性，加工性能卓越，圖 1是我司三種代表性的 PC/ABS之流變特性圖?？梢允褂脗鹘y(tǒng)加工設備進行注塑成型、擠出成型和吹塑成型。)s.aP(ytisocsivraehS

HAC8260100HAC8250HAC824410100 1000 10000Shearrate(/s)精彩文檔實用標準文案圖1：流變特性圖錦湖日麗的PC/ABS合金與所有的熱塑性材料一樣，并非不可損壞，必需在其一定的范圍內(nèi)，對加工條件進行準確的控制。重要的是，機器設備、加工參數(shù)和成型模具必須在合適的條件下使用， 即可以提供準確的工藝控制，這樣才能完全發(fā)揮材料的性能。比如， PC/ABS由于含有PC成分，小量的水分易導致 PC在高溫成型加工過程中產(chǎn)生水解，以及過分受熱（包括剪切熱）導致部分降解，從而造成制品產(chǎn)生銀絲、發(fā)黃、表面黑條紋、色差等外觀問題、以及產(chǎn)品脆裂、噴漆開裂等強度問題。為了成型出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品 ,建議檢查注塑各相關(guān)環(huán)節(jié)，本注塑加工指南從模具設計到材料準備、設備選擇、成型工藝設定以及其他操作規(guī)程等方面作出了一些規(guī)范，以供客戶參考。一、 模具設計精彩文檔實用標準文案精確的成型模具設計乃是制造成功的塑料產(chǎn)品的先決條件。 因為模具設計的好壞不僅影響到產(chǎn)品之質(zhì)量，產(chǎn)能，操作難易，更直接關(guān)系到整個成本結(jié)構(gòu)。對于HAC系列PC/ABS樹脂所用的模具，可以采用業(yè)內(nèi)常用的模具設計，用標準的模具鋼制造。1） 流道設計流道應該具有最大的橫切面積及最小的周長， 較大的橫切面積，有利于減少流道的流動阻力；較小的截面周長，有利于減少熔融塑料的熱量散失。我們稱周長與橫切面面積的比值為比表面積 (即流道表面積與其體積的比值 )，用它來衡量流道的流動效率。即比表面積越小，流動效率越高。下圖 2是幾種常見形式的流道，我們建議采用圓形或梯形流道。圖2：流道的形式在決定流道的尺寸時，應考慮下列這些因素如：塑件的體積、壁厚與流動長度、流道的長度及冷卻，機臺的容量能力，澆口大小及成形周期等。 PC/ABS合金建議流道直徑在 5mm至10mm 之間，其他截面形狀的流道其內(nèi)切園的直徑精彩文檔實用標準文案可以參照圓形直徑設計。在設計流道布局時，流道之長度應盡可能的短以減少壓力損失，并且流道系統(tǒng)應是平衡的，即充填各模穴之時間與壓力必須相同，如圖 3所示。圖3：平衡之流道布局在所有流道之交界處，主流道至少須超過支流道一個直徑距離以上，如圖 4所示而成一冷料井。它可以讓熔融料流前端冷的、 高黏度的物料停留于此，使后方熱的、低黏度的物料易于進入模穴內(nèi)。圖4：冷料井HAC系列PC/ABS合金可以采用外部加熱式的熱流道成型， 不建議用內(nèi)部加熱的絕熱流道，因為這些系統(tǒng)存在著固有的無流動區(qū)和較高的壓力降， 這會導致滯留時間延長、材料降解和過量的壓力或出現(xiàn)不充填的情況。 熱流道一般應用于多型腔的制件或者多澆口的的制件。精彩文檔實用標準文案）澆口設計HAC系列PC/ABS合金可以使用多數(shù)的常規(guī)澆口，如直澆口、側(cè)澆口、點澆口、扇形澆口、潛伏式澆口、弧形澆口及護耳式澆口等。設計要考慮的基本因素有：制件設計、流動和產(chǎn)品最終使用要求。