注射成型知識講座課件

1、注射成型知識講座,射出成型知識講座,MPTK 工程處培訓(xùn)教材,注射成型知識講座,塑膠的簡單辨別方法 射出成型機(jī)結(jié)構(gòu) 注射塑件成型缺陷分析,內(nèi)容,注射成型知識講座,塑膠的簡單辨別方法,塑膠的種類繁多,制造同一零件時也有時使用不同樹脂,辯別不同樹脂可以化學(xué)分析來處理,但費時費事無法便捷,普通用手拿起或靠目視,從使專門行家也不容易確實辨別. 下表列舉各種塑膠的簡單辨別方法,供為參考,有機(jī)會不妨一試,注射成型知識講座,注射成型知識講座,射出成型機(jī)結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)目的 本實習(xí)的目的在于了解射出成型的原理過程與特性並了解射出成型機(jī)的基本構(gòu)造與操作單元,注射成型知識講座,射出成型以模具的機(jī)械動作可分為鎖模階段充填

2、階段保壓階段冷卻階段及開模頂出五個極端如圖(1)所示,注射成型知識講座,在充填過程中時射出成型機(jī)的螺桿向前運(yùn)動,將熔膠經(jīng)由澆口流道壓入模穴內(nèi)由于熔融樹脂具有高舉黏性為了克服流動時模腔壁的阻力螺桿必須提供足夠壓力同時熔融也必須維持有壓力梯度熔融的黏度隨時間剪變率而改變因此在模腔內(nèi)各點的壓力隨著時間位置在變化在整個形過程中模穴壁上的壓力隨時間的變化大致如圖（2）所示,但以熔膠在模具的流動至開模位置則可分為: 充填保壓及冷卻三個過程,注射成型知識講座,注射成型知識講座,在充填階段(1)壓力主要是來克服熔膠在模穴內(nèi)流動的阻力,當(dāng)模穴充填完后由于熔膠的可壓縮性以及其后冷卻的收縮,為了補(bǔ)償這個收縮效應(yīng)在保

3、壓階段(2)保壓壓力將熔膠繼續(xù)壓擠入模穴直澆口凝固.爾后熔膠一直冷卻至表面固化到某一程度成品才被頂出. 在充填階段時,當(dāng)熔膠流入模穴時與冷的腔壁接觸,會形成薄的凝固層,靠近壁上的熔膠溫度會降低,在熔膠流動的峰前,由于噴流效應(yīng)(Fountaion Flow Effect)熔膠從中心往兩模腔壁流動造成等速的熔膠流動,同時熱熔膠從中心帶至前緣及兩邊模腔壁.在熔峰后端之熔膠則是層狀流動,在中心的流動速度最大,而凝固層邊遠(yuǎn)的流速為零.如圖拉(3)所示,注射成型知識講座,同理靠近模穴處溫度較低而肉厚中央熔膠仍然保持高溫,優(yōu)勢由于黏度生熱(Viscous Heating)的效應(yīng)(與射速有關(guān))在較近模穴的地方

4、會產(chǎn)生高溫,這種現(xiàn)象在澆口尤其顯著.由于熔膠是非牛頓流體,黏度呈現(xiàn)剪薄(Shear Thinning)效應(yīng)隨著溫度剪切率而改變因此在充填過程中壓力速度溫度以及伴隨的黏度剪切率在流動方嚮以及肉厚方嚮有很大的變化對于成型及成品品質(zhì)會有很大的影響,注射成型知識講座,注射成型知識講座,在射出成型整個單一位置的壓力和溫度的變化圖可對照壓力比容（密度）溫度 曲線來分析,注射成型知識講座,是塑膠在料管加溫過程 是熔膠充填過 是熔膠保壓過程 是過熔膠冷卻過程,熔膠各點壓力溫度變化的行徑（）就決定了它在開模頂出位置的收縮率由于各點收縮率不同會形成品的殘留應(yīng)力及翹曲變形.在這個過程熔膠保壓壓力對於頂出時E點的位置

