1,塑膠材料簡介2,注塑模具結構簡介3,注塑成形機及成形條件簡介4,常見注塑不良的原因及改善方法塑膠部品知識講義第一節塑膠材料簡介◆什么是塑料？

在一定溫度和壓力下能塑制成一定的形狀，并以高分子化合物或以合成樹脂為基礎的一類物質，這一類物質的統稱叫塑料。它是有非常大分子量的高分子合成材料。◆塑料的組成成分

1）合成塑料合成樹脂是人工合成的高分子化合物，是塑料的基礎，其本性確定塑料的基本性能。

2）填充材料為滿足各種應用領域的性能要求，加入相應材料以彌補樹脂本身性能的不足。如：玻璃纖維、云母、石粉、硅藻土等。

3）增塑劑：提高材料流動性，增加柔軟性，改善加工性

4）穩定劑：防止塑料在加工和使用過程中受熱和光的作用而使性能變壞

5）潤滑劑：為防止塑料在加工過程中粘模（粘附）現象而影響制品的外觀，使表面光滑。

6）其它配合劑（著色劑、固化劑、發泡劑、導電劑等）:按制品性能要求調配。

常用塑膠材料簡稱1，塑料按來源可分為：

◆

天然塑料：松香、琥珀等

◆合成塑料：是從石油、煤、空氣、水、農副產品等物質中提煉出的化學物質制成的高分子有機化合物。塑料的3種常見分類方法2，塑料按受熱特性可分為：◆熱塑性塑料：

PC

、

ABS、PS、PMMA、PPS等加工特性：

?在加工過程中一般只是物理反應，可循環使用。?材料原料→加熱→完全溶解→注塑成形→冷卻→固體

?材料分子量越大，溶融粘度越高，流動性差，成形加工困難。

?材料濕度越高，越容易發生分解，導制品外觀不良，甚至會影響制品的機械強度和絕緣性能。◆熱固性塑料

PF酚醛（電木粉）UF脲甲醛（電玉）

MF聚氰胺甲醛UP不飽和聚脂

VI投影機下光通道使用BMC(bulkmoldingcompounds),簡稱揉團成型材料,屬于UP(不飽和聚脂)的一種,主要優點為耐高溫,成型尺寸穩定,電絕緣性能好.汽車車燈/電器開頭也經常使用此材料.

加工特性：

?在加工過程中起化學反應（變化），不可逆性反應，因此，不能再生循環使用。

?塑料質量→加熱→半溶解→注塑成形→加熱（化學變化）→硬化→固體

?射出壓力越高流動性越好，但殘留應力大，容易產生披鋒。

?材料濕度越高流動性越好，但濕度過大會影響硬化速度、制品的外觀和絕緣性能。3，塑料按結晶結構可分為：◆結晶性塑料（結晶是指分子規則地進行排列的結構）

POM、PE、PP、PET、PPS、LCP、PA、PBT、PP/PMMA等特征：

?內部分子結構規則，收縮率大，2%-3%。

?原色混濁，不透明加工特性：

?加工時剪切熱少，溫差少。

?成形冷卻的速度會影響結晶度的變化，在急冷時結晶度小，特別是成形品的表面部分；慢慢冷卻時結晶化度大，特別是成形品的內部更加明顯。

?結晶化度越高，成形品的外觀就越好，尺寸更加穩定，且抵抗力越大，不易變形。◆非結晶塑料PS、PC、ABS、PMMA、PPE、PPE/PS、HI-PS、PVC、PC/ABS等特征：?內部分子不規則排列，收縮率小，0.2%-0.5%。

?原色透明，ABS除外。加工特性：

?由于內部分子不規則排列，加工時剪切熱大，溫差大。?與結晶性塑料相比表面硬度高但質脆，加工過程中易產生應力開裂的現象。

?塑膠的一般特性與用途下表簡單概述了射出成形材料的構造、性質、用途.UL防火等級

UnderwritersLaboratories

Inc.成立于1894年,是一個無現金儲備的非盈利性組織,受控于美國特拉華州制定相關法律.

其主要職能是建立,維護并操作實驗室以測試裝置,系統和材料與生命財產的危害間關系.并且確認,定義和出版標準,材料,設備,產品,設施,構件,方法及系統的分類及規格等.UL相關標準評估材料所使用到的標準:其中:短期性能包括:HAI(高安培電弧點火),

CTI等長期性能包括:熱老化測試,失效次數,連續使用溫度等HBF發泡材料水平燃燒測試;HBF,HBF-1,HF-2HB水平置放試片,緩慢燃燒,燃燒速率<76mm/min試片厚度<3mmV-0垂直置放試片,試片火焰后10秒內熄滅,可燃性滴垂不允許V-1垂直置放試片,試片火焰后30秒內熄滅,可燃性滴垂不允許V-2垂直置放試片,試片火焰后30秒內熄滅,可燃性滴垂允許5V每個試片5次火焰(每次持續5秒)后60秒內火焰熄滅

