注塑成型概論

注塑成型概論第一頁，共三十頁，2022年，8月28日注塑成型工藝教學大綱注塑成型概論注塑過程原理注塑工藝參數(shù)分析注塑工藝參數(shù)之間的關系常用熱塑性塑料的注塑成型注塑成型中的缺陷與解決對策第二頁，共三十頁，2022年，8月28日注塑成型概論1.何謂注塑成型所謂注塑成型（InjectionMolding）是指，將已加熱融化的材料噴射注入到模具內(nèi)，經(jīng)由冷卻與固化後，得到成形品的方法。

適用于量產(chǎn)與形狀復雜產(chǎn)品等成形加工領域。

射出成形工程是以下列六大順序執(zhí)行：

合模注射保壓冷卻開模取出產(chǎn)品重復執(zhí)行這種作業(yè)流程，就可連續(xù)生產(chǎn)制品。第三頁，共三十頁，2022年，8月28日2.注塑成型機注塑成型機可區(qū)分為合模裝置與注射裝置。

合模裝置是開閉模具以執(zhí)行脫模（eject）作業(yè)，而且也有如圖所示的肘桿方式，以及利用油壓缸直接開閉模具的直壓方式。

注射裝置是將樹脂予以加熱融化後再射入模具內(nèi)。此時，要旋轉(zhuǎn)螺桿，并如圖所示讓投入到料斗的樹脂停留在螺桿前端（稱之為計量），經(jīng)過相當于所需樹脂量的行程儲藏後再進行射出。

當樹脂在模具內(nèi)流動時，則控制螺桿的移動速度（射出速度），并在填充樹脂後用壓力（保壓力）進行控制。當達到一定的螺桿位置或一定射出壓力時，則從速度控制切換成壓力控制。

第四頁，共三十頁，2022年，8月28日第五頁，共三十頁，2022年，8月28日3.模具所謂模具（Mold）是指，為了將材料樹脂做成某種形狀，而用來承接射出注入樹脂的金屬制模型。雖然沒有圖示記載，但實際上有幾個空孔，并用溫水、油、加熱器等進行溫度管理。

已溶解的材料是從澆口進入模具內(nèi)，再經(jīng)由流道與流道口填充到模槽內(nèi)。接下來則經(jīng)由冷卻工程與開模成型機脫模桿上的模具脫模板，推頂出成形品。

第六頁，共三十頁，2022年，8月28日第七頁，共三十頁，2022年，8月28日4.成形品成形品是由流入融化樹脂的澆口、導入模槽的流道與產(chǎn)品部份所構(gòu)成。由于一次的成形作業(yè)只能作出一個產(chǎn)品，因此效率不高。若能利用流道連結(jié)數(shù)個模槽，就可同時成形數(shù)個產(chǎn)品。

此時，當各模槽的流道長度不同時，就無法同時填充樹脂，而且大部分的模槽尺寸、外觀、物性皆不同，因此通常都會將流道設計成相同長度。

第八頁，共三十頁，2022年，8月28日5.使用回料成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品。因此該部分往往被廢棄，甚至粉碎後再度用作成形專用材料，這就稱為回料。

回料不能單獨作為成形專用材使用，通常都是配合造粒才能予以使用。由于會經(jīng)過成形工程，因此可讓樹脂做出各種特性的變化?；亓现浞奖壤纳舷逓?0％左右，若配方比例過高就有可能會損害到樹脂的原有性質(zhì)。

使用回料時，請參閱樹脂數(shù)據(jù)庫的再生特性。

第九頁，共三十頁，2022年，8月28日6.成形條件所謂成形條件是指，為了獲得所需的成形品，而利用成型機的汽缸溫度、射出速度、模具溫度等組合成無數(shù)個設定條件。由于可獲得的成形品外觀、尺寸、機械物性會因成形條件而異，因此要找出最佳的成形條件，就必須仰賴熟練的技術與經(jīng)驗。第十頁，共三十頁，2022年，8月28日注塑成型機臺的分類臥式注塑機立式注塑機角式注塑機多轉(zhuǎn)模盤注塑機第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日注塑的工藝參數(shù)注塑量計量行程計量行程(預塑行程)松退量（防延量）螺桿轉(zhuǎn)速加料背壓料管溫度射出速度高速充填的效果射出壓力保持壓力保壓時間模溫內(nèi)應力熔膠溫度第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日注塑量

