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文檔簡介

1、26/26塑膠成型工藝熱塑性塑料成型 熱塑性塑料品種每繁多,即使同一品種也由于樹脂分子及附加物配比不同而使其使 用及工藝特性也有所不同。另外,為了改變原有品種的特性,常用共聚、交聯等各種化學 方法在原有的樹脂結構中導入一定百分比量的其它單體或高分子等,以改變原 有樹脂的結構成為具有新的改進物性和加工性的改性產品。例如,ABS即為在聚苯乙烯分子 中導入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三單體后成為改性共聚物,可看作稱改性聚苯乙烯,具有比 聚苯乙烯優異綜合性能,工藝特性。由于熱塑性塑料品種多、性能復雜,即使同一類的塑料 也有僅供注塑用和擠出用之分,故本章節要緊介紹各種注塑用的熱塑性塑料。 1、收縮率 熱塑

2、性塑料成型收縮的形式及計算如前所述,阻礙熱塑性塑料成型收縮的因素如下: 1.1塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形起的體積變化,內應力強, 凍結在塑件內的殘余應力大,分子取向性強等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大, 收縮率范圍寬、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱 固性塑料大。 1.2塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由 于塑料的導熱性差,使塑件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態層。因此壁厚、冷卻 慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數量都直接阻礙料流方向,密 度分布及收縮阻力大小等,因此塑件的

3、特性對收縮大小、方向性阻礙較大。 1.3進料口形式、尺寸、分布這些因素直接阻礙料流方向、密度分布、保壓補縮作 用及成型時刻。直接進料口、進料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進 料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。 1.4成型條件模具溫度高,熔融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對結晶料則因結晶 度高,體積變化大,故收縮更大。模溫分布與塑件內外冷卻及密度均勻性也有關,直接影 響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時刻對收縮也阻礙較大,壓力大、時 間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高,熔融料粘度差小,層間剪切應力小,脫模后彈性 回跳大,故收縮也可適

4、量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫、 壓力、注塑速度及冷卻時刻等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。 模具設計時依照各種塑料的收縮范圍,塑件壁厚、形狀,進料口形式尺寸及分布 情況,按經驗確定塑件各部位的收縮率,再來計算型腔尺寸。對高精度塑件及難以掌握收 縮率時,一般宜用如下方法設計模具: 對塑件外徑取較小收縮率,內徑取較大收縮率,以留有試模后修正的余地。 試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。 要后處理的塑件經后處理確定尺寸變化情況(測量時必須在脫模后24小時以后)。 按實際收縮情況修正模具。 再試模并可適當地改變工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。 2、流淌性 2.1熱

5、塑性塑料流淌性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流淌長 度、表現粘度及流淌比(流程長度/塑件壁厚)等一系列指數進行分析。分子量小,分子量 分布寬,分子結構規整性差,熔融指數高、螺流淌長度長、表現粘度小,流淌比大的則流 動性就好,對同一品名的塑料必須檢查其講明書推斷其流淌性是否適用于注塑成型。按模 具設計要求大致可將常用塑料的流淌性分為三類: 流淌性好尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、聚(4)甲基戍烯; 流淌性中等聚苯乙烯系列樹脂(如ABS、AS)、有機玻璃、聚甲醛、聚苯醚; 流淌性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 2.2各種塑料的流淌性也因各成型

6、因素而變,要緊阻礙的因素有如下幾點: 溫度料溫高則流淌性增大,但不同塑料也各有差異,聚苯乙烯(尤其耐沖擊 型及MFR值較高的)、聚丙烯、尼龍、有機玻璃、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、聚碳酸酯、醋 酸纖維素等塑料的流淌性隨溫度變化較大。對聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對其流淌性阻礙 較小。因此前者在成型時宜調節溫度來操縱流淌性。 壓力注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大,流淌性也增大,特不是聚乙烯、聚 甲醛較為敏感,因此成型時宜調節注塑壓力來操縱流淌性。 模具結構澆注系統的形式,尺寸,布置,冷卻系統設計,熔融料流淌阻力(如 型面光潔度,料道截面厚度,型腔形狀,排氣系統)等因素都直接阻礙到熔融料在型腔內