下面的幾點可以作為一般指南?！镄枰酀部诘拇笾萍?，澆口位置應該足夠緊密，以減少壓力損失。這樣做可使樹脂流動前緣交匯點的冷卻最小化， 從而提供較好的熔合線強度。應選擇合適的澆口尺寸，以使樹脂的充填有一個合理的壓力和速度?！餄部谶^渡段長度應保持盡可能的短?！镒擦鳚部趯⒂兄诒ＷC流入的流體直接對著模腔壁或型芯， 從而可以避免噴射紋。★澆口位置應確定好，以便讓樹脂從厚壁部位流向薄壁部位； 讓熔合線最小化；并且遠離沖擊和應力區(qū)?！镆箛娚浼y、放射斑和澆口白暈減至最少，澆口應與流道有一個合適的角度(圖5)。圖5★ 澆口直接開到裝飾性表面，會引起表面缺陷。精彩文檔實用標準文案）模具的排氣模具內(nèi)的氣體不僅包括型腔里的空氣， 還包括流道里的空氣和塑料熔體產(chǎn)生的分解氣體。在注塑時，這些氣體都應順利的排出。常用的排氣方法有如下幾種：◆開排氣槽排氣槽一般開設在前模分型面熔體流動的末端， 如圖6所示，寬b=(5-8)mm ，長度L為8.0mm-10.0mm 左右，深度為0.04mm 左右。2(0.20~0.30)mm13Section圖6：排氣槽的設計分流道2.排氣槽3.導向溝◆利用頂桿排氣制件中間位置的困氣，可加設頂針 ,利用頂針和型芯之間的配合間隙，或有意增加頂針之間的間隙來排氣?！衾描偲撮g隙排氣對于組合式的型腔、型芯，可利用它們的鑲拼間隙來排氣，見圖 7。精彩文檔實用標準文案圖7： 利用鑲拼間隙排氣◆透氣鋼排氣透氣鋼是一種燒結(jié)合金，它是用球狀顆粒合金燒結(jié)而成的材料，強度較差，但質(zhì)地疏松，允許氣體通過。在需排氣的部位放置一塊這樣的合金即達到排氣的目的。但底部通氣孔的直徑 D不宜太大，以防止型腔壓力將其擠壓變形。由于透氣鋼的熱傳導率低，不能使其過熱，否則，易產(chǎn)生分解物堵塞氣孔。4）型芯和型腔脫模斜度通常對于PC/ABS，為使制件適當脫模，0.5°的最小脫模角已經(jīng)可以滿足要求。在采用深度肋或最小脫模角時，應按制件出模方向進行模具拋光（出模拋光） 。特別地，通常要求每0.025 毫米側(cè)壁紋理深度增加1°脫模角。精彩文檔實用標準文案5）模具溫度控制在注塑時，模具溫度直接影響樹脂的流動及塑件質(zhì)量。因此通過模具溫度控制系統(tǒng)，使模具表面均均勻受熱，模具溫度保持恒定。模壁溫差越大，產(chǎn)生不對稱應力越大，特別是塑件厚的的方向變形影響更大。對于特殊的 PC/ABS，如電鍍級、高光級和增強 PC/ABS，對模具溫度要求比較高，模具設計時更需考慮模溫的控制。模溫控制系統(tǒng)設計要根據(jù)塑件的具體情況和實踐經(jīng)驗，參考以下要點：◆冷卻水道到成型面各處應取相同的位置，并使水道的排列與成型面的形狀相符，如圖8（b）。而圖8(a)的布局形式，使冷卻不均勻，容易產(chǎn)生塑件變形。（a） (b)圖8：水路排布示意◆冷卻水道的直徑一般在Φ8～12mm 之間，直徑太小不易加工，太大對冷卻效果不理想。冷卻介質(zhì)在水道中的流動大體上分層流和紊流兩種流動狀態(tài)。 在層流狀態(tài)時，冷卻介質(zhì)以直線形式平穩(wěn)的流過， 只有在與管壁相接觸的部分， 冷卻介質(zhì)參與冷卻的工作，其余部分空載流過，而當冷卻介質(zhì)沒有完全充滿水道時， 它所帶走的熱量就更少。在紊流狀態(tài)時，由于渦流的翻滾流態(tài)，使冷卻介質(zhì)都參與了導熱冷卻的作用，它的冷卻效果是層流的數(shù)倍。