注射量是指注塑機螺桿在注塑時,向模具內(nèi)所注射的熔體量。

注射量=螺桿推進容積*ρ*C

ρ為注塑物料密度

C對結(jié)晶型聚合物為0.85,對非結(jié)晶型聚合物為0.93

注塑機不可用來加工小于注射量1/10或超過注射量70%的制品

第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日計量行程(預塑行程)

注射量的大小與計量行程的精度有關。太小，注射量不夠；太大，使料桶前部每次注射后射出殘量太大,使熔體溫度不均或過熱分解。預塑后計量的熔體其縱向溫度和徑向溫度都有溫差，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，預塑背壓和料桶溫度都將對熔體溫度和溫差有較大影響.第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日松退量（防延量）

1、防延量：螺桿計量到位后，又直線地倒退一距離，使計量室的比容變大，內(nèi)壓下降，防止流體從計量室中流出。

2、防流延還有一目的是注射噴嘴不退后進行預塑時，降低噴嘴流道系統(tǒng)壓力，降低內(nèi)應力，并在開模時容易抽出水口。

3、防延量大會使計量室中挾雜有氣泡，甚至造成成品外觀不良。對粘度大的物料可不設防延量。

第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日螺桿轉(zhuǎn)速

螺桿轉(zhuǎn)速影響注塑物料在螺桿中運送和塑化的熱厲程和剪卻效應﹐因此它是影響塑化能力、塑化質(zhì)量和成型周期的重要參數(shù)。螺桿轉(zhuǎn)速越高，塑化能力越強。塑料的熔融，大體是因螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量，因此螺桿轉(zhuǎn)速太快，則有下列影響：1.塑料的熱裂解；2.使螺桿或螺缸磨損加速。

主要優(yōu)點為增加塑化能力，降低塑化時間。在螺桿直徑較大或螺槽較深時，如果無法降低背壓，可以增加螺桿轉(zhuǎn)速來提高塑化速度，減少塑化時間。

當計量后段螺桿轉(zhuǎn)速應特別低，以降低慣性沖擊，提高計量精度，多級控制有利于消除溫差并提高塑化質(zhì)量。

第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日加料背壓

預塑時的背壓表示螺桿在預塑時計量室中壓力。

背壓對熔體溫度影響較大：背壓提高使螺槽中物料密實，延長物料在螺桿中熱厲程。塑化質(zhì)量也得到改善，過高背壓會使剪切熱過高，可能會使物料降解。

背壓在下列狀況是需要的：均一的加熱熔融，尤其是粒子經(jīng)由剪切熱而仍未熔融者。機械、外觀均一性，對色母粒（色粉）和填充物(玻璃纖維)的均勻分散。去除材料所帶入之空氣朝向進料口排出。產(chǎn)生均一的熔融溫度梯度軸，尤其是在有效的螺桿計量長度被縮短時。減少殘留的緩沖熔膠在保壓期間因為空氣的陷入而造成每模間之波動。

第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日料管溫度

料管溫度指設定注意事項：

1、是為使滯留于料管及螺桿內(nèi)之冷硬樹脂熔融，以利螺桿之轉(zhuǎn)動。

2、熔膠溫度=料管溫度+機械熱能

所以料管溫度的設定應比該材料所能承受的溫度要低。

3、料管溫度設定通常分為4段控制(大機臺更多)，最好能配合螺桿的進料段、壓縮段及計量段，另外再加上噴嘴分別給予不同的溫度設定控制，由于熔膠溫度才是絕對的條件，而料管溫度是相對的。所以應根據(jù)料流的狀況來設定料管溫度。

4、注意包膠現(xiàn)象。

第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日射出速度

射出速度之設定是控制熔膠充填模具之時間及流動模式，他是流動過程中之最重要條件。射出速度的調(diào)整正確與否對產(chǎn)品外觀品質(zhì)有絕對的支配。