7、的 實際流淌性,凡促使熔融料降低溫度,增加流淌性阻力的則流淌性就降低。模具設計時應依照所用塑料的流淌性,選用合理的結構。成型時則也可操縱料溫,模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來適當地調節填充情況以滿足成型需要。 3、結晶性 熱塑性塑料按其冷凝時無出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型(又稱無 定形)塑料兩大類。 所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態到冷凝時,分子由獨立移動,完全處于無次序 狀態,變成分子停止自由運動,按略微固定的位置,并有一個使分子排列成為正規模型的 傾向的一種現象。 作為判不這兩類塑料的外觀標準可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結晶性 料為不透明或半透明(如聚甲醛等),無定形料為

8、透明(如有機玻璃等)。但也有例外情 況,如聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明性,ABS為無定形料但卻并不透明。 在模具設計及選擇注塑機時應注意對結晶型塑料有下列要求及注意事項: 料溫上升到成型溫度所需的熱量多,要用塑化能力大的設備。 冷卻回化時放出熱量大,要充分冷卻。 熔融態與固態的比重差大,成型收縮大,易發生縮孔、氣孔。 冷卻快,結晶度低,收縮小,透明度高。結晶度與塑件壁厚有關,壁厚則冷卻慢, 結晶度高,收縮大,物性好。因此結晶性料應按要求必須操縱模溫。 各向異性顯著,內應力大。脫模后未結晶化的分子有接著結晶化傾向,處于 能量不平衡狀態,易發生變形、翹曲。 結晶化溫度范圍窄,易發生未熔粉

9、末注入模具或堵塞進料口。 4、熱敏性塑料及易水解塑料 4.1熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感,在高溫下受熱時刻較長或進料口截面 過小,剪切作用大時,料溫增高易發生變色、降解,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱 為熱敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。 熱敏性塑料在分解時產生單體、氣體、固體等副產物,特不是有的分解氣體對人體、設備、 模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此,模具設計、選擇注塑機及成型時都應注意,應選 用螺桿式注塑機,澆注系統截面宜大,模具和料筒應鍍鉻,不得有死角滯料,必須嚴格控 制成型溫度、塑料中加入穩定劑,減弱其熱敏性能。 4.2有的塑料(如聚碳

10、酸酯)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發生分解, 這種性能稱為易水解性,對此必須預先加熱干燥。 5、應力開裂及熔體破裂 5.1有的塑料對應力敏感,成型時易產生內應力并質脆易裂,塑件在外力作用下或 在溶劑作用下即發生開裂現象。為此,除了在原料內加入添加劑提高開抗裂性外,對原料應 注意干燥,合理的選擇成型條件,以減少內應力和增加抗裂性。并應選擇合理的塑件形狀, 不宜設置嵌件等措施來盡量減少應力集中。模具設計時應增大脫模斜度,選用合理的進料口及頂 出機構,成型時應適當的調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時刻,盡量幸免塑件過于冷脆 時脫模,成型后塑件還宜進行后處理提高抗開裂性,消除內應力并禁止與溶劑

11、接觸。 5.2當一定融熔體流淌速率的聚合物熔體,在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后,熔 體表面發生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂,有損塑件外觀及物性。故在選用熔體流淌速率高的聚 合物等,應增大噴嘴、澆道、進料口截面,減少注塑速度,提高料溫。 6、熱性能及冷卻速度 6.1各種塑料有不同比熱、熱傳導率、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時需要 熱量大,應選用塑化能力大的注塑機。熱變形溫度高塑料的冷卻時刻可短,脫模早,但脫模后 要防止冷卻變形。熱傳導率低的塑料冷卻速度慢(如離子聚合物等冷卻速度極慢),故必須充分冷 卻,要加強模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低,熱傳導率高的塑料。比熱大、熱傳 導率低,熱變

12、形溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型,必須選用適當的注塑機及加 強模具冷卻。 6.2各種塑料按其種類特性及塑件形狀,要求必須保持適當的冷卻速度。因此模具 必須按成型要求設置加熱和冷卻系統,以保持一定模溫。當料溫使模溫升高時應予冷卻, 以防止塑件脫模后變形,縮短成型周期,降低結晶度。當塑料余熱不足以使模具保持一定 溫度時,則模具應設有加熱系統,使模具保持在一定溫度,以操縱冷卻速度,保證流淌性, 改善填充條件或用以操縱塑件使其緩慢冷卻,防止厚壁塑件內外冷卻不勻及提高結晶度等。 對流淌性好,成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替使用或局 部加熱與冷卻并用。為此模具應設有相應

