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1、塑膠射出成型基礎講義,目 錄,一、塑膠射出成型概論二、射出成型制程工藝三、射出成型參數設定四、塑膠射出成型常見不良分析五、成型事故與對策案例,射出成型概論,大多數的成型都是將塑膠加熱熔融后，在模具中或經由模具以壓、抽、擠、滾、吹或吸而使之成為我們所要的行狀。,射出成型 Injection Molding擠壓成型 Extrusion吹塑成型 Blow Molding真空成型 Vacuum Forming壓縮成型 Compression Molding滾塑成型 Rotation Molding鑄塑成型 Casting Molding層積成型 Lamination,塑膠成型方式 分類,借助射出機螺杆
2、將乾燥好的塑膠原料粒攪入射出機加熱料筒中加熱塑化，達到流動狀態，螺杆在旋轉的過程中塞閥逐步後退，將塑料向前聚集，黨螺杆停止轉動后，由注射活塞通過螺杆作用把熔融態的原料射入閉合模具的形腔形成製品的過程；,射出成型概論,射出成型的三要素：塑膠原料 射出機 模具,塑膠材料:一種以合成或天然的高分子化合物為主要成份在一定的溫度和壓力條件 下可塑制成一形;狀當外力解除后在常溫下仍能保持基形狀不變的材料.,塑膠原料 基本介紹,塑膠原料 分類標準及術語,聚碳酸酯 PC 主要性能:透明度好,僅次于PMMA,剛硬且沖擊韌性好,工程塑料中韌性最好,尺寸穩定性好,不易燃,可作阻燃材料,ABS成份:丙烯晴.丁二烯.苯
3、乙烯共聚合物主要性能:加工性好,兼具韌性.剛性与絕佳的耐化學性,各項性能均佳,且价格不高,抗沖聚苯乙烯(HIPS)主要性能:絕緣性好,易著色,加工容易,但易脆易屈服,在工程塑料中沖擊強度最低相對价格最低,塑膠原料 常見塑膠（一）,聚氯乙烯 PVC 主要性能:优良的化學穩定性,良好的電性能和耐燃性,通過添加不同比例的助劑可以生產軟硬不同的產品.耐熱性較差,流動溫度接近于分解溫度,成型溫度范圍窄,溫度過高會發黃,放出瓦斯气,腐蝕模具及成型机.,聚酰胺（PA)尼龍具有優良的韌性,耐磨性,耐疲勞性,自潤滑性和自熄性.低溫性能好,沖擊強度高;并且很高抗拉強度,彈性好.尼龍吸水性大,吸水后一定程度提高抗沖
4、擊強度,但其它強度下降,聚乙烯(PE)半透明粒子,膠件外觀呈乳白色.聚乙烯其柔軟性,抗沖擊性,延伸性和耐磨性,低溫韌性好.常溫下不溶于任何溶劑,化學性能穩定;另一方面PE難以粘結.機械強度不高,熱變形溫度低,表面易劃傷.,塑膠原料 常見塑膠（二）,塑膠原料 物理特性和價格,注塑机的分类方法非常多，通常可分为下列几种：1.以驱动方式分：油压注塑机、全电注塑机、电液复合注塑机。2.以锁模机构的运动方向分：卧式注塑机，立式注塑机。3.以原料分：热塑性注塑机、热固性注塑机（电木机）、粉末注塑机（金属、陶 瓷、合金）。4.以液压控制方式分：开环控制注塑机、闭环控制注塑机。5.以锁模结构分：曲肘式注塑机、
5、直压式注塑机、复合直压式注塑机。6.以射出结构分：单色机、双色机、多色机,射出成型機 基本分類,射出成形機 合模機構,曲肘式,油壓式,合模機構型式,机器的结构（电动系统图）,射出成型機 臥式電動機構造,射出成型機 臥式油壓機構造,常見塑膠模具 基本分類,一般塑膠模具只有兩種形式：兩板模（一次分型）：入膠口料頭隨產品一同脫出三板模（兩次分型）：先將入膠流道與產品拉斷，然後產品頂出,兩板模,三板模,常見塑膠模具 兩板模,常見塑膠模具 三板模,射出成型制程工藝,射出成型制程,原料烘干,加熱原料至熔融態,射出機械工藝過程,製品完成,模具狀況,成型參數,射出成型制程 原料運輸,塑膠原料會因;製造、運輸、
6、存放過程都會造成塑膠粒子含水分；含水率受材料自身，環境影響，黨水分吸收均衡，塑膠粒子處於穩定狀態；,原料中含水份，會在加熱環境下，對原料中水敏成份產生影響；在射出機螺杆中的原料中的水會變成蒸汽，產生射出氣爆現象；會造成產品外觀不良以及物理性能下降情況；會造成產品尺寸不穩定情況；,高温、高压下水分变成气体或材料中的水敏添劑 发生水解作用，使塑膠起泡、动性下、射出后的成品外以及机电性能出現；常見有流水紋，氣爆痕，氣泡，表面無光澤，抗衝擊及抗拉伸強度降低等；利用原料乾燥機熱風將原料烘烤干，降低水分含量；,射出成型制程 原料烘乾,乾燥條件,原料 烘料溫度 烘料時間 露點空氣,PPO 991-2 Hou