射出速度設定的基本原則是配合塑料在模穴內(nèi)流動時，按其流動所形成之斷面大小來升降，并且遵守﹝慢→快→慢﹞而盡量快﹝確認外觀有無瑕疵﹞的要領。

第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日高速充填的效果

§使塑料流動時，溫度降低較慢，流動容易。

§壓力損失較小，模穴內(nèi)壓力分布差異減少。

§增加成品表面光澤，降低結(jié)合線明顯程度及提高其強度；但也增加表面流痕、氣痕和毛邊的機會。

§減少充填時，肉薄部位較易充填，但肉厚部位可能易于凹陷的現(xiàn)象

§增加塑料分子結(jié)構(gòu)的均勻性或結(jié)晶度。

※初期慢速充填的效果

§減少噴痕及澆口部位的焦痕、霧點等瑕疵。

§可使多模穴成形較易獲得流動平衡。

※末期減速充填的效果

§增加氣體逃逸的機會及避免對其產(chǎn)生絕熱壓縮，可減少流路末端的短射或燒焦。

§保壓的切換較準確，避免模腔內(nèi)壓太高或過度充填；當然成形品質(zhì)﹝精度及變形量﹞也能較穩(wěn)定

第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日射出壓力

射出壓力的設定主要是控制油壓使足以推動螺桿達到所設定的射出速度要求。由于每種塑料的特性不同，流動的難易程度即不同，同種材料熔膠溫度不同，黏度也會發(fā)生變化，產(chǎn)品不同、模具設計、模溫不同均會使材料流動形成之阻力改變，要在種種不同狀況下維持同一射出速度，就得改變射出壓力，使克服熔膠流動所造成之阻力。

射出壓力與保持壓力不同，射出壓力主要影響的是充填階段，而保持壓力影響的卻是冷卻階段。

第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日保持壓力

保持壓力的設定是為使樹脂在冷卻的過程中不致產(chǎn)生回流，且能繼續(xù)補充因樹脂冷卻收縮而不足的空間，而得到最佳的模具復制效果。保持壓力設定過高，易造成毛邊、過度充填澆口附近的應力集中等不良現(xiàn)象，保持壓力設定過低，又易造成收縮太大、尺寸不安定等現(xiàn)象。

保持壓力必須伴隨保壓切換點及保壓時間設定方為有效。

保壓不足時會導致：1.凹陷；2.氣泡；3.收縮率增加；4.成形品尺寸變??；5.尺寸的波動性變大；6.由于熔膠回流導致內(nèi)層配向。

第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日過大的保壓則會造成：

1.注道(Sprue)區(qū)域的應力；

2.脫模困難；

3.外皮層的拉伸應力。

保壓時間階段逐次降低保壓可（多段保壓）：

1.減少翹曲、降低從澆口到末端的成形品區(qū)域之收縮變異；

2.減少內(nèi)應力；

3.減少能源損耗。

第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日保壓時間

保壓時間的設定是為控制保壓產(chǎn)生作用的時間，保壓時間設定不足將使產(chǎn)品發(fā)生尺寸、重量不安定。但保壓時間設定太長，又會影響成形效率。適當?shù)谋簳r間是維持到澆口凝固的時間即可，同時保壓大小與保壓時間的適當配合，可使程序式保壓控制發(fā)揮最大效用。

保壓系為了射出終了時密封注道及因體積收縮的補償，因此保壓必須高于內(nèi)部殘留的壓力。

第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日保壓時間設定如果在最大有效保壓時間之前停止，亦即保壓時間過短，則可能產(chǎn)生下列之結(jié)果：1.凹陷；2.氣泡；3.重量不足；4.尺寸較小；5.由于熔膠之回流產(chǎn)生內(nèi)部配向。；6.更高的翹曲，尤其在半結(jié)晶性的材料；7.更大尺寸波動；8.收縮率增加設定有效的。

保壓時間至少須到注道固化，一般約為冷卻時間的30%即夠。

第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日模溫

在模具設計及成型工程的條件設定上，重要的是不僅維持適合的溫度，還要能讓其均勻分布。不均勻的模溫分布，會導致不均一的收縮和內(nèi)應力，因而使成形品易產(chǎn)生變形和翹曲。

模溫的高低會影響塑料在模腔內(nèi)硬化的速度，太低會使充填較困難以及未適當?shù)氖湛s(或再結(jié)晶)即硬化，使得成型品有較多的充填和熱應力之殘留；太高則容易出現(xiàn)毛邊及需要較長的冷卻時間。

第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日提高模溫可以獲致以下的效果：

1.增加成形品結(jié)晶度及較均勻的結(jié)構(gòu)。

2.使成形收縮較充分，后收縮減少。

3.提高成形品的強度和耐熱性。

4.減少內(nèi)應力殘留、分子配向及變形。

5.減少充填時的流動阻抗，降低壓力損失。

6.使成形品外觀光澤較低。

7.增加成形品發(fā)生毛邊的機會。

8.增加近澆口部位和減少遠澆口部位凹陷的機會。

9.減少結(jié)合線明顯的程度。

10.增加冷卻的時間。

第二十八頁，共三十頁，2022年，8月28日內(nèi)應力

注塑制品的內(nèi)應力包括兩種