13、的冷卻或加熱系統。各種塑料成型時要求的模溫 及熱性能見表1-4及表1-5。 7、吸濕性 塑料中因有各種添加劑,使其對水分有不同的親疏程度,因此塑料大致可分為 吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須操縱在同意范圍內,不 然在高溫、高壓下水分變成氣體或發生水解作用,使樹脂起泡、流淌性下降、外觀及力學 性能不良。因此吸濕性塑料必須按要求采納適當的加熱方法及規范進行預熱,在使用時還 需用紅外線輻照以防止再吸濕。 增強塑料成型為了進一步改善熱固性及熱塑性塑料的力學性能。常在塑料中加入玻璃纖維(簡 稱玻纖),滑石粉、云母、碳酸鈣、高嶺土、碳纖維等作為增強材料,以樹脂為母體及粘結劑而組成

14、新型復合材料,稱為增強塑料(如環氧樹脂為母體樹脂 塑料的增強塑料又稱為玻璃鋼)。 由于塑料混用玻璃纖維的品種、長度、含量等不同,其工藝性及物性也各 不相同。下面要緊介紹模塑用的熱固性增強塑料及注射用的熱塑性增強塑料。 1、熱固性增強塑料 熱固性增強塑料是由樹脂、增強材料、助劑等組成。其中樹脂作為母體和粘結劑,它 要求有良好的流淌性、適宜的固化速度、副產物少,易調節粘度和良好的相溶性,并需滿 足塑件及成型要求。增強材料起骨架作用,其品種規格繁多,但常用玻璃纖維,一般用量為 60%、長度為1520毫米。助劑包括調節粘度的稀釋劑(用以改進玻纖與樹脂的粘結)、 用以調節樹脂-纖維界面狀態的玻纖表面處理

15、劑、用以改進流淌性,降低收縮,提高光澤 度及耐磨性等用的填料和著色劑等。由于選用的樹脂,玻纖的品種規格(長度、直徑, 無堿或含堿,支數,股數,加捻或無捻),表面處理劑,玻纖與樹脂混制工藝(預混法或 預浸法,塑料配比等不同則其性能也各不相同。 1.1加工特性 流淌性增強料的流淌性比一般壓塑料差,流淌性過大時易產生樹脂流失與玻 纖分頭聚積。過小則成型壓力及溫度將顯著提高。阻礙流淌性的因素專門多,要評定某種料 的流淌性,必須按組成作具體分析。阻礙流淌性的因素 收縮率增強塑料的收縮率比一般壓塑料小,它要緊由 熱收縮及化學結構收縮 組成。阻礙收縮的因素首先是塑料類種。一般酚醛比環氧、環氧酚醛、不飽和聚酯

16、等 要大,其中不飽和聚酯料收縮最小。其它阻礙收縮的因素是塑件形狀及壁厚,厚壁則收縮 大,塑料中含填料及玻纖量大則收縮小,揮發物含量大則收縮也大,成型壓力大,裝料 量大則收縮小,熱脫模比冷脫模的收縮大,固化不足收縮大,當加壓時機及成型溫度適當, 固化充分而均勻時則收縮小。同一塑件其不同部位的收縮也各不相同,尤其對薄壁塑件更 為突出。一般收縮率為00.3%,以0.1%0.2%的居多,收縮大小還與模具結構有關,總 之確定收縮率時應綜合考慮各種因素。 壓縮比增強料的比容,壓縮比都較一般壓塑料大,預混料則更大,因此在模 具設計時需取較大的裝料室,另外向模內裝料也較困難,尤其預混料更為不便,但如采納 料坯