7、rs-30ABS 822-4 Hours-30PC1203-4 Hours-30PEI 1203-4 Hours-30PBT1202-4 Hours-30PSU/PES 130-150 4 Hours-30,NOTE:回收料使用因粉碎顆粒較大,必須增長烘乾時間,每一規格塑料之烘乾條件請參照物性表建議事項.,射出成形制程 乾燥條件,將烘烤后的原料抽入注塑機的螺杆料斗中，利用螺杆壁上的電加熱片裝置，使原料固體狀態變成合適熔融態；隨原料的不同，其物線特性也不同，加熱溫度設置以及加熱時間等都要在合 理範圍內，不能違背材料的物理特性；,射出成型制程 原料熔融,模具的温度对注塑件的质量和注塑时间有着决定性
8、的作用 利用模溫機用来加 热或冷却模具并保持它的工作温度，保证注塑件品质稳定和优化加工时间 1.提高产品的成型效率和生產穩定性;2.降低不良品的产生;3.提高产品的外观,抑制产品的缺陷;,射出成型制程 模具恒溫,射出成型制程 常見 原料物線表,熔融態的塑膠通過射出機螺杆等機械動作，高速射入密閉的模具型腔內，經過：關模-鎖模-射膠-填充-保壓-冷卻-開模-頂出-完成成品-關模 多次循環即可大量的生產塑膠製品；,射出成型制程 射出機參數程序,射出成型制程 射出機螺杆程序,射出成型參數五原則：射出壓力 填充時間 射出溫度 保壓壓力和時間 背壓,射出成型制程 射出機工藝循環演示,射出成型參數設定,射出
9、壓力:這是向模具模穴里充填熔融塑膠所需要的力,但此壓力並非是單一化的設 定,而是射出速度控制的結果產生的壓力.,射出壓力的設定是依靠設定螺杆活塞向前推進的速度而決定.,射出壓力的設定依據是1.必須能使活塞逆止閥。打開；2.必須能對抗模腔中氣體內壓，使塑膠流入模腔；3.使產品填飽；4.可在上述的原則下，適當調整控制產品外觀等；,射出成型參數 射出壓力,填充時間:即是把已設置好料管熔融樹脂充填模腔所需要的時間,填充時間的設定其實也就是設定螺杆在填充階段前進的時間。,（S=Vt，射出壓力通常都是用速度控制，射出時間配合壓力，就可決定螺杆前進量，既填充塑膠量）,填充時間的設定依據是1.必須能熔融態塑膠
10、填充完成整個模腔；2.設置過大會造成模具撐開，產生過載或者毛邊，溢料等；3.設置過小會使產品缺膠，縮水，射膠不夠等等；4.可因調整射壓，模具等因素配合調整；,射出成型參數 填充時間,一。塑膠原料自身的物理特性決定了射出溫度設定的極限值,二。射出溫度的設定即為射出機料管各段加熱片加熱溫度的設定，通常為6段,三。射出溫度的調整是根據產品質量調整，與螺杆轉速，背壓等都相關；溫度設定過高，材料會碳化分解，產品產生黑點或者氣爆燒焦等；溫度設定過低，材料熔融不均勻，產品回有冷料，螺杆受損，產品填充不 滿或射不出膠等；,四。溫度設定高材料流動性好，但是材料密度小，定性后收縮大；溫度設定低材料流動性差，但是材
11、料密度大，定型后收縮小；,五。溫度分段設定是爲了配合材料噴入模具的材料狀況，入料順暢，密度均勻；,射出成型參數 射出溫度,一。保壓就是當螺杆前進將熔融態原料填充滿模具后，模具不打開，螺杆不繼續 前進，在此位置停頓的狀態；目的是：防止熔融態的塑膠在冷卻成固體的時候，密度變大，會有材料逆向 流回螺杆內，造成產品完全冷卻后表面縮水，皺折，澆口凹陷等；,二。保壓壓力；產品在冷卻過程中，厚度厚的以及長度長的部份收縮也大，所以會 有變形，在停頓的螺杆活塞上施加一定的壓力，螺杆中熔融態塑膠會微量進膠 彌補產品收縮的部份以及密度達到一致；壓力設定過大就會尋致內部變形,設定過小則會縮水；,三。保壓時間；設置螺杆
12、不旋轉前進，模具不開模，產品完全冷卻填充完全，所設定 時間，設定過長，會影響成型週期，增加產品內應力從而導致產品變形，設定 過小，產品會表面縮水，皺折，缺膠等；,產品冷卻收縮后，保壓進行填充,射出成型參數 保壓壓力和時間,一。背壓力：它作用一般促使料管里的溶融膠脂密度增大,使其內不讓夾雜空气等,使其溶融膠脂更好的混合.若增大背壓實際就是使螺杆高轉速低轉矩,若減小背壓則使螺杆低轉速高轉矩；,二。背壓力：是產品分子密度影響最大因素，調整變化會對產品的翹曲，產品 收縮，產品是否差生氣泡，變形重要影響因素；,射出成型參數 背壓,射出成形 應力殘留,內部壓力分佈,射出成形條件,過分充填,適當充填和均勻壓