精彩文檔實用標準文案在同等條件下，大直徑的水道中冷卻介質(zhì)的流動可能是層流，而選用較小直徑的水道，則容易形成我們所需要的紊流。 水道內(nèi)壁越粗糙越容易形成紊流狀態(tài)?！羲谰嚯x應適當。如圖9水道直徑為d，水道與成型面距離 D為2d,水道間的距離P為3～5d。圖9：水道距離控制◆澆注部位由于經(jīng)常接觸的注塑機射嘴，熔料也從澆口進入，所以澆口部位模具溫度是最高的，為了達到模溫平衡，冷卻水路應首先通過澆口，而熔融料流的方向也是冷卻水路的流動方向，即冷卻水路應該從模溫高的區(qū)域流向模溫低的區(qū)域。二、材料的干燥：通常情況下，PC/ABS樹脂在生產(chǎn)后的儲存運輸過程中會從空氣中吸收少量水分，其吸濕量取決于環(huán)境條件，一般為 0.2～0.3%之間。故為了提高加工穩(wěn)定性、使注塑制品達到最佳效果，并提高制件的二次加工性能， PC/ABS在成型加工前必須進行干燥，使材料含水量降至 0.04%以下，最好在0.02%以下。HAC系列PC/ABS干燥時間與含水量的關(guān)系見下圖：精彩文檔實用標準文案含水量

0.30.250.20.150.10.0500 1 2 3 4 5 6干燥時間(小時)圖10：HAC系列PC/ABS典型干燥曲線通常，PC/ABS樹脂在建議的溫度下（見下表），預干燥 4～6小時，可以達到所要求的含水率。具體干燥時間與使用的干燥設備以及天氣等因素有關(guān)，但最長累積干燥時間不能超過48小時，否則材料有降解變色的可能。表1-1：HAC系列PC/ABS建議干燥溫度范圍分類牌號干燥溫度（℃）HAC823085-95HAC824090-100HAC8245通用PC/ABSHAC8250HAC8260100-110HAC8265電鍍PC/ABSHAC824490-100噴涂PC/ABSHAC8245G90-100精彩文檔實用標準文案HAC8265G100-110HAC8265PHAC8250Z啞光PC/ABSHAC8260ZHAC8260H90-105手機用PC/ABSHAC8265HHAC8270HF耐候PC/ABSHAC8250W吹塑PC/ABSHAC8240B80-90HAC5010G增強PC/ABSHAC5020G100-110HAC5030G干燥設備常用的干燥設備有三種：箱式干燥機、料斗式干燥機和除濕干燥機使用箱式干燥機時，應將樹脂平鋪在托盤上，厚度為 25mm左右，不宜過厚。對于大顆粒（回用料）或玻璃纖維填充物料，干燥時間應增加到 6小時以上。使用料斗式干燥機時，加入的材料要大于料斗容量 50%而小于90%，以確保足夠的熱風阻力和干燥效率，同時要監(jiān)控出風量和出風口溫度， 進風口和出風口的溫差控制在20度以內(nèi)，最好10度以內(nèi)。料斗的容量必須確保材料干燥時間達到4-6小時。使用除濕干燥機時，除注意干燥溫度、干燥時間和風量外，還必須控制好露點，精彩文檔實用標準文案露點最好為-40度，不能高于-30度，這樣才能確保干燥效果。HAC系列PC/ABS建議使用除濕干燥機干燥。三、注塑設備的選擇：HAC系列非阻燃PC/ABS可以通過大多數(shù)的標準往復螺桿式注塑機注塑成型。 在確定其注塑設備的規(guī)格時，要考慮制件的總注塑重量和所需鎖模力這兩個基本因素。1）注塑機容量當總注塑重量（所有型腔，包括流道和注道）等于注塑機最大注塑容量的30~80%時，一般可以獲得最佳效果。使用大料筒機器時， 極小的注射量會造成樹脂的滯留時間不必要地延長， 從而導致樹脂降解。