17、預成型工藝則壓縮比就可顯著減小。 裝料量一般可預先估算,經試壓后再作調整。估算裝料量的方法可由如下四種: 計算法裝料量可按公式(1-1)計算: A = V G1+(3%5%) (1-1) 式中:A-裝料量(克); V-塑件體積(厘米3); G-所用塑料比重(克/厘米3); 3%5%-物料揮發物、毛刺等損耗量補償值。 形狀簡化計算法,將復雜形狀塑件簡化成由若干個簡單形狀組成,同時將 尺寸也相應變更,再按簡化形狀進行計算。 比重比較法,當按金屬或其它材料的零件仿制塑件時,則可將原零件的材 料比重與所選用的增強塑料比重之比及原零件重量求得裝料量。 注型比較法用樹脂或石蠟等澆注型材料注入模具型腔成型后

18、再以此零件 按比重比較法求得裝料量。 物料狀態增強料按其玻纖與樹脂混合制成原料的方式可分為如下三種狀態。 預混料是將長達1530毫米的玻纖與樹脂混合烘干而成,它比容大,流 動性比預浸料好,成型時纖維易受損傷,質量均勻性差,裝料困難,勞動條件差。適用于 壓制中小型、復雜形狀塑料及大量生產時,不宜用于壓制要求高強度的塑件。使用預混料 時要防止料結使流淌性迅速下降。該料互溶性不良,樹脂與玻纖易分頭聚積。 預浸料是將整束玻纖浸入樹脂,烘干切短而成。它流淌性比預混料差, 料束間相溶性差,比容小,玻纖強度損失小,物料質量均勻性良好,裝模時易按塑件形狀 受力狀態進行合理輔料,適用于壓制形狀復雜的高強度塑料。

19、 浸氈料是將切短的纖維均勻地鋪在玻璃布上浸漬樹脂而成的氈狀料,其 性能介于上述兩者之間。適用壓制形狀簡單,厚度變化不大的薄壁大型塑件。 硬化速度及貯存性增強塑料按其硬化速度可分為快速和慢速兩種。快速料固 化快,裝料模溫高,為適用于壓塑小型塑件及大量生產時常用原料。慢速料適用于壓制大 型塑件,形狀復雜或有專門性能要求及小批量生產時,慢速料必須慎重選擇升溫速度,過 快易發生內應力,硬化不勻,填充不良。過慢則降低生產效率。因此模具設計時應預先了 解所用料的性能和要求。 各種料都有其同意貯存期及貯存條件。凡超期或貯存條件不良者都會導致塑 料變質,阻礙流淌性及塑件質量,故試模及生產時都應注意。 1.2成

20、型條件(略) 熱固性增強塑料的成型條件 1.3塑件及模具設計注意事項 塑件設計時應注意下列事項。 塑件光潔度可達7 9,精度一般宜取35級,但沿壓制方向的精度不易保 證,宜取自由公差。 不易脫模,宜取較大脫模斜度。若不同意取較大脫模斜度時,則塑件徑 向公差宜取大。 塑件宜取回轉體對稱外形,不宜過高。 壁應厚而均勻,幸免尖角、缺口、窄槽等形狀,各面應圓弧過渡連接以 防止應力集中、死角滯料,填充不良,物料集聚堵塞流道。 孔一般應取通孔,幸免用5毫米以下的盲孔,盲孔底部應成半球面或圓 錐面以利物料流淌,孔徑及深度比一般為1213,大型塑件盡量不設計小孔,孔間距、 孔邊距宜取大,大密度排列的小孔不宜模

21、壓成型。 螺孔比螺紋易成型,M6以下螺紋不宜成型,齒形宜用半圓形及梯形,其 圓角半徑應大于0.3毫米,并應注意半角公差,能夠參照一般塑制的螺紋進行設計。當塑件 螺紋與其它材料螺紋零件接合時,要考慮其配合張力,螺紋段長度應取最小尺寸。 成型壓力大,嵌件應有足夠強度,防止變形損壞,定位必須可靠。 收縮小,有方向性,易發生熔接不良,變形、翹曲、縮孔、裂紋及應力 集中,樹脂填料分布不勻。薄壁塑件易碎,不易脫模,大面積塑件易發生波浪及物料聚積。 模具設計時應注意下列事項: 要便于裝料,有利于物料流淌填充型腔。 脫模斜度宜取1以上。 宜選塑件投影面大的方向作為成型加壓方向便于物料填充型腔,但不宜 把尺寸精

