注塑機(jī)五大系統(tǒng).ppt

1、注塑機(jī)的五大系統(tǒng) 1、射出系統(tǒng) 4、控制系統(tǒng) 2、模具系統(tǒng) 5、鎖模系統(tǒng) 3、油壓系統(tǒng),注：應(yīng)用于熱塑性塑料的單螺桿射出成形機(jī),二、注塑系統(tǒng)講解：,注：熱塑性塑料的單螺桿射出成形機(jī)之塑化螺桿、料筒、 電熱片、固定模板及移動(dòng)模板。,三、注塑料筒及射出壓力的產(chǎn)生：,注：回轉(zhuǎn)式螺桿之進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)、和計(jì)量區(qū),四、射咀與模具的結(jié)合,五、三板模的理解：,1、二板模跟三板模的區(qū)別：（一）,2、標(biāo)準(zhǔn)三板模,注：典型的三板模之模具系統(tǒng),六、產(chǎn)品流道及產(chǎn)品排模的合理性,注：射出成形系統(tǒng)包括熔膠輸送系統(tǒng)及成形塑件。,七、射出機(jī)之操作程序。,(a)關(guān)閉模具(注意冷料的處理）,(b)充填模穴,(c)保壓,(d)螺桿后

2、退,(e)頂出塑件,(f)開始下一個(gè)循環(huán),八、典型的射出成形機(jī)之動(dòng)作循環(huán)和 各動(dòng)作所占的時(shí)間比例,1- 充填（射出階段） 2- 保壓與冷卻 3- 開啟模具 4- 頂出塑件 5- 關(guān)閉鎖具,九、塑料之分類,十、塑料之加工制程,十一、不同塑料的微結(jié)構(gòu)，及制程 中加熱或冷卻對于為結(jié)構(gòu)的影響。,十二、常用樹脂的建議熔膠溫度 與模具溫度,十三、添加劑、填充料與補(bǔ)強(qiáng)料對 于聚合物性質(zhì)的影響,塑料如何流動(dòng)？ 注：(a)剪切流動(dòng)；(b)拉伸流動(dòng)； (c)模穴內(nèi)的剪切流動(dòng) (d)充填模穴內(nèi)的拉伸流動(dòng),注：(a)理想的黏性液體在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出 連續(xù)的變形,3、以簡易之剪切流動(dòng)說明聚合物熔膠黏度的定義,相對流動(dòng)元

3、素間運(yùn)動(dòng)之典型速度分布曲線； 射出成形之充填階段的剪變率分布圖。,十四、不定形塑料與結(jié)晶性塑料的 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之比較,十五、壓力沿著熔膠輸送系統(tǒng)和模 穴而降低,十六、熔膠速度與壓力梯度的關(guān)系,十七、射出壓力相對于充填時(shí)間 之U形曲線,十八、針對影響射出壓力的設(shè)計(jì)與成形參數(shù) 進(jìn)行比較。,十九、計(jì)算機(jī)仿真之熔膠充填模式 的影像,二十、分子與纖維配向性的差異，造成 收縮量差異或翹曲。（熔膠波前的前進(jìn) 速度簡稱為MFV）,二十一、塑件表層與中心層之纖維配 向性,二十二、粗厚件會導(dǎo)致塑件的收縮和翹 曲，應(yīng)該將塑件設(shè)計(jì)為具有均勻肉厚的 塑件。,1 2 3,二十三、塑件之設(shè)計(jì)范例。左邊為不良設(shè)計(jì)，右邊 是典型

4、的塑件設(shè)計(jì)。塑件同時(shí)具有薄肉區(qū)和厚肉區(qū) 時(shí)，充填熔膠傾向于往厚截面部分流動(dòng)，容易產(chǎn)生 競流效應(yīng)(race-tracking effect)，導(dǎo)致包風(fēng)(air traps)和縫合線(weld lines)，在塑件表面產(chǎn)生瑕 疵。假如厚肉區(qū)沒有充足的保壓，就會造成凹痕 (sink marks)或氣孔(voids)，所以應(yīng)該盡可能設(shè)計(jì) 薄且肉厚均勻的塑件，以縮短成形周期時(shí)間，改善 塑件尺寸穩(wěn)定性，塑件肉厚設(shè)計(jì)通則是：使用肋可 以提高塑件的剛性和強(qiáng)度，并且避免厚肉區(qū)的結(jié)構(gòu)。 塑件尺寸的設(shè)計(jì)，應(yīng)將使用塑料之材料性質(zhì)和負(fù)荷類 型、使用條件之間的關(guān)系列入考慮，也應(yīng)考慮組件的 組合需求,二十四、建議根部的最大