如果必須在建議溫度范圍的高溫段進行注塑，應選擇較小的注塑機料筒容量， 建議注塑量大于最大注塑容量的60%，以縮短材料的停留時間，降低材料降解的可能性。我們建議的最長熱停留時間應小于15分鐘，最佳的熱停留時間小于5分鐘。粗略估算材料停留時間的經(jīng)驗公式如下：其中X代表螺桿最大計量，x1代表每模的注射用量，代表成型周期。系數(shù)2.5代表螺紋中儲存的熔膠2）鎖模力精彩文檔實用標準文案制品所需鎖模力的估算：鎖模力（ T）=塑件投影面積（c㎡)x塑料鎖模力常數(shù)（t/c㎡），PC/ABS推薦常數(shù)是0.5-0.8，而計算出的鎖模力應不超過注塑機最大鎖模力的85%。）料筒及螺桿可以選用常規(guī)材料制造的兼容螺桿和機筒，來加工 HAC系列PC/ABS樹脂。建議使用雙金屬料筒；依直徑大小不同，最好選用壓縮比大約為 2.5:1、長徑比為20:1的螺桿；此外，螺桿應該通過漸變和等距錐度來實現(xiàn)壓縮， 因為急變會導致過度剪切及材料降解。四、注塑工藝參數(shù)設定：注塑成型工藝參數(shù)，是指和溫度、速度、位置、壓力及時間有關(guān)系的參數(shù)。實際成形中應綜合考慮，要在能保證制品的質(zhì)量 (如:外觀、尺寸精度、機械強度等)和成型作業(yè)率(如:成型周期)的基礎上來合理設定。）成型溫度成型溫度的設定是以確保 PC/ABS充分塑化為基準，有一條通則是：低溫適用于低粘度樹脂，高溫適用于高粘度牌號樹脂。成型溫度增加會明顯地降低 PC/ABS的粘度，增加樹脂的流動性，因而，使流動距離變長。原則上，當使用建議的成型溫度上限時，應使熔膠滯留時間盡可能短，避免降解的產(chǎn)生。因剪切對PC/ABS熔體溫度有較大影響，建議用手持式高溫計來測量熔融材料的實際溫度。）模具溫度模具溫度控制對決定最終制件的充填程度、外觀、殘余應力是非常重要的。精彩文檔實用標準文案我們建議在成型PC/ABS時使用模溫機來控制模具溫度，建議的模溫是50-80℃。較高的模具溫度，往往會產(chǎn)生良好的流動、較高的熔接線強度、較小的產(chǎn)品內(nèi)應力，但成型周期會延長。若模具溫度比建議的低，就會導致高內(nèi)應力并損壞制件的最佳性能。就制件表面和循環(huán)周期而言，模具溫度為建議溫度范圍的中間值時，可望得到較好的結(jié)果。）螺桿轉(zhuǎn)速一般以在冷卻時間內(nèi)盡量完成計量來設定螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)（ RPM）。同時要考慮材料塑化狀態(tài)、螺桿回轉(zhuǎn)時發(fā)生的剪切熱、計量時間的穩(wěn)定性和最小殘留量的穩(wěn)定性。過高的螺桿轉(zhuǎn)速會導致過大的剪切熱， 從而使熔融材料的實際溫度大大高于設定溫度，就有可能導致材料降解。 螺桿的轉(zhuǎn)速與螺桿的外徑有關(guān)， PC/ABS建議最佳螺桿線速度是200mm/s，其轉(zhuǎn)速通過下面公式計算：螺桿轉(zhuǎn)速RPM=〔最佳線速度200mm/s×60〕/〔D*π〕。推薦的螺桿轉(zhuǎn)速如下圖：）背壓背壓的作用是提高材料的塑化質(zhì)量、使材料更密實和排氣。背壓的調(diào)校應視精彩文檔實用標準文案原料的性能、干燥情況、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量狀況而定 ,PC/ABS的背壓一般調(diào)校在0.3-0.8Mpa 。