22、度高的部位和嵌件、型芯軸線垂直方向作為成型加壓方向。 物料滲入力強,導致飛邊厚不易去除,選擇分型面時應注意飛邊方向。上下 模及并鑲件宜取整體結構,組合結構裝配間隙不宜取大,上下模可拆成型零件宜取34級 滑動配合。 收縮率為00.3%,一般取0.10.2%,物料體積一般取塑件體積的23倍。 成型壓力大,物料滲擠力大。模具型芯嵌件應有足夠強度、防止變形、 位移與損壞。尤其對細長型芯與型腔間空隙較小時更應注意。 模具應拋光、淬硬。 頂出力大,頂桿應有足夠強度,頂出應均勻,頂桿不宜兼作型芯。 快速成型料在成型溫度下即可脫模,慢速成型料模具應設有加熱及強迫 冷卻措施。 2、熱塑性增強塑料 熱塑性增強塑料

23、一般由樹脂及增強材料組成。目前常用的樹脂要緊為尼龍、聚苯 乙烯、ABS、AS,聚碳酸酯、線型聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。增強材料一般為無堿 玻璃纖維(有長短兩種,長纖維料一般與粒料長一致為23毫米,短纖維料長一般小于0.8 毫米)經表面處理后與樹脂配制而成。玻纖含量應按樹脂比重選用最合理的配比,一般為 20%40%之間。由于各種增強塑料所選用的樹脂不同,玻纖長度、直徑,有無含堿及表面處 理劑不同其增強效果不一,成型特性也不一。 如前所述增強料可改善一系列力學性能,但也存在一系列缺點:沖擊強度與沖擊 疲勞強度低(但缺口沖擊強度提高);透明性、焊接點強度也降低,收縮、強度、熱膨脹 系數、熱傳導

24、率的異向性增大。故目前該塑料要緊用于小型,高強度、耐熱,工作環境 差及高精度要求的塑件。 2.1工藝特性 流淌性差增強料熔融指數比一般料低30%70%故流淌性不良,易發生填充不 良,熔接不良,玻纖分布不勻等弊病。尤其對長纖維料更易發生上述缺陷,并還易損傷纖 維而阻礙力學性能。 成型收縮小、異向性明顯成型收縮比未增強料小,但異向性增大沿料流方向 的收縮小,垂直方向大,近進料口處小,遠處大,塑件易發生翹曲、變形。 脫模不良、磨損大不易脫模,并對模具磨損大,在注射時料流對澆注 系統,型芯等磨損也大。 易發生氣體成型時由于纖維表面處理劑易揮發成氣體、必須予以排出,不 然易發生熔接不良、缺料及燒傷等弊病

25、。 2.2成型注意事項 為了解決增強料上述工藝弊病,在成型時應注意下列事項: 宜用高溫、高壓、高速注射。 模溫宜取高(對結晶性料應按要求調節),同時應防止樹脂、玻纖分頭聚積, 玻纖外露及局部燒傷。 保壓補縮應充分。 塑件冷卻應均勻。 料溫、模溫變化對塑件收縮阻礙較大,溫度高收縮大,保壓及注射壓力增 大,可使收縮變小但阻礙較小。 由于增強料剛性好,熱變形溫度高可在較高溫度時脫模,但要注意脫模后均勻冷卻。 應選用適當的脫模劑。 宜用螺桿式注射機成型。尤其對長纖維增強料必須用螺桿式注射機加工,假如 沒有螺桿式注射機則應在造粒后象短纖維料一樣才可在柱塞式注射機上加工。 2.3成型條件 常用熱塑性增強塑

26、料成型條件見表(略)。 2.4模具設計注意事項 塑件形狀及壁厚設計特不應考慮有利于料流暢通填充型腔,盡量幸免尖角、缺口。 脫模斜度應取大,含玻璃纖維15%的可取12,含玻璃纖維30%的可取 23。當不同意有脫模斜度時則應幸免強行脫模,宜采納橫向分型結構。 澆注系統截面宜大,流程平直而短,以利于纖維均勻分散。 設計進料口應考慮防止填充不足,異向性變形,玻璃纖維分布不勻,易產 生熔接痕等不良后果。進料口宜取薄片,寬薄,扇形,環形及多點形式進料口以使料流亂流, 玻璃纖維均勻分散,以減少異向性,最好不采納針狀進料口,進料口截面可適當增大,其長度應短。 模具型芯、型腔應有足夠剛性及強度。 模具應淬硬,拋

