2017/11/4,1,寧達電器有限公司,制造部徐道田2012.3.3,注塑成型技術簡介,2017/11/4,2,培訓內容,1、注塑機的定義（3-11）2、注塑成型定義（12-14）3、模具的定義（15-19）4、注塑成型條件（20-20）5、塑料的概念（21-27）6、常用塑料介紹（28-37）7、注塑缺陷及原因分析（38-49）8、氣輔成型/水輔成型介紹（50-62）,2017/11/4,3,一、注塑機的定義,注塑機又名注射成型機或注射機。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。分為立式、臥式、全電式。,2017/11/4,4,一、注塑機的構造,注塑機通常由注射系統、合模系統、液壓傳動系統、電氣控制系統、潤滑系統、加熱及冷卻系統、安全監測系統等組成。,2017/11/4,5,（1）注射系統,注射系統的作用：注射系統是注塑機最主要的組成部分之一，一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預塑柱塞注射式3種主要形式。目前應用最廣泛的是螺桿式。,2017/11/4,6,（2）合模系統,合模系統的作用：保證模具閉合、開啟及頂出制品。同時，在模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進入模腔產生的模腔壓力，防止模具開縫，造成制品的不良現狀。,2017/11/4,7,（3）液壓系統,液壓傳動系統的作用：是實現注塑機按工藝過程所要求的各種動作提供動力，并滿足注塑機各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。,2017/11/4,8,（4）電氣控制系統,電氣控制系統與液壓系統合理配合，可實現注射機的工藝過程要求（壓力、溫度、速度、時間）和各種程序動作。主要由電器、電子元件、儀表、加熱器、傳感器等組成。一般有四種控制方式，手動、半自動、全自動、調整。,2017/11/4,9,（5）加熱/冷卻系統,加熱系統：是用來加熱料筒及注射噴嘴的，料筒一般采用電熱圈作為加熱裝置，安裝在料筒的外部，并用熱電偶分段檢測，熱量通過筒壁導熱為物料塑化提供熱源。冷卻系統：一處是用來冷卻油溫的，油溫過高會引起多種故障出現，所以油溫必須加以控制在50左右。另一處需要冷卻的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，導致原料不能正常下料。,2017/11/4,10,（6）潤滑系統,潤滑系統：是注塑機的動模板、調模裝置、連桿機鉸、射臺等處有相對運動的部位提供潤滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命，潤滑可以是定期的手動潤滑，也可以是自動電動潤滑。,2017/11/4,11,（7）安全保護與監測系統,安全裝置：主要是用來保護人、機安全的，由安全門、安全擋板、液壓閥、限位開關、光電檢測元件等組成，實現電氣機械液壓的聯鎖保護。 監測系統：主要對注塑機的油溫、料溫、系統超載，以及工藝和設備故障進行監測，發現異常情況進行指示或報警。,2017/11/4,12,二、注塑成型定義 所謂注塑成型（Injection Molding）是指，將已經加熱融化的材料噴射注入到模具內，經過冷卻與固化，由機器頂出系統推出頂桿，將模具頂板向前推，得到成形制品的方法。