5VB平板樣品,測試過程中有融穿現象.5VA平板樣品,測試過程中無融穿現象.UL等級中最高UL94測試項目分類VI投影機常用塑膠部品的防火等級:上下殼/燈膽蓋：UL94-5VB光通道/燈膽支架：UL94V-0排氣通道:UL94V-0電源支架/鎮流器支架：UL94V-0

所謂模具（Mold）是指為了將塑膠原料做成某種形狀，而用來承接射出注入樹脂的金屬制模型。第二節注塑模具結構簡介塑料成形的常見手段：①射出成形------外殼、結構件->注塑模②擠出成形------棒類、帶->擠出模③吹塑成形------瓶、罐->吸塑模注塑模具的分類

1、兩板模

1）旁側式水口

2）潛伏式水口

3）大水口

2、三板模

1）點水口兩板模三板模常用兩板模形式上固定板母模板公模板模腳下固定板導柱支撐柱與二板模相比較﹐在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的剝料板﹐可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出。常用三板模形式定位環注口襯套

大拉桿

小拉桿撥塊開閉器公模仁公模板上頂出板下頂出板支撐柱上固定板剝料板母模板母模仁成品導柱回位銷定位塊(上)定位塊(下)模腳下固定板料頭滑塊

常用三板模有三次分型,第一次在剝料板與母模板之間,第二次在剝料板與上固定板之間,第三次在母模板與公模板之間.

當公模側起初受到注塑機的拉力時,公母模板之間由於裝有開閉器,而剝料板與母模板之間沒有任何連結和阻礙,(多數情況下小拉桿上還裝有彈簧)這時在拉力作用下剝料板與母模板首先分開,母模板隨著公模板一起向後運動,運動到設定距離(大于料頭長度)時,被小拉桿限位塊擋住,由於母模板隨注塑機動模側繼續向後運動,這樣小拉桿也被帶動,它又帶動剝料板運動一個設定距離(常為8mm),以便將料頭打下.這個設定距離運動完後,小拉桿和母模板都停止運動.

注塑機動模側繼續動模側向後運動,拉力不斷增大,超過開閉器鎖緊力.母模板與公模板分開.分開到設定距離時停止不動.

在頂桿的推動下,頂出板帶動頂出機構(頂針,斜稍等)開始頂出動作,將成品頂出(自動落下或由機械手取走)三板模的開模過程三板模的優點1.澆口的位置可依成品形狀找到最優處2.澆口可以使用針點進澆來自動切斷1.流道面積大﹐制品廢料多2.模具分模行程大﹐而且不穩定﹐需用較大的成型機3.成型過程中壓力損失大4.模具構造復雜﹐價格高﹐容易出故障。三板模的缺點注塑模具由以下五大系統構成

1，澆注系統2，冷卻系統3，頂出系統4，排氣系統5，機構系統澆注系統﹕塑膠熔融體從注射機的噴嘴出來后﹐到達模腔前在模具中所流經的通道。澆注系統的組成部分﹕澆注系統主流道﹕從注射機的噴嘴起到分流道為止的一段料流通道。澆口﹕分流道與模腔之間長度很短且截面很小的一段料流通道。分流道﹕主流道與澆口之間的料流通道。冷料井﹕用于儲存前端冷料的流道末端。1,澆注系統設計澆注系統的基本原則﹕在滿足塑料制品質量的同時﹐還應有利于

提高成型速度來縮短成型周期。冷流道減少廢料縮短循環時間減少壓力損失控制塑膠流動

熱流道系統的特點2,冷卻系統﹕

模具設置冷卻系統的作用◆控制模溫以提高塑件質量﹐主要表現在對于表面光潔度﹑殘余應力﹑結晶度﹑熱彎曲的影響。◆縮短成型周期﹐成型周期80%左右要用于冷卻﹐模具設計良好的冷卻系統對提高生產率十分必要。◆冷卻大型滑動件避免卡死。下圖為一模四穴﹐四個模仁等效水路冷卻﹐保証各穴冷卻效果的一致性。INOUTOUTININOUTOUTIN3,頂出系統﹕

制品頂出是注射成型過程中最后一個環節,當制品在模具中固化后﹐需要有一套有效的方式將其從模具中頂出﹐頂出質量的好壞將最后決定制品的質量,因此,制品的頂出是不可忽視的.