27、光、選用耐磨鋼種,易磨損部位應便于修換。 頂出應均勻有力,便于換修。 模具應設有排氣溢料槽,并宜設于易發生熔接痕部位成型前的物料干燥成型加工前,塑膠必須被充分的干燥。含有水分的材料進入模腔后,會使制件的表 面出現銀絳狀的瑕斑,甚至會在高溫時發生加水分解的現象,致使材質劣化。因此在成型加 工前一定要對材料進行預處理,使得材料能保持合適的水分。以下為幾種塑料的烘料條件及 成型時所能同意的適當水分:塑料名稱干燥溫度干燥時刻初期水分適合水分熱風除濕ABS802hr0.20.4%0.07%PS708012hr0.10.2%0.07%PE608012hr0.10.2%0.07%PP608012hr0.10

28、.2%0.07%PVC607012hr0.10.2%0.07%PMMA80903hr0.20.4%0.07%PA8046hr0.52.0%0.1%PC12024hr0.10.2%0.02%POM802hr0.20.4%0.02%MPPO8010024hr0.1%0.02%PBT130342hr0.20.4%0.02%R-PET13045hr0.20.4%0.02%PPS13018013hr0.10.2%0.05%PES1803hr0.4%0.05%PEEK1503hr0.5%0.06%注: 最佳;可同意;盡量幸免;不行模溫的設定 模溫阻礙成型周期及成形品質,在實際操作當中是由使用材質的最低適當

29、模溫 開始設定,然后依照品質狀況來適當調高。 正確的講法,模溫是指在成形被進行時的模腔表面的溫度,在模具設計及成形 工程的條件設定上,重要的是不僅維持適當的溫度,還要能讓其均勻的分布。 不均勻的模溫分布,會導致不均勻的收縮和內應力,因而使成型口易發生變形和翹曲。 提高模溫可獲得以下效果; 加成形品結晶度及較均勻的結構。 使成型收縮較充分,后收縮減小。 提高成型品的強度和耐熱性。 減少內應力殘留、分子配向及變形。 減少充填時的流淌陰抗,降低壓力損失。 使成形品外觀較具光澤及良好。 增加成型品發生毛邊的機會。 增加近澆口部位和減少遠澆口部位凹陷的機會。 減少結合線明顯的程度 增加冷卻時刻。計量及可

30、塑化 在成型加工法,射出量的操縱(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的 可塑化機構(Plasticating unit來擔任的 加熱筒溫度(Barrel Temperature) 盡管塑料的熔融,大約有6085%是因為螺桿的旋轉所產生的熱能,然而塑料 的熔融狀態仍然大受加熱筒溫度的阻礙,尤以靠近噴嘴前區的溫度-前區的溫度過高時易 發生滴料及取出制件時牽絲的現象。以下表格為幾種塑料的適當料溫、模溫及成型收縮率等。 料不適當模溫料筒溫度成型收縮率射出壓力PA40601602600.20.6%5001000kg/cm2ABS50701902600.40.8%5001500kg/cm2AS5

31、0701702900.20.6%7001500kg/cm2PMMA59801802600.20.8%7001500kg/cm2LDPE35651403001.55%3001000kg/cm2HDPE40701503001.55%3001500kg/cm2PP20801803000.82.5%4001500kg/cm2軟PVC507015019015%6001500kg/cm2硬PVC50701501900.10.4%9001500kg/cm2EVA20551202000.72%6001500kg/cm2PC801202603200.60.8%10001500kg/cm2POM801201902

32、400.62%5001500kg/cm2改生PPO601002602800.70.8%12001300kg/cm2PA20902202850.62%5001400kg/cm2CA20801702650.20.7%700900kg/cm2PSF901653304200.7%7002000kg/cm2PET5015029031512%7001400kg/cm2PBT60702302700.52%3001200kg/cm2螺桿轉速(screw speed) A.塑料的熔融,大體是因螺桿的旋轉所產生的熱量,因此螺桿轉速太快,則 有下列阻礙: a.塑料的熱分解。 b.玻纖(加纖塑料)減短。 c.螺桿或加