5、厚度為塑件肉 厚的0.8倍，通常取肉厚的0.50.8倍,流 道 設(shè) 計(jì),二、豎澆道根部的圓角可以改善熔膠的 流動(dòng),三、常用的流道截面形狀,四、無填充料之塑料的典型流道尺寸,(a)絕熱式、 (b)內(nèi)部加熱式、 (c)外部加熱式。,熱流道系統(tǒng)之種類：,五、人工平衡流道系統(tǒng)之成形塑件,六、使用不同射出速度之不平衡流道系 統(tǒng)的流動(dòng)模式,七、冷料井,側(cè)邊澆口(edge gate）又稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口（standard gate），如圖6-13所示，通常位于模具的分模在線，而且從塑件的側(cè)邊、上方或下方充填。典型邊緣澆口尺寸為塑件厚度的6%75%，或是0.46.4 mm，寬度1.612.7 mm，澆口面長度不應(yīng)超

6、過1.0 mm，最佳值為0.5 mm。,圖6-12 凸片澆口,圖6-13 邊緣澆口,3、重迭澆口 重迭澆口（overlap gate）與邊緣澆口類似，如圖6-14所示，但是重迭澆口與塑件側(cè)壁或表面有重迭。重迭澆口通常用來防止噴流效應(yīng)。典型重迭澆口尺寸為0.46.4 mm厚，1.612.7 mm寬。 4、扇口澆口 扇形澆口（fan gate）如圖6-15，是厚度逐漸改變的寬邊澆口，具有大充填面積，可以讓熔膠迅速地充填大型塑件。大型塑件非常在乎翹曲問題和尺寸的穩(wěn)定性，使用扇形澆口可以讓大型塑件的熔膠波前均勻地充填模穴。扇形澆口的寬度和厚度具有錐度，并且要維持固定的熔膠波前面積，以確保固定的熔膠速度

7、，讓熔膠在整個(gè)澆口的寬邊以相同壓力進(jìn)行充填。如同其它的人工去除式澆口，扇形澆口的最大厚度不超過塑件的肉厚的75。典型的扇形澆口厚度為0.251.6 mm，寬度從6.4 mm到模穴側(cè)邊長度的25%。,八、重迭澆口、扇口澆口,圖6-15 扇口澆口,圖6-14 重迭澆口,5、 盤狀澆口 盤狀澆口（disk gate）又稱為薄膜澆口（diaphragm gate），如圖6-16所示，常用在內(nèi)側(cè)有開口的圓柱體或圓形，并且需要高度同軸性的塑件，或是不容許有縫合線的塑件?；旧?，盤狀澆口是在塑件的內(nèi)緣使用毛邊狀的澆口，熔膠從同軸的豎澆道充填進(jìn)入模穴，很容易獲得熔膠均勻流動(dòng)的塑件。盤狀澆口厚度通常是0.251

8、.27 mm。 6、 環(huán)狀澆口 環(huán)狀澆口（ring gate）如圖6-17，也應(yīng)用于圓柱體或圓形塑件，塑料先沿著模心環(huán)繞，然后再沿著圓管向下充填。環(huán)狀澆口并不適用在所有的塑件。環(huán)狀澆口的厚度通常為0.251.6 mm。,圖6-16 盤狀澆口 圖6-17 環(huán)狀澆口,7、針狀澆口 針狀澆口（pin gate）如圖6-20，通常應(yīng)用于三板模，其流道系統(tǒng)位于模板的一組分模在線，塑件模穴接在主要分模在線。具有倒錐角的澆口在平行于模板運(yùn)動(dòng)方向穿透中間模板。當(dāng)打開模穴主分模線時(shí)，針狀澆口的小直徑端從塑件撕離，再打開流道分模線即可頂出流道廢料。此系統(tǒng)也可以先打開流道分模線，再使用輔具撕下流道廢料。針狀澆口最常