,2017/11/4,13,注塑成型的工藝流程,適用于量產與形狀復雜產品的成形加工領域。射出成形工程是以下列六大順序執行： 1.合模 2.射出 3.保壓 4.冷卻（分為冷卻時儲料、冷卻前儲料、冷卻后儲料） 5.開模 6.取出產品 重復執行這種作業流程，就可連續生產產品。,2017/11/4,14,注塑成型,2017/11/4,15,三、模具的定義,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、加熱器等進行溫度控制。,2017/11/4,16,模具的構成,2017/11/4,17,模具成型生產,2017/11/4,18,模具的成型生產,成形品是由流入融化樹脂的澆口、注入模槽的流道與產品部份所構成。由于一次的成形作業只能作出一個產品，因此效率不高。若能利用流道連結數個模槽，就可同時成形數個產品。同時，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。,2017/11/4,19,成形品,2017/11/4,20,四、成形條件,所謂成形條件是指，為了獲得所需的成形品，而利用成型機的料管溫度、注射壓力、射出速度、射出時間、模具溫度等組合成無數個設定條件。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驗。,2017/11/4,21,五、塑料的概念,塑料是指以有機合成樹脂為主要成分，加入或不加入其他配合材料而構成的人造材料。塑料是一種高分子物質，分子量自幾萬至幾百甚至上千萬,目前已發展到了三百多種.,2017/11/4,22,塑料的特性和用途,重量輕比強度和比鋼度高優異的化學穩定性，是一種理想的化工結構材料。理想的絕緣性能，對電，熱，聲都具有良好的絕緣性能。突出的耐磨性和自潤滑性?？蓪崿F“無噪音傳動”，還可實現“無油潤滑”。多種防護性能卓越的成型性能,2017/11/4,23,塑料的分類,按塑料中合成樹脂的分子結構及其特性，可將其分成兩大類：熱塑形和熱固性塑料熱塑性塑料是有可以多次反復加熱而仍具有可塑性的合成樹脂制得的塑料，其合成樹脂都是線性或支鏈性高聚物熱固性塑料是加熱固化后不可再塑化，其合成樹脂是體形高聚物。,2017/11/4,24,塑料的性能,塑料的使用性能塑料的工藝性能,2017/11/4,25,塑料的使用性能,塑料的物理性能，主要有密度，表觀密度，相對密度，透氣性，透視性，吸水性，透明性，透光性塑料的化學性能，主要有耐化學性，耐侯性，耐老化性，光穩定性等塑料的機械性能，有拉伸強度，壓縮強度，彎曲強度，沖擊強度，疲勞強度，耐蠕變形，摩擦系數及硬度塑料的熱性能，主要有線膨脹系數，導熱稀疏，玻璃化溫度，耐熱性，熱穩定性，熱分解溫度，耐熱性塑料的電性能，主要有介電常數，表面電阻率，體積電阻率，介電強度，介電損耗.,2017/11/4,26,熱塑性塑料的工藝性能,收縮性。收縮率=（模具尺寸-塑制件尺寸）/塑制件尺寸，其影響因素如下：塑料品種塑件結構澆口形式，尺寸及其分布成型工藝條件流動性?？捎萌哿鳒y試方法來測定MFI。流動性影響因素如下：壓力/溫度塑料品種模具結構,2017/11/4,27,熱塑性塑料的工藝性能,吸濕性 塑料中水分含量超過限度，則會在成型過程中揮發成氣體，或使塑料水解，所以在成型前須對塑料進行干燥處理結晶性 根據塑料冷凝時有無結晶現象，可將塑料分成結晶性塑料和非結晶性塑料。