13、力分佈可避免收縮和翹曲問題發生.亦降低充填所產生內應力,射出成形 條件控制,射出成形 條件控制範例,產品/模具設計，決定了產品品質特徵通常來說，模具決定了是否能做出來，控 制了尺寸，結構，輪廓等等；成型參數條件決定了是否能生產的好，控 制了外觀，性能，經濟性等等；,射出成型常見不良,毛邊,翹曲變形,短射,脫模不順,合膠線,模仁變形,混色,燒焦,光澤不佳,凹陷,I cant stand it anymore.,銀線,射出成型常見不良,射出成型參數 因素關聯表,毛邊(Flash),現象:塑膠材料溢出模穴模具合模時有缺口原因分析計量設定太多射出壓力太大鎖模力不足模溫太高或是料管溫度過高塑料流動性太好
14、塑料結晶速率太慢模具的分模線密合度不足,-不良狀況分析,黑點(Black specks),現象:成形品表面有黑色斑點原因分析異色料粉或雜質混入。料筒、螺桿、料管、噴嘴換料時未清除乾淨模具表面不乾淨環境污染料溫過高造成原料裂解,-不良狀況分析,結合線(Weld line),現象:塑料在模具內流動時，各波前(melt front)會合處所遺留的紋線。原因分析模具或塑料溫度太低射壓太低或射速不足塑料的流動性不足成品肉厚設計不良。模具的流道、進澆口太小。排氣溝不良。離型劑噴太多。,-不良狀況分析,燒焦(Brown Marks),現象:成形品表面出現黑色或黃色條紋。原因與處理方式模具或塑料溫度太高塑料在
15、料管滯留太久射壓太高，剪切熱進澆口太小或粗糙模具排氣溝的位置不當或是太小螺桿轉速過快，背壓太高塑料中的添加劑配方不當，熱安定差。,-不良狀況分析,變形(Deformation),現象:成形品由於冷卻收縮、成形條件或離型不良，在內部構成殘留應力，導致變形分為翹曲、扭曲。原因分析射出壓力太高，保壓時間太短冷卻時間不足就離型模具粗糙或脫模斜度不足補強肋(ribs)的厚度和高度設計不良模具的兩半溫差大或各部分冷卻不均一塑料溫度太低，流動方向與垂直方向收縮率差太多,-不良狀況分析,銀線(Silver Streak),現象:成品表面或近表面處，沿著流動方向，出現極細的條紋原因與處理方式塑料乾燥不良背壓太高
16、或太低模具排氣溝設計不良射出速度太快模具或塑料的溫度太高模具表面附著水分塑料中的添加劑不當混到其它塑料或螺桿、料管凊料不乾淨,-不良狀況分析,光澤不良(Cloudy),現象:成形品表面覆有一層乳白色 的薄膜，如有薄霧罩住光澤 度不足原因與處理方式模具粗糙，亮度不足模具或塑料的溫度太低離型劑使用不當塑料添加劑裂解或氣化覆著模具表面,-不良狀況分析,不良現象改善案例,1翹曲,如果產品流程較長,如澆口位置不當產品就容易翹曲變形,膠口設置合理,膠口設置不合理,母模面,公模面,澆口的設計位置，以及產品兩面模具溫度差都是造成翹曲變化的關鍵因素!,溫度低的面,溫度高的面,2結合線1,塑膠熔體在型腔中流動時遇
17、到阻礙物進熔體在澆過阻礙物后,不能很好的結合,於是形成一條明顯的線叫結合線,給合成型帶來很來很大困擾,而無法從成工藝方面消除,但實際操作中只要靈活的改變,澆口位置就立該可以消除結合線.,2結合線2,將兩對流方向，由90度變更為小角度,3气紋,如前所述,當膠料熔體通過一個狹小的澆口進入較大的型腔時由於受到很高的剪切應力,會產生噴射象,特別是當型腔快被膠料填滿時因噴射而產生的气體將在制品表面靠近澆口,附近處形成明顯的痕跡.此問題點對尺寸較大殼體尤為常見,如果單一的從成型方面克服的話困難就會很大,但如果對澆口作適當改變那麼交效果就會有明顯改善.,噴痕,改善后,4縮水,當塑膠熔體通過一較薄的截面后其力損失很大,很難保持很高的壓力來填充較厚的截面,而形成凹坑,但如果將澆口位置做改變后,凹坑就會明顯改善.,肉厚處表面易縮水,改善后,產品易變形,結合線明顯,水口處氣紋,針對變形可用模溫控制,模溫高側，翹曲將會向此方向，適當多點進膠，採用 低速填充，會使密度平均，扭曲量減少；,5扭曲變形,因此兩處鎖螺絲處易產生結合線,影響其鎖螺絲強度,1.于易產生結合線處加一冷料井,引開結合處的冷料,6強度不夠,The End Thanks!,