過高的背壓，也會導致過大的剪切熱，注塑時要留意。當產(chǎn)品表面有少許銀絲、混色、縮水及產(chǎn)品尺寸重量變化大時 ,可適當增加背壓；當射嘴出現(xiàn)漏膠、流涎、材料過熱分解、產(chǎn)品變色及回料太慢時可考慮適當減低背壓。HAC系列PC/ABS參考成型工藝見下表：注塑溫度模具溫度螺桿轉(zhuǎn)速背壓分類牌號（℃）（℃）（rpm）（Mpa）HAC8230210-250HAC8240220-260HAC8245220-26050-8040-70通用PC/ABS0.3-0.8HAC8250230-270HAC8260240-280HAC8265240-280電鍍PC/ABSHAC8244220-26060-10040-700.3-0.7HAC8245220-26050-80G40-70噴涂PC/ABSHAC8265240-28050-800.3-0.7GHAC8265P240-28050-80HAC8250Z230-27050-8040-70啞光PC/ABS0.3-0.8HAC8260Z230-27050-80精彩文檔實用標準文案HAC8260240-280H60-9050-80HAC8265240-280手機用PC/ABSHHAC8270260-290HFHAC8250230-27050-80耐候PC/ABSW吹塑PC/ABSHAC8240B220-26050-8030-60HAC5010240-28050-80G30-60HAC5020240-28050-80增強PC/ABSG0.2-0.6HAC5030250-29060-90G）松退松退是指為了防止熔膠流延而設定的螺桿最小后退量， 它可以降低料筒內(nèi)的材料壓力，減少內(nèi)應力。松退量與背壓大小和射嘴結(jié)構(gòu)和溫度密切相關(guān)。 背壓較小時可以不設松退量；通常情況松退設定為 2-5mm。過大的松退量會使料筒內(nèi)的熔料夾雜氣體,嚴重影響制品質(zhì)量。精彩文檔實用標準文案）最小殘余量殘余量一方面可防止螺桿頭部和噴嘴接觸發(fā)生機械碰撞事故；另一方面可通過此余料墊來控制注射量的重復精度，達到穩(wěn)定注塑制品質(zhì)量的目的。殘余料量過小，則達不到緩沖的目的，易導致每次注塑的質(zhì)量不穩(wěn)定；過大則會使熔膠受熱時間變長而降解。通常建議殘余量為5-10mm。）注塑速度選擇注塑速度時，主要考慮制品的外觀、模具的排氣以及型腔內(nèi)樹脂流動的阻力。設定時要一邊觀察確認制品﹐慢慢變更速度。 較快的注塑速度，一般會使流程加長，適合充填薄壁制品，并形成較好的表面光潔度。 但對于點澆口和潛伏澆口，過快的注塑速度產(chǎn)生強剪切導致材料降解，從而出現(xiàn)銀絲、變色、分層和燒焦等不良現(xiàn)象，同時模具排氣要特別通暢。而慢速注塑速度多用于直澆口和邊緣澆口進膠的制件，可以幫助避免澆口白暈、噴射痕和流痕等缺陷。對于厚壁部件[5.0mm及以上]，慢速充填，有助于減少凹陷和空隙。建議采用分段階梯式速度設定，以確保充填順暢和制品外觀。）注塑和保壓壓力注射壓力是為了克服熔體在流動過程中的阻力 ,流動過程中存在的阻力需要注塑機的壓力來抵銷,給予熔體一定的充填速度及對熔體進行壓實、補縮 ,以保證充填過程順利進行。實際注塑壓力跟許多變量有關(guān)，如：熔體溫度、模具溫度、制件幾何形狀、壁厚、流動長度，以及其它模具和設備情況?？傊?