對結晶性塑料，模具設計和選擇注射機時應注意其以下特性： （1）料溫上升到成型溫度時所需的熱量多，應選用塑化能力大的設備。 （2）冷凝時放出的熱量大，應對模具進行充分冷卻。 （3）熔態與固態的密度差，成型收縮大，容易發生縮孔和氣孔。 （4）冷卻快，則結晶度低，收縮小，透明度高 （5）各向異性顯著，內應大，易發生變形，翹曲 （6）結晶熔點范圍窄，易發生未熔粉末注入模具或堵塞澆口。熱敏性 熱敏性是指熱穩定差的塑料，在高溫下受熱時間較長或澆口截面過小及剪切作用大時，料溫增高就易發生變色，降解，分解。,2017/11/4,28,常用塑料介紹,聚苯乙烯(PS)聚丙烯(PP)尼龍(PA)聚甲醛(POM),又稱賽鋼料ABS (丙烯月青-丁二烯-苯乙稀)PC(聚碳酸酯),俗稱防彈玻璃PC+ABS(PC+ABS 合金)PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),俗稱 有機玻璃,2017/11/4,29,聚苯乙烯（ (PS),聚苯乙烯ps（俗稱硬膠）是一種無色，透明，光澤的粒狀物聚苯乙烯的性能如下： 1.光學性能好 2 電氣性能優良 3 容易成型加工 4著色性能好 5最大的缺點是脆性 6 耐熱溫度較低（最高使用溫度6080攝氏度） 7耐酸性能差聚苯乙烯的成型特性： 1 吸水性極小，成型前可不予干燥 2 性脆易裂，熱脹系數大，容易產生內應力 3 流動性極好，應注意模具間隙，防止出現分邊 4 建議用高料溫，高模溫，低注射壓力，延長注射時間，以利于降低內應力，防止縮孔及變形。但需注意其對熱的敏感性很大，易受熱降解，出現銀絲等不良。,2017/11/4,30,聚丙烯（PP),聚丙烯是無色透明或有一定光澤的粒狀料，簡稱PP,俗稱百折軟膠。是一種結晶性塑料。聚丙烯的性能如下： 1 流動性好，成型性能優良。 2 耐熱性優，可在100攝氏度下煮沸消毒 3屈服強度高；電氣性能好 4 防火安全性差；耐侯性差，對氧敏感，易受紫外線影響而老化聚丙烯的成型性能: 1 吸濕性小，可能發生熔體破裂 2 冷卻速度快，散熱應緩慢 3 成型收縮率范圍及收縮摔打，易發生縮孔，凹痕，變形，方向性強 4 注意控制成型溫度。模溫50度以下塑件不光澤，易發生溶解不良和流痕；90度以上易發生翹曲和變形。 5 塑件壁厚應均勻，避免缺口和尖角,2017/11/4,31,尼龍(PA),尼龍是一種工程塑膠，是由聚酰胺類樹脂構成的塑料，簡稱PA.有PA6 PA66 PA610 PA1010等尼龍的性能如下： （1）尼龍具有很高的結晶性，機械強度高，韌性好，有較高的抗拉，抗壓強度 （2）耐疲勞性能突出，耐磨，耐腐蝕，耐熱，無毒，有優良電氣性能 （3）耐光性差，易吸水，不耐酸尼龍的成型特性： （1）尼龍易吸濕，成型前需充分干燥 (2) 尼龍的熔點很高，卻熔融溫度范圍小，噴嘴需加熱以免堵塞 （3）熔體粘度低，流動性好，有利于成型強度特別高的薄壁塑件。