且在頂出中不能使制品變形﹑頂白﹑破裂等損壞制品的現象。這種裝置就是頂出系統﹐頂出系統有如下幾類﹕1.圓頂針2.扁頂針3.套筒4.脫料板5.斜銷。

◆

圓頂針圓頂針:為最普遍最簡單的頂出裝置﹐圓頂針及頂針孔都易於加工,因此已被作為標準件而廣泛使用。◆扁頂針

扁頂針:當成品空間較小﹐不宜使用圓頂針時采用扁頂針。扁頂針◆套筒

套筒(頂管):當成品有boss時使用﹐一般排部在成品boss的底部。成品套筒內芯套筒外壁螺釘鎖固形式壓板形式4，排氣系統

在塑料熔體填充注射模腔的過程中﹐模腔內除了原有的空氣外﹐還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發而成的水蒸氣﹑塑料局部過熱分解產生的低分子揮發性氣體﹑塑料助劑揮發(或化學反應)所產生的氣體以及熱固性塑料交聯硬化釋放的氣體。這些氣體如果不能被排出模腔﹐將會影響制品成型以及脫模后的質量。因此﹐在設計模腔結構與澆注系統時﹐必須考慮設置排氣結構﹐以保証制品不因排氣不良而發生質量問題。

排氣槽的寬度可取1.5-6MM﹐深度以塑膠熔體不溢進排氣槽為宜﹐其數值與熔體粘度有關﹐一般可在0.02-0.05MM范圍內選擇。5，機構系統機構系統主要是為了讓成品能夠順利的射出成型﹐得到理想的產品而設計的。以目前較常見之情形大致有﹕◆為處理成品外部倒勾的機構(滑塊機構)﹔◆為處理成品內部倒勾的機構(斜銷機構)﹔◆導向機構（導柱/導套）﹔◆定位機構（模板定位塊/模仁定位凸臺）﹔◆支撐機構（支承柱）﹔

目前確定各種塑料收縮率（成形收縮＋後收縮）的方法，一般都推薦德國國家標準中DIN16901的規定。即以23℃±0.1℃時模具型腔尺寸與成形後放置24小時，在溫度為23℃，相對濕度為50±5%條件下測量出的相應塑件尺寸之差算出。

收縮率S由下式表示：S={(D－M)/D}×100%

其中：S-收縮率；D-模具尺寸；M-塑件尺寸。

如果按已知塑件尺寸和材料收縮率,

計算模具型腔則為:D=M/(1-S)

但在確定收縮率時，由於實際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值，因而用D=M/(1-S)計算型腔尺寸也基本上滿足要求。在制造模具時，型腔則按照下偏差加工，型芯則按上偏差加工，便於必要時可作適當的修整。

難於精確確定收縮率的主要原因，首先是因各種塑料的收縮率不是一個定值，而是一個范圍。因為不同工廠生產的同種材料的收縮率不相同，即使是一個工廠生產的不同批號同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠只能為用戶提供該廠所生產塑料的收縮率范圍。其次，在成形過程中的實際收縮率還受到塑件形狀，模具結構和成形條件等因素的影響。模具尺寸的計算第三節注塑成形機及成形條件簡介◆注射成形機的概要射出成形機是由將塑料溶融塑化后射出、注入到模具模腔內的塑化射出裝置和模具安裝、開閉、鎖模的鎖模裝置構成。射出成形機的種類由其結構的設置形式不同而種類多樣化。①臥式射出成形機：塑化射出裝置與鎖模裝置在橫向同一直線上設置的形式。②立式射出成形機（臥式加熱筒）：塑化射出裝置為橫向設置，鎖模裝置為縱向設置的形式。③立式射出成形機（立式加熱筒）：塑化射出裝置與鎖模裝置在縱向同一直線上設置的形式。④預置式射出成形機：塑化射出裝置為射出裝置和塑化裝置各自分開的形式。最常用的是臥式射出成形機。如下圖：塑化射出裝置鎖模裝置控制盤◆注塑成形流程射出(充填)閉模保壓冷卻.計量開模成形品脫模(頂出)?閉模：將模具閉合并提供相應的鎖模壓力。?射出：按設定的射出壓力、速度將溶融的塑料充填至模腔中。?保壓：為了補充塑料在模具內冷卻硬化引起的體積減少（收縮）所需的塑料。?冷卻：將注入模腔的塑料溫度降低至制品取出后不變形的溫度。?計量：保壓結束后塑料在模腔內冷卻的同時為下一循環準備所需的溶融的塑料。?開模：將模具型腔（前模、后模）分開，并達到取出制品的空間要求。?成品脫模：通過成形機的頂出糸統將制品從后模頂出。制品取出后進入下一循環。◆注塑成形條件的五大要素速度（射出速度、保壓速度、計量速度）壓力（射出壓力、保壓壓力、背壓、鎖模壓力）溫度（加熱筒溫度、烤料溫度、模溫）位置（計量位置、保壓切換位置、速度切換位置）時間（射出時間、保壓時間、冷卻時間）注塑成形條件1）射出速度