注塑工藝培訓(xùn)講座-鄒耀邦

塑料注塑成型加工向明四川大學(xué)高分子研究所高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室良好的注塑件質(zhì)量獲得的條件適合的注塑設(shè)備適宜的螺桿結(jié)構(gòu)良好的材料預(yù)處理工藝適宜的注塑工藝條件合理的模具結(jié)構(gòu)塑料注塑根底注塑加工涉及的過程1、塑料膠粒的軟化和塑化〔螺桿塑化過程〕螺桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須保證得到均勻一致的熔體2、塑料熔體計(jì)量螺桿轉(zhuǎn)速，背壓3、塑料熔體向鎖閉型腔注射鎖模力比型腔壓力高20%，熔體以均衡的方式充填模具型腔，以防止內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生多級注塑、充模流動(dòng)行為、型腔壓力分布、熔體PVT性質(zhì)4、冷卻—熔體凝固并保持模具型腔形狀均勻的模具外表溫度，防止制件翹曲、保證尺寸精度5、制件頂出塑化過程最大計(jì)量行程屏障螺桿關(guān)于塑料的特征分子量熔體指數(shù)PVT性質(zhì)剪切稀化行為熱穩(wěn)定性收縮行為最大流動(dòng)比吸濕性PVT性質(zhì)材料的收縮特性溫度引起的體積變化結(jié)晶高分子29%無定型高分子8%壓力引起的體積變化10-15%Poly-merDensityRoomTemp.Processtemp.degreecDensityprocesstemp%ageinjectionutilisa-tioncapacityPermissibleresidencetime-min.Max-flowratiofor1mmwallthicknessScrewcushionmmShrinkage%OutputratiorelatedtoPsScrewrpmrelatedtoPsABS1.05220-2600.9640-80

100-1404-60.4-0.70.830.83CA1.29170-2501.1050-805-830030.4-0.7NANAPOM1.42192-2151.1630-8015100-2302-62NANAPMMA1.18220-2601.0935-804-8100-1302-60.4-0.80.940.74PPO1.06250-290NA30-808100-1403-40.4-0.7NANAPA6/61.14220-2800.9540-805100-2302-4NA0.580.50PC1.22280-3101.0850-802-360-10040.7-0.80.670.57PES1.37330-400NANANA60-1204-50.60.950.83PBT1.31220-270NA40-803-4125-1854NANANAPPS1.5-2.1300-360NA50-802-4120-1504-60.2NANAPETP1.38260-3001.250-802-450-9041.3-1.50.80.74PS1.05220-2700.9525-902-4150-20040.451.001.00HDPE0.95220-2800.7410-85

1702-61.5-20.730.94LDPE0.92180-2800.7410-95

2002-6NA0.821.05PP0.91250-2750.7310-85

17041.2-2.20.630.86RPVC1.3-1.6170-190NA25-802060

0.5-0.2NANASPVC1.1-1.14180-200NA20-801518041.2NANASAN1.08240-2700.9940-805-6140-18040.50.961.12TPU1.20180-225NA40-80305031-1.15NANA剪切變稀行為螺桿壓縮區(qū)的剪切稀化噴嘴的剪切稀化熱穩(wěn)定性Kx最大射膠體停留時(shí)間=----------------------------x成型周期型腔體積注塑過程充模過程85-98%注塑行程切換過程壓實(shí)過程冷卻過程注塑過程中的收縮行為加工過程對收縮的影響不同材料的收縮率MATERIALS%SHRINKAGEMATERIALS%SHRINKAGENylon61-1.5Polycarbonate0.8Nylon6-GR0.5Acetal2Nylon6/61-2PVC-Rigid0.5-0.7Nylon6/6-GR0.5PVC-Soft1-3LDPE1.5-3ABS0.4-0.6HDPE2-3PP1.2-2Polystyrene0.5-0.7Celluloseacetate0.5Styrene-acrylonitrile0.4-0.6Celluloseacetate..........butyrate0.5Acrylic0.3-0.6Cellulosepropionate0.5