需控制溫度，模具間隙 （4）熔融狀態的尼龍熱穩定性差，易發生降解，不可再高溫料筒內停留時間過長 （5）為減小縮孔，凹痕等現象，應適當增大模具澆道及澆口截面尺寸 （6）尼龍成型收縮率范圍及收縮摔大，方向性明顯，易產生縮孔，凹痕，變形等,2017/11/4,32,聚甲醛(POM),聚甲醛是一種工程塑膠，白色粉末簡稱POM聚甲醛的特性及用途 （1）聚甲醛有一種高度的晶體結構，具有優異的機械性能，彈性模量很高，剛性和表面硬度也很高，號稱“金屬的競爭者” （2）摩擦系數小，具有卓越的耐磨性和自潤滑性，僅次于尼龍，但比尼龍便宜 （3）良好的耐溶劑性，尤其是有機溶劑，但不耐強酸，強堿及氧化劑 （4）尺寸穩定性好，可制造精密零件 (5)成型收縮率大，熱穩定性差，加熱易分解 聚甲醛的成型特性 （1）聚甲醛的吸濕性小，可以不干燥 （2）熔融溫度范圍小，熱穩定性差，過熱或長時間受熱易分解，對人體或設備有害 （3）聚甲醛的熔融和凝固速度快 （4）溫度對聚甲醛的熔體粘度影響不大，要減小粘度，最好增加成型壓力或螺桿轉速 （5）聚甲醛的摩擦系數小，彈性高，淺側凹槽的塑件可強行脫模 （6）噴嘴孔徑宜大，并采用直通式噴嘴；模具澆注系統宜大，模具應加熱,2017/11/4,33,丙烯腈丁二烯和苯乙烯ABS,ABS塑料屬于一種高強度改性聚苯乙烯，由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯三種化合物以一定配比組成，帶淺象牙色，不透明，無毒無味ABS的特性及用途 （1）機械強度高；抗沖擊能力強；抗蠕變性好；具有質硬，堅韌，剛性等特性 （2）ABS塑件的表面可電鍍 （3）ABS可與其他塑料和橡膠共混熔，改進其性能，如(ABS +PC)ABS的成型特性 （1）ABS 極易吸濕，成型前必須干燥 （2）ABS的熔體粘度強烈的依賴于剪切速率，因此模具設計中大都采用點澆口，一般用高壓成型 （3）ABS為非結晶性高聚物，成型收縮小 (4)ABS熔融溫度較低，熔融溫度范圍寬，流動性好，有利于成型,2017/11/4,34,聚碳酸酯,聚碳酸酯，簡稱PC ，俗稱防彈玻璃膠，是一種無毒，無味，無臭，透明的材料，有可燃性，但離火后能自熄PC的特性及用途 （1）具有特殊的堅韌和硬度，在所有熱塑性材料中它的抗沖擊強度最好 （2）抗蠕變性能優異，尺寸穩定性好，成型精度高；耐熱性（120度）好 （3）缺點是疲勞強度低，內應力較大，易開裂，塑件的耐磨性較差PC 的成型特性 （1）在成型溫度下對水分極其敏感，微量的水分基會發生水解，成型前必須充分干燥 （2）PC熔體粘度大，流動性差；冷卻速度快，塑件易產生應力聚中而開裂，加工要求高 （3）熔體粘度對溫度敏感，在成型加工藝中應重點控制溫度 （4）PC屬于非結晶形高聚物，因而收縮率小，可成型高精度塑件 （5）模具澆注系統應粗大，模具應加熱.,2017/11/4,35,聚甲基丙烯酸甲酯,俗稱有機玻璃,簡稱PMMA,又稱亞加力.屬非結晶型塑料.在塑料中透明性最好PMMA的特性及用途 (1)光學性能好,主要應用在需要光學特性的場合 (2)電氣性能,絕緣性能優良 (3)良好的耐熱性,抗寒性和耐氣候性,適宜作長期室外電器用具 (4)吸水性低,表面硬度高 (5)缺點是較脆PMMA的成型特性 (1)有機玻璃的韌性不及工程塑料,有切口敏感性,在制程中必須避免有切口或應力集中現象 (2)其加工要求較嚴格,對水分和加工溫度很敏感,注塑困難,易變質變色,收縮變化大,尺寸不穩定 (3)防止澆口及流道的早期冷卻,且澆口及流道要開得足夠大 (4)模面保持高度光潔,2017/11/4,36,PC+ABS 合金,(1)綜合了PC(工程塑膠) 與ABS(通用塑膠)兩者優點,改進了兩者性能.含ABS 及PC 化學成分,具ABS好的流動性及成型加工性能, PC抗沖擊及耐冷熱循環變化.(2)可點膠口/大水口模具設計.