，最好選用能滿足性能、外觀和注塑循環(huán)的最低壓力。同時要關(guān)注實際注塑峰值壓力與設定值的差異，如果峰值壓力達不到設定壓力，就要重新優(yōu)化工藝參數(shù)。一般情況下，合適的保壓壓力為注射壓力的 60～80%。精彩文檔實用標準文案）保壓時間保壓時間的設定是根據(jù)澆口隨著冷卻完成其固化﹐螺桿再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間。保壓時間的設定以射出時間和壓力為基準﹐然后漸漸延長時間來測定成型品的重量，成型品重量不再變化為止即是要設定的保壓時間重 保壓量 位置保壓時間＝澆口的封閉時間保壓時間澆口封閉的時間（sec））冷卻時間冷卻時間的設定是基于產(chǎn)品固化開模取出后不致產(chǎn)生變形， 先可以設定長一點，然后根據(jù)產(chǎn)品及冷卻效果的不同慢慢減少， 以產(chǎn)品不變形的最少冷卻時間為最佳冷卻時間。也可按下列公式估算：式中δ是需要冷卻的制品厚度,單位為mm,α是塑料的熱傳導系數(shù)。五、停機當注塑循環(huán)中斷時，建議根據(jù)停機時間不同采取不同的處理方法：短期：短期（15分鐘以內(nèi)）停機，HAC系列PC/ABS樹脂可以保留在料筒內(nèi)，不用排出。建議料筒采取保溫措施，保溫溫度為 150℃。精彩文檔實用標準文案長期:完全清除料筒內(nèi)的樹脂材料，按照以下標準停機步驟操作：關(guān)閉料斗進料滑閥，繼續(xù)按周期注塑，直到不能再次注塑循環(huán)。排出殘留的物料。最好進行清機處理。螺桿應停留在前進位置，切斷料筒加熱器。六、開機開機時，把料筒加熱器設置為正常加工溫度，溫度達到后再保持 20分鐘左右，開始對空射出，直到殘留物料全部排出，然后開始注塑。應檢查開始的注塑件是否被初始注塑物污染。七、清機高密度聚乙烯、通用聚苯乙烯和粉碎注塑聚丙烯，都是 PC/ABS的最佳清洗劑。料筒可在加工溫度下清洗，然后應逐漸降低溫度。在清洗過程中，合適的通風非常重要。八、回用料（破碎料）如果應用中允許使用回用料，可以把流道、水口及非降解制件破碎后均勻加入新料中，最高添加量應小于25%。破碎料一定要過篩去除粉屑， 控制破碎顆粒的尺寸為7.9～9.5mm。由于粉屑的比表面積大，吸收的水分不易烘干，易導致制品銀絲；同時粉屑受熱易降解炭化，導致制品黑點不良。另外，應特別注意保持顆粒清潔，避免被其它物料污染。由于回用料與純顆粒的尺寸不同，水分擴散不同，因此，干燥的時間要增加。使用回用料對顏色可精彩文檔實用標準文案能會有一定影響。實際回用料的使用，應視具體產(chǎn)品的要求而定。九、常見不良處理指南常見不良圖片精彩文檔實用標準文案精彩文檔實用標準文案常見不良處理指南為了獲得最佳的使用效果，每位物料使用者或設計用戶應該自行進行試料測試 ,以確定材料對設計的適應性，以及材料或設計對其特定用途的適應性。 下表列出了注塑中常遇到的問題，并給出了處理這些問題的建議和解決步驟。 但由于注塑過程中存在著許多變量，因此無法肯定：通過某一特定步驟或多個步驟， 就能解決某一特定問題。如使用了本文所述的可行解決方法后， 問題仍然存在，請與上海錦湖日麗技術(shù)工程師聯(lián)系，以獲取更多的信息。不良現(xiàn)象 采取措施（★為主要措施）★提高射膠壓力和保壓壓力，特別是保壓壓力★增加保壓時間縮水★調(diào)整料筒溫度，多數(shù)是降低溫度★調(diào)整模具溫度，模溫過高產(chǎn)生過大收縮，模溫過低會使保壓失效精彩文檔實用