收縮收縮與翹曲收縮與結(jié)晶收縮與加工過程收縮與取向收縮與冷卻充模與冷卻均衡流動(dòng)調(diào)整均衡性調(diào)整均衡性與模具和機(jī)臺相關(guān)的注塑缺陷縮痕壁厚設(shè)計(jì)不均勻可通過注塑壓力、保壓壓力、注塑速度調(diào)整尺寸變化冷卻不均勻，調(diào)整保壓壓力、時(shí)間、強(qiáng)化冷卻均勻性翹曲熔接縫降解重量變化POSITIONSPEEDPRESSUREFILLINGPHASEAlsoknownasSpeedphase.Selectendof1ststepandstartof2ndstep.SetSPEED1Trytosethigh.OnlyonepressuresettingisrequiredduringFILLINGPHASE.PressureSettingshouldbemorethanactualfillingpressure.asreliefvalveshouldnotbeactuated.Ifitisactuated,thenspeedcontrolwillbelost.Fillingpressuredependsonresistancetomovethemelt.Itdependsonflowratioandviscosityofmelt.AlsoknownasSpeedphase.Theremaybeno.ofstepsavailableonmachine.Selectendof2ndstepandstartof3rdstepSetSPEED2Lowerspeedforcrossingnarrowpassage/gateStepsarepositioncontrolled.Selectendof3rdstepandstartofSWITCHOVERPOINT.Thispointisataround80-95%oftheinjectionstroke.SetSPEED3Reducetolowersinkmark/increasetoshiftweldline.PRESSUREPHASE-Holdingphase.Theremaybeno.ofstepsavailableonmachine.TimercontrolstheHoldingpressurestepsifavailableonmachine.Holdingpressuretimeforstep1issetonatimer,SetSPEEDlowvaluesayupto35%notmore.ThiscanbeonestepofspeedfordifferentHoldingsteps.Speedsetislow,asthereislessornospacetomovethemelt.

Holdingpressure1setjustenoughtofillcavitywithoutoverpacking.Stepsaretimerscontrolled.Holdingpressuretimeforstep2issetonatimer,Holdingpressure2setjustenoughtofillcavitywithoutoverpacking.

Holdingpressuretimeforstep3issetonatimer,Holdingpressure3setjustenoughtofillcavitywithoutoverpacking.均衡熱交換均衡凝固熔接縫改變?nèi)劢涌p位置成型周期Thepredominantlymaterialcausesinvolvedinfailurewere:Thepredominatingprocessfaultswere:EnvironmentalStressCracking,Excessivemoulded-instresses,CyclicFatigue,Voiding,NotchSensitivity,Poorweldlines,ChemicalAttackand;StressCracking,AdverseOrientation,UVDegradation,Materialcontamination,ThermalDegradation,LongerResidencetimeinthemachine,Creep,Wrongmaterialselectionorpoorpartdesign,Buckling,Wrongmaterialselectionorpoorpartdesign工程塑料的加工缺陷及解決方法熱塑性工程塑料的加工材料加工在材料應(yīng)用中處于舉足輕重的地位

特定用途材料選擇依據(jù)材料性能的準(zhǔn)確測試但在實(shí)際的過程中,加工過程并不能完整的將材料性能表到達(dá)具體的制件上特定用途材料選擇加工條件如果選擇的工程塑料的加工窗口過窄,塑料會在加工過程中發(fā)生力學(xué)、物理、化學(xué)的變化通常,加工窗口越窄,制件的不合格率越高一般在塑料加工過程中，制件的質(zhì)量控制主要通過將其與性能的好樣品進(jìn)行比較模具澆道冷料井:直徑與澆道或流道直徑相等深度為1.5D流道90度轉(zhuǎn)彎處須設(shè)定冷料井澆道太大會延長成型周期為此有如下的改造方法流道保證最大的流動(dòng)面積和最小的冷卻作用流道直徑取決于流道長度流道上的冷料井和排氣口多型腔模具的流道流道盡可能短,保證各型腔平衡充模澆口澆口位置是模具設(shè)計(jì)、熔體流動(dòng)、制品最終用途等綜合因數(shù)決定的。設(shè)計(jì)澆口的根本原那么：1、大型制件所設(shè)計(jì)的多澆口應(yīng)盡量靠近，以增加熔接縫強(qiáng)度2、澆口直徑應(yīng)保證足夠的充模壓力和速度澆口長度應(yīng)盡可能短3、側(cè)面進(jìn)膠保證熔體注于型腔壁或模芯上而防止射流出現(xiàn)

4、防止氣體包裹，澆口位置應(yīng)保證充模流動(dòng)將氣體壓向排氣口5、澆口位置應(yīng)保證熔體從制件厚端向薄端流6、澆口應(yīng)遠(yuǎn)離制件承受沖擊和應(yīng)力的部位〔澆口部位可能的過度填充引起的內(nèi)應(yīng)力〕7、為了減少射流、澆口散射花紋、澆口變色，澆口應(yīng)和流道垂直

直澆口用于制件大、后、流動(dòng)徑深大的制件，此時(shí)要求注塑壓力最大、澆口凝封時(shí)間長。直澆口應(yīng)位于制件最厚處，澆口尺寸可為壁厚的兩倍環(huán)型澆口用于要求同心度、并不允許熔解縫存在于環(huán)筒上的圓筒型制品扁澆口扇型澆口為減少射流和澆口噴射紋如果存在噴射紋和高內(nèi)應(yīng)力，加大冷料井〔一般可為流道直徑的2-3倍〕薄膜澆口解決大型薄板的翹曲方型澆口解決具有冷料井流道不能間接接近澆口的困難解決澆口內(nèi)應(yīng)力和噴射問題