(3)表面可噴油,電鍍,金屬噴膜.(4)注意加表面排氣.(5)材料常用于熱流道模具,已被用于越來越多的消費通訊產品,如手機外殼/電腦外殼.,2017/11/4,37,常用塑料工藝參數一覽表,2017/11/4,38,注塑缺陷及原因分析,（1） 制件不滿（不飽模，缺膠）（2）飛邊（披鋒，毛刺）（3）銀紋（料花）（4）溶接縫（結合線，加水線）（5）收縮凹陷（6）翹曲（變性，扭曲）（7）制件尺寸變化（8）塑件粘模（9）變色燒焦 （10）澆口區域缺陷（11）表面粗糙、無光澤,2017/11/4,39,（一）制件不滿,（1）料筒、噴嘴及模具溫度偏低（2）注射壓力太低、注射速度太慢（3）進料調節不當（4）模腔排氣不良（5）注射時間太短（6）流道或澆口太小，澆口數目不多， 位置不當，澆注系統發生堵塞（7）噴嘴配合不良,2017/11/4,40,（二）飛邊（披鋒，毛刺）,（1）料筒、噴嘴及模具溫度太高（2）模具分型面精度差（3）注塑壓力太大，鎖模力不足（4）模具設計和入料配置不合理（5）模腔排氣不良（6）模具密封不嚴，有雜物和模板彎曲變形,2017/11/4,41,（三）銀紋（料花）,銀紋是塑料在充模過程受到氣體的干擾而出現在制件表面熔料流動方向上的缺陷 (1)原料干燥不充分 (2)料溫過高或塑料質量差，造成分解氣 。 (3)注塑壓力大，速度太快，塑料受大剪切作用而分解 (4)背壓太低，轉速太快；螺桿松退太快，抽空。 (5)排氣不充分，增加排氣槽。 (6)材料中含有其他原料,2017/11/4,42,（四）收縮凹陷,（1）對薄壁制件而言，模溫太低；厚壁制件，模溫太高。（2）制品壁厚和壁薄相差大，調整壁厚。（3）注射及保壓時間太短，注射壓力不夠。（4）料筒噴嘴孔徑、溫度不當。（5）料筒內的螺桿或柱塞磨損嚴重，造成回流。（6）擴大膠口/流道尺寸。（7）將加強筋厚度設置為基板厚度的1/3。（8）提高材料溫度/增加流動性。,2017/11/4,43,（五）溶接縫（結合線，加水線）,熔接縫：多發生在孔洞、流速不連貫的區域。（1）材料溫度低，模具溫度低，流動性差。（2）注射壓力低，射出速度慢。（3）模具排氣不良。（4）模具設計不合理（5）增加分流道。（6）制品壁薄，料流不暢。（7）更換流動性更好的材質。,2017/11/4,44,（六）翹曲（變形，扭曲）,1）模具溫度太高、冷卻時間不夠（2）制品厚薄懸殊（3）頂出位置不當，受力不均（4）澆口位置不當（5）射出時間或保壓時間太長，形成應力。,2017/11/4,45,（七）制件尺寸變化,（1）加料量不穩。（2）澆口、流道尺寸不均。（3）模具設計尺寸不準確。（4）注射機的電氣、液壓系統不穩定。（5）注射壓力充模保壓時間不夠。（6）料筒或噴嘴溫度太高。（7）操作不連貫，工藝變化大。,2017/11/4,46,（八）塑件粘模（拖傷）,（1）注射壓力太高，注射時間太長（2）模具溫度太高（3）澆口尺寸太大或位置不當（4）模腔光潔度不夠（5）脫模斜度太小，不易脫模（6）頂出位置結構不合理,2017/11/4,47,（九）變色燒焦,變色就是塑料在料筒中過熱分解或停留時間過長而分解，焦化，再隨熔料注入型腔而成。(1)控溫系統失控，過熱分解(2)料筒中有金屬異物，不斷磨削而變色(3)模具排氣不良(4)注射壓力過高，時間過長(5)螺桿轉速太高，背壓太高，澆口太小,2017/11/4,48,（十）澆口區域缺陷,(1)塑化充分。(2)升高材料或模具溫度。