5、有大的影響性,注射成型知識講座,1）射出單元依射出裝置來區(qū)分的成形機(jī)種類為柱塞式、螺桿式以及預(yù)備可塑化,目前射出機(jī)多為螺桿式的射出單元 1柱塞式的構(gòu)造如圖(6)所示,射出成形機(jī)的基本結(jié)構(gòu),注射成型知識講座,其工作原理為: 從漏斗上落下來的成形材料,利用連接於射出柱塞的計量裝置作往復(fù)運(yùn)動而計量,計量終了,射出柱塞前進(jìn),材料通過加熱缸內(nèi)面與魚雷構(gòu)成狹小的通路,在此充分加熱成為熔融狀態(tài),再從噴嘴部射出於模具內(nèi).魚雷外圍相對於中心軸成輻射狀配置很多細(xì)槽,材料通過此部份時被均勻加熱. 2往復(fù)螺桿式射出裝置如圖(1)所示 而螺桿的基本形狀如圖(7)所示,注射成型知識講座,注射成型知識講座,工作原理: 來自

6、漏斗的材料與自身的重量落下於加熱缸內(nèi),由螺桿混練,沿其螺旋槽送到加熱缸前端部,此時材料被外周的加熱器加熱,且有混練作用發(fā)生的磨擦熱,使材料成為熔融狀態(tài).隨熔融材料的貯存於加熱缸前端部,由於材料的反作用力使螺桿後退,利用背壓並配合限制開闢限定其後退量,在一定位置停止螺桿的旋轉(zhuǎn),即完成計量.模內(nèi)的材料冷卻固化後,頂出成型品,開闢閉模具,進(jìn)入射出工程,此時籍射出裝置後部的油壓缸,對螺桿施加射出力,螺桿成為射出柱塞,在高壓下,加熱缸前端部的材料從噴嘴部往模內(nèi)射出,注射成型知識講座,優(yōu)點及缺點分別說明如下: a.優(yōu)點: 籍螺桿的混練作用,材料內(nèi)部也發(fā)熱,均勻可塑化,可塑化能力加大. 由於加熱缸的壓力損失

7、,可使用較低的射出壓力,亦能成型.加熱缸內(nèi)的材料滯留處少,熱安定性差的材料也很少因滯留而分解.材料更換、換色操作容易.有材料可用乾式著色直接上色. b.缺點: 在射出時,熔融材料易順著螺旋槽而移往加熱缸後部,造成材料逆流,注射成型知識講座,3.預(yù)備可塑化式設(shè)出裝置 預(yù)備可塑化式裝置是將預(yù)塑加熱缸(將成形材料加熱熔融)和射出加熱缸(將熔融材料射出)相結(jié)合,依照加熱缸之形式大概分為下列兩種: a.柱塞預(yù)備可塑化式(圖(8) 塑料在預(yù)塑加熱缸中加熱,使塑料達(dá)到可塑化熔融,再由柱塞推送至射出加熱缸中,此時送入塑料壓力使射出柱塞後退,調(diào)節(jié)此後退量以決定一次的射出量,在達(dá)到所定之射出量時,柱塞再推進(jìn)將熔融

8、塑料射入模穴內(nèi)成形,注射成型知識講座,b. 螺桿預(yù)備可塑化式(圖(9) 預(yù)塑加熱缸為螺桿式，螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料送入預(yù)塑加熱缸中熱成熔融狀態(tài)，再送至射出加熱中，此時也籍射出柱塞之後退量設(shè)定射出量，計量完成則柱塞再推進(jìn)將熔融塑料射入模穴內(nèi)成形,注射成型知識講座,2)鎖模單元: 合模裝置除了用以開闢模之外，最主要是用以對抗射出於模內(nèi)之熔融材料的高壓力，以充分的強(qiáng)力閉鎖常見的合模裝置有直壓式、肘節(jié)式及肘節(jié)直壓式三種直壓式鎖模裝置如圖(10,注射成型知識講座,直壓式合模裝置又可分為升壓滑塊式、輔助缸式及增壓缸式,注射成型知識講座,2. 肘節(jié)式鎖模裝置肘節(jié)式合模裝置是以肘節(jié)接頭將油壓缸或電動機(jī)產(chǎn)生的力放大，使

9、合模力增大在肘節(jié)機(jī)構(gòu)中，力的放大率與速度因連桿位置而大有變化，在閉模的最初階段，力的放大率小而速度快，接進(jìn)閉模行程終了時，力的放大率大而速度慢在肘節(jié)連接桿將進