9、使用在單一塑件多點(diǎn)進(jìn)澆，以確保對稱的充填，或是縮短流道長度以確保整個(gè)塑件的保壓操作。典型的針狀澆口的直徑 0.251.6mm。 8、 潛式澆口 潛式澆口（submarine gate）或稱為隧道澆口（tunnel gate）、鑿子澆口（chisel gate），使用于兩板模，在分模線以下，流道末端與模穴之間加工一傾斜之錐狀隧道。于頂出塑件和流道時(shí)，澆口會與塑件分離。典型的潛式澆口直徑為0.25 2.0 mm，澆口由粗變細(xì)，直到成為球狀端點(diǎn)。假如塑件的非功能區(qū)具有大直徑的針狀特征，可以將它與潛式澆口連接，以減低加工成本。假如針狀特征發(fā)生在隱藏面，亦可以不將他去除。將多重潛式澆口設(shè)計(jì)在圓柱體的內(nèi)面

10、，可以取代盤狀澆口，并且具備自動(dòng)去除澆口的功能，其獲得塑件的外圍真圓度雖然比盤狀澆口塑件的真圓度差，但通常也還可以接受。,圖6-20 針狀澆口 圖6-21 潛式澆口,模具冷卻系統(tǒng),模具冷卻占整個(gè)射出成形周期的2/3以上,適當(dāng)有效的冷卻可以改善塑件的品質(zhì)和生產(chǎn)率,射出成形機(jī)的典型冷卻系統(tǒng),與模板連接之冷卻孔道,并聯(lián)孔道 串聯(lián)孔道,冷卻孔道的配置,障板管 噴流管 熱管,障板管 實(shí)際上，障板管是垂直鉆過主要冷卻孔道的冷卻管路，并且在冷卻孔道加入一隔板將其分隔成兩個(gè)半圓形流路，冷卻劑從主要冷卻孔道流進(jìn)隔板一側(cè)，進(jìn)到末端再回流到隔板的另一側(cè)，最后回流到主要孔道。 障板管提供冷媒最大接觸面積，但是其隔板卻

11、很難保持在中央位置，公模心的兩側(cè)的冷卻效果及溫度分布可能不同。將金屬隔板改成螺線隔板，可以改善此缺點(diǎn)，也符合制造上的經(jīng)濟(jì)效益。圖 6-49的螺線隔板讓冷媒螺旋式地流到末端，再螺旋式地回流。另一種設(shè)計(jì)采用單螺旋或者雙螺旋隔板，如圖 6-49所示，其管徑大約在1250 mm，可以獲得均勻的溫度分布。,螺線隔板障板管(helix baffle),螺旋式隔板障板管(spiral baffle),鎖進(jìn)公模心之噴流管,噴流管末端斜面造就較大的流動(dòng),假如公模心的直徑或?qū)挾刃∮?3 mm，就只能以空氣冷卻而無法準(zhǔn)確地保持固定模溫。空氣是在打開模具后從外部吹入公模心，或經(jīng)由內(nèi)部的中心孔吹入公模心，如圖 6-52

12、所示。 尺寸小于5mm細(xì)長公模心的冷卻以采用高熱傳導(dǎo)性材料作為鑲埋件較佳，例如銅或是鈹銅，將之壓進(jìn)公模心深處作為冷卻管線，如圖6-53。此鑲埋件應(yīng)盡可能采用大截面積以提高熱傳效果。,使用空氣冷卻之細(xì)長公模心,使用高導(dǎo)熱性材料之細(xì)長公模心,大型公模心使用螺旋式障板管冷卻,大型公模心使用雙螺線隔板障板管搭配中央噴流管進(jìn)行冷卻,低冷卻速率區(qū)域的高度結(jié)晶使塑件產(chǎn)生較大的收縮量,塑件帶肋一側(cè)冷卻較差，導(dǎo)致翹曲。,(1) 肉厚 避免不均勻的肉厚，或是將肉厚變化區(qū)的變化長度設(shè)計(jì)為薄肉厚處肉厚的三倍。,肉厚變化區(qū)的設(shè)計(jì),塑件具有明顯的收縮、凹陷或氣孔時(shí)，將這些區(qū)域變更設(shè)計(jì)成均勻薄肉厚和肋之組合，以提供均勻的收

13、縮、良好的(強(qiáng)度重量)比值、及良好的成本效率。,對于大多數(shù)應(yīng)用而言，薄肉厚和肋之設(shè)計(jì)優(yōu)于粗厚件。,包風(fēng) 包風(fēng)、使塑件內(nèi)部產(chǎn)生空洞或氣泡。,熔膠波前從不同方向匯流，而造成包風(fēng)。,黑斑、黑紋、脆化、燒痕、和掉色 黑斑（black specks）和黑紋（black streaks）是在塑件表面呈現(xiàn)的暗色點(diǎn)或暗色條紋。褐斑或褐紋是指相同類型的瑕疵，只是燃燒或掉色的程度沒那么嚴(yán)重而已。發(fā)生黑斑或黑紋的原因是塑料有雜質(zhì)污染、干燥不當(dāng)，或是塑料在料筒內(nèi)待料太久而過熱裂解。,黑斑 黑紋,脆化（brittleness）的原因是材料裂解，使分子鏈變短，分子重量變低，結(jié)果使得塑件的物理性質(zhì)降低。塑件脆化可能導(dǎo)致斷裂