低速、射壓生產。(3)原料干燥充分(4)加大澆口直徑，改變澆口位置（5）擴大澆口。（9）分流道及進料口大小均勻。（7）改變進料口位置（潛伏式/卡腳/柱子）（8）加封流道直徑及長度，將冷料轉移。（9）更換流動性好的材料。,原因:塑脂在流過澆口時產生的噴射模樣殘留于制品表面,2017/11/4,49,（十一）表面粗糙、無光澤,原因:與模腔接觸不良模垢解決對策（1）提高材料和模具溫度,加快注塑速度（2）提高保壓壓力,增加保壓時間（3）擴大注口,流道.澆口尺寸（4）模具增加排氣槽（5）充分烘干材料（6）清洗模腔,2017/11/4,50,八、塑膠成型技術,氣體輔助注塑中空物件的水注塑,2017/11/4,51,氣體輔助注塑工藝原理,第一階段：塑料注射熔體進入型腔，遇到溫度較低的模壁，形成一個較薄的凝固層。第二階段：氣體入射 惰性氣體進入熔融的塑料，推動中心未凝固的塑料進入尚未充滿的型腔。,2017/11/4,52,氣體輔助注塑,第三階段：氣體入射結束 氣體繼續推動塑料熔體流動直到熔體充滿整個型腔。第四階段：氣體保壓結束 在保壓狀態下，氣道中的氣體壓縮熔體，進行補料確保制件的外觀。,2017/11/4,53,氣體輔助注塑,氣輔成型優點a . 消除產品表面縮痕，改善產品表面質量； b. 減少翹曲變形，減少流動條痕； c. 降低產品內應力，提高產品強度； d. 節省塑料原料，減輕制品重量（一般可減輕20-40%）；,2017/11/4,54,氣體輔助注塑,e. 改善材料在制品斷面上的分布，改善制品的剛性； f. 降低鎖模力，射膠力和注塑機耗電量； g. 縮短成型時間，提高生產效率； h.延長模具使用壽命，降低模具制造成本；,2017/11/4,55,中空物件的水注塑,水輔注塑是中空或部分中空物件成型的最新方法。作為挖除厚截面的一種手段，它基本上與氣輔成型是相似的.但水注射技術具有一個很大的優點:物件內部的直接冷卻。水的導熱率比氣體大40倍，水的熱容比氣體大4倍。,2017/11/4,56,中空物件的水注塑,水注塑和氣體注塑的主要區別是: 氣體能被壓縮，而水不能。當向熔體中注入水時，水的前緣形成了牢固的邊界或者高粘性的隔膜。隔膜將熔化材料向前推，而不是聚合物將水推向邊上。該動作的主要原因是水與氣體相比有著較高的粘度和不可壓縮性。粘性前部成為了一個撞錘把物件挖空。當前部被水壓沿著模腔推動時，它也冷卻著熔體。,2017/11/4,57,中空物件的水注塑,制件內表面光滑是水注射與氣體注射相比的幾個優點之一（圖示為PP材料的球拍柄樣板）,2017/11/4,58,中空物件的水注塑工藝方法,欠射: 也被叫做泡沫或充氣過程，是通過熔體部分填充模具來完成的。在熔體注射結束之前，水被注入模具之中，將材料擠入模腔盡頭以作最終的壓緊。閥會隔離來自注射部件的熔體和來自頂針的水。打開水的釋放閥，讓水從物件中排出。,2017/11/4,59,中空物件的水注塑工藝方法,這種方法被認為適合于極厚物件。它不會有廢料或回用料。水（氣）的進出點可以在同一點或接近于同一點。缺點與所需的嚴格控制有關。太少的材料會導致水透過熔體沖入模具中。水注射壓力必須比熔體壓力高，以推動它充分填充。從樹脂注射到水注射的轉換點會在物件表面留下停頓印記，所以A級產品是不切實際的。而且，欠射端部的材料很有可能產生較厚的截面。會拉長循環時間。,2017/11/4,60,中空物件的水注塑工藝方法,回推: 熔體完全填