33、熱筒磨損加快。 B.轉速的設定,能夠其圓周速(circumferen-tial screw speed)的大小來衡量: 圓周速=n(轉速)*d(直徑)*(圓周率) 通常,低粘度熱安定性良好的塑料,其螺桿桿旋轉的圓周速約可設定到 1m/s上下,但熱安定性差的塑料,則應低到0.1左右。 C.在實際應用當中,我們能夠盡量調低螺桿轉速,使旋轉進料在開模前完成即可。 背壓(BACK PRESSURE) A.當螺桿旋轉進料時,推進到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓,在射 出成型時,能夠由調整射出油壓缸的退油壓力來調節,背壓能夠有以下的效果: a.熔膠更均勻的熔解。 b.色劑及填充物更加均勻的分散。 c.

34、使氣體由落料口退出。 d.進料的的計量準確。 B.背壓的高低,是依塑料的粘度及其熱安定性來決定,太高的背壓使進料時 間延長,也因旋轉剪切力的提高,容易使塑料產生過熱。一般以515kg/cm2為宜。 松退(SUCK BACK,DECOMPRESSION) A.桿旋轉進料結束后,使螺桿適當抽退,能夠螺桿前端熔膠壓力降低,此稱 為松退,其效果可防止噴嘴部的滴料。 B.不足,容易使主流道(SPRUE)粘模;而太多的松退,則能吸進空氣,使成 型品發生氣痕。安定成型的參數設定 1、事前確認及預備設定 確認材料干燥、模溫及加熱筒溫度是否被正確設定并達到可加工狀態。 檢查開閉模及頂出的動作和距離設定。 射出壓

35、力(P1)設定在最大值的60%。 保持壓力(PH)設定在最大值的30%。 射出速度(V1)設定在最大值的40%。 螺桿轉速(VS)設定在約60RPM。 背壓(PB)設定在約10kg/cm2。 松退約設定在3mm。 保壓切換的位置設定在螺桿直徑的30%。例如100mm的螺桿,則設定30mm。 計量行程比計算值稍短設定。 射出總時刻稍短,冷卻時刻稍長設定。 2、手動運轉參數修正 閉鎖模具(確認高壓的上升),射出座前進。 以手動射出直到螺桿完全停止,并注意停止位置。 螺桿旋退進料。 待冷卻后開模取出成型品。 重復的步驟,螺桿最終停止在螺桿直徑的10%20%的位置,而且成型品無短射、毛邊及白化,或開裂

36、等現象。 3、半自動運轉參數的修正 計量行程的修正計量終點 將射出壓力提高到99%,并把保壓暫調為0,將計量終點S0向前調到發生短射,再向后調至發生毛邊,以其中間點為選擇位置。 出速度的修正把PH回復到原水準,將射出速度上下調整,找動身生短射及毛邊的個不速度,以其中間點為適宜速度本時期亦可進入以多段速度對應外觀問題的參數設定。 保持壓力的修正上下調整保持壓力,找動身生表面凹陷及毛邊的個不壓力,以其中間點為選擇保壓。 保壓時刻或射出時刻的修正逐步延長保持時刻,直至成型品重量明顯穩定為明適選擇。 冷卻時刻的修正逐步調降冷卻時刻,并確認下列情況能夠滿足:1、成型品被頂出、夾出、修整、包裝可不能白化、

37、凸裂或變形。2、模溫能平衡穩定。肉厚4mm以上制品冷卻時刻的簡易算法: 理論冷卻時刻=S(1+2S).模溫60度以下。 理論冷卻時刻=1.3S(1+2S).模具60度以上S表示成型品的最大肉厚。 塑化參數的修正 確認背壓是否需要調整; 調整螺桿轉速,使計量時刻稍短于冷卻時刻; 確認計量時刻是否穩定,可嘗試調整加熱圈溫度的梯度。 確認噴嘴是否有滴料、主流道是否發生豬尾巴或粘模,成品有無氣痕等現象,適當調整噴嘴部溫度或松退距離。 段保壓與多段射速的活用 一般而言,在不阻礙外觀的情況下,注射應以高速為原則,但在通過澆口間及保壓切換前應以較低速進行; 保壓應采納逐步下降,以幸免成型品內應力殘留太高,使