收縮率影響因素壁厚變化，充模壓力熔體及模溫注塑速度PVT性質(zhì)描述材料在熔體和固態(tài)下，在注塑溫度、壓力下的體積變化行為型腔排氣減少焦燒防止充模速度的降低而引起的充模不滿排氣口位于型腔最后充模點(diǎn)盡量位于分模線上對于大型薄壁制品，每隔25—50mm，開設(shè)一個(gè)排氣口頂桿、模芯、冷料井排氣可作為分模線排氣不易實(shí)現(xiàn)部位排氣口選擇的位置注塑工藝充模速度快速充模用于流動(dòng)長度大薄壁部位的填充有利于外表光潔度慢充模用于直澆口、扁澆口，可防止?jié)部趪娂y、噴射和射流對厚制品慢充?？梢詼p少縮痕和空洞程序充模的應(yīng)用在開始充模時(shí)，慢速可以防止?jié)部趪娚洹⒉牧辖篃淠５揭欢ǖ臅r(shí)候，加快充模，維持恒定的熔體前端速度在充模末期，降低充模速度，以獲得良好的制件質(zhì)量注塑壓力尋求得到最好制件質(zhì)量、外觀、成型效率的最低注塑壓力保壓壓力注塑壓力的40-80%質(zhì)量問題焦燒變色射流澆口流痕縮痕噴射紋澆口過小溶接縫強(qiáng)度澆口位置的缺陷保壓保壓壓力恒定保壓時(shí)間正確設(shè)定澆口和流道的不適當(dāng)凝封在充模完成并充分保壓后凝封不適當(dāng)時(shí)：過度填充、反流關(guān)于收縮熔體在型腔中冷卻時(shí)的體積收縮結(jié)晶高分子最高可達(dá)29%無定型高分子8%熔體的可壓縮性10-15%冷卻的體積收縮大于可壓縮性所以收縮不可防止，只有靠保壓過程中的不斷補(bǔ)充熔體來減少。不均勻收縮冷卻不均勻取向大的方向收縮大注塑速度和保壓速度的優(yōu)化控制可以緩解縮痕氣輔成型技術(shù)薄壁注塑技術(shù)制件壁厚小于0.6mm,流動(dòng)長度與壁厚之比大于200高透明薄壁制件PP熔體溫度最高可達(dá)280-320℃模溫5-15℃常用PP材料，BASEL公司740T智能卡基片制造ABS樹脂BAYERLUXTRANM305高流動(dòng)高注塑溫度OneofthekeyprocessconditionsthatinfluencesshrinkageisthepackingpressuremagnitudeandthepackingtimeasillustratedinFigure9.Asthematerialcoolsinthemold,itshrinks.Packingpressureisusedtoaddmorematerialtotheoldcavitytohelpcompensateforthisshrink-age.Ifthepackingpressureishigherorthepackingtimeislonger,morematerialcanbepumpedintothecavitytohelpcompensateforshrinkage,whichdecreases.熱塑性工程塑料的加工缺陷的發(fā)現(xiàn)目測外表、外觀質(zhì)量力學(xué)性能測試材料性能和加工條件對制件使用性能的影響重量比較尺寸穩(wěn)定性觀察內(nèi)應(yīng)力的表征加工缺陷表觀缺陷外觀、尺寸、重量變化、制件發(fā)脆等隱性缺陷導(dǎo)致材料過早失效熱塑性工程塑料加工的表觀缺陷黑點(diǎn)原因downtimetoolongbarrelswitchedoffoveralongperiodoftimepoorpurgingofbarreldirtyplasticizingunitinadequatenozzledeadedgesingate/runnersystemgranuleimpuritiesdegradationbyotherresinspick-upofdegradedmaterialfromcylinderwallduringcooling氣泡

injectionpressuretoolowinadequatefunctioningofbackflowvalvesuck-backtoolongplasticizingtoofastairtrapinthehopperfeedimproperfeedvolatilesandtrappedgasmouldtemperaturetoolowthintothicktransitionmeltoverheating1.controlholding/injectionpressure2.increasebackpressure3.increasemouldtemperature4.checkbackflowvalve5.allowforadequateventing6.enlargegate7.shortenlandlength流痕injectionspeedtooslowortoofastinjectionpressuretoolowholdpressuretoolonginadequatemouldcoolingmouldtoohotaroundgatemouldtoocoldgatetoosmallwronggatelocationgatelandlengthtoolongwronghotrunnersystemmelttemperaturetoolow

1.adaptinjectionspeed2.addalargecoldslugarea3.addcoldwellsattheendofrunnersystems4.controlnozzleheatbetter:ifnecessaryaddberylliumcoppertip(notrecommendedforFRresins)5.shortenoreliminatestandardspruebushing:useahotspruebushing6.cleanflowmustexistfromthecylinder,adaptor,nozzleandtip:avoid