14、或破壞，如圖8-3所示。,塑件脆化導(dǎo)致斷裂,燒痕(burn marks)是塑件接近流動(dòng)路徑末端或包風(fēng)區(qū)域的暗色或黑色小點(diǎn)，其形成主因是模穴內(nèi)的空氣無法逃逸，受壓縮造成高熱而燒焦。,燒 痕,表面剝離 表面剝離（delamination）是指塑件表面的層狀剝離塑料，如圖8-5，其造成的原因?yàn)椋?混合材料之間的兼容性不佳。 成形制程使用了過量的脫模劑。 模穴內(nèi)的熔膠溫度太低。 濕氣太重。 澆口和流道具有尖銳轉(zhuǎn)角。,表面剝離,尺寸變化 尺寸變化(dimensional variation)指在相同的射出機(jī)之成形條件下，每一批成形品之間或每模射出的各模穴成形品之間，所得到的塑件尺寸都會變化，如圖8-6所

15、示。其造成的原因?yàn)椋?射出機(jī)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。 成形窗口太狹窄。 成形條件不恰當(dāng)。 射出單元的Check ring損壞。 塑件性質(zhì)不穩(wěn)定。 流道不平衡。,塑件尺寸變化,魚眼 魚眼(fish eyes)是一種塑件表面的瑕疵，導(dǎo)致于未熔化的塑料被壓擠到模穴內(nèi)，而呈現(xiàn)在塑件表面的瑕疵，其形成的原因包括： 料筒溫度太低。 添加太多的再研磨塑料。 塑料受污染。 螺桿轉(zhuǎn)速太低和背壓太低。,魚 眼,毛邊 毛邊(flash)指在模具的不連續(xù)處（通常是分模面、排氣孔、排氣頂針、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)等）過量充填造成塑料外溢的瑕疵。如圖8-8所示。造成毛邊的原因包括： (1) 鎖模力太低：射出機(jī)鎖模力太低，不足以維持成形制程的模

16、板緊閉，會發(fā)生毛邊。 (2) 模具有縫隙：假如模具結(jié)構(gòu)變形、分模面不夠密合、機(jī)器規(guī)格不當(dāng)、成形條件不當(dāng)、分模面卡料等因素都可能造成分模面接觸不完全，造成毛邊。 (3) 成形條件：熔膠溫度太高或射出壓力太高等造成榮焦流動(dòng)性過高的不當(dāng)成形條件都會造成毛邊。 不當(dāng)?shù)呐艢猓涸O(shè)計(jì)不當(dāng)和不良的排氣系統(tǒng)、或是太深的排氣系統(tǒng)都會造成毛邊。,毛 邊,流痕 流痕(flow marks)是塑件在澆口附近之漣波狀的表面瑕疵，如圖8-9所示，其產(chǎn)生原因是塑件溫度分布不均勻或塑料太快凝固，熔膠在澆口附近產(chǎn)生亂流、在澆口附近產(chǎn)生冷塑料或是保壓階段沒有補(bǔ)償足夠的塑料。造成這些問題的因素包括：低熔膠溫度、低模具溫度、低射出速度、低射出壓力或者流道和澆口太狹小。最近根據(jù)使用鑲埋玻璃模具進(jìn)行觀察分析得知，流痕的缺陷也可能因?yàn)槿勰z流動(dòng)波前部份在模穴壁面冷卻，并且與后到的熔膠持續(xù)翻滾和冷卻之效應(yīng)。,流 痕,噴射流,噴射流與正常充填的比較,使用重迭澆口或潛式澆口以避免噴射流,使用凸片或扇形澆口以避免噴射流,波紋 波紋(ripples)是指接近流動(dòng)長度末諯的指紋般的小漣波。,波 紋,(1)正常充填不發(fā)生波紋；(2)冷模溫和低熔膠波前速度造成波紋。,銀線痕,銀 線 痕 銀線痕(silver streaks, or sp