38、成型品容易變形。常見注塑缺陷排除指南、充填不足(short shot) 溶融之塑料經射入模穴中,尚未灌滿時即已冷卻硬化,此種欠料之現象稱之為充填不足。由機床引起的緣故及對策 原因對策1.射出能力不足機臺射出部能力確認2.射出壓力太低提高壓力3.原料溫度低,流淌性差確認加熱缸溫度及提高射出壓力4.原料供給量不足增加料量5.射出速度慢提高射速6.射出噴嘴部阻力大確認孔徑及電熱能力7.螺桿進料不良手動進料8.原料落下因難確認清除原料團,降低入料口溫度9.螺桿射出逆流更新check ring(逆止環)由模具引起的緣故及對策 原因對策1.湯口設計不平均重新計算與修正2.湯口流道澆口設計過小重新計算及加大

39、尺寸3.冷料儲井堵塞清除堵塞部位4.排氣不良追加逃氣設計5.模溫低減少冷卻水溫、水量6.成品肉厚太薄檢查排氣性或增加肉厚設計7.熱料道堵塞未通檢查電路及溫度并檢修8.模具冷卻不當確認水路系統并修改之由原料引起的緣故及對策 原因對策1.材料本身流淌性差確認或材料變更2.潤滑處理不當修正使用部位及量的多少3.離噴過多降低使用量、毛邊(flash) 塑膠料流出動靜模之接合面,形成芒刺壯之現象,稱之為毛邊。由機床引起的緣故及對策 原因對策1.射出壓力大降低壓力2.開模壓力不足重新調整增加3.射出供料量太多降低射出供料量4.原料溫度高,流淌性過佳降低原料加熱溫度5.保壓時是過長壓低保壓時刻6.射出速度太

40、快降低射出速度7.機臺動靜模板平行度欠佳利用長度規測量平長度、調整由模具引起的緣故及對策 原因對策1.公母模接合不良確認平行度及合模線、調整2.合模面附著異物清除異物3.模具之投影面積太大重新計算機臺能力或換機4.模具老舊破損修補破損部位5.熱澆道溫度設定過高調整適當的溫度由原料引起的緣故及對策 原因對策1.材料本身的粘度低,流淌性良降低成型溫度、模具溫度或變更材質、縮水(sink mark): 此種現象在成型品表常會發覺到,其發生之要緊緣故系原料在準卻過程中,體積向肉厚的中心部逐漸收縮,而造成成品表面的凹陷狀況。特不是肉厚特不大的部位,其表面更加明顯。由機床引起的緣故及對策 原因對策1.射速

41、太慢提高射出速度2.射壓偏低提高射出壓力3.保壓時刻不足增加保壓時刻4.原料供應量不足增加原料供應量5.原料溫度偏高降低原料加熱溫度6.射出噴嘴太長或孔徑太小更換短噴嘴或增大噴嘴孔徑7.射出噴嘴與模具湯口未吻合重新校正中心度及圓弧度8.射出噴嘴部溫度低提高噴嘴溫度9.開模太早、冷卻不足增加冷卻時刻10.熱流道溫度低提高熱流道之溫度11.射出時原料產生逆流螺桿逆止環更換由模具引起的緣故及對策 原因對策1.模具溫度太高增加冷卻水路或降低水路2.模具溫度不一局部過高確認水路循環系統或增減3.湯口或流道細小重新計算及修改湯口或流道4.模穴有特不厚肉的部位增加厚肉部位之流道5.肉厚設計不均一或不適當依肉厚比例修正由原料引起的緣故及對策 原因對策1.原料流淌性太好修正成型條件配合或變更村質或規格級數2.原料收縮率太高、流道痕(flow mark) 熔融的原料射入模穴后,以進料點為中心,呈現年輪狀紋路的現象。由機床引起的緣故及對策 原因對策1.原料溫度低,流淌性不夠提高原料加熱溫度2.射出速度慢提高射出速度3.射出噴口太長、孔徑太小適當修正孔徑、更換合適品4.保壓壓力低提高保壓壓力5.保壓時刻不足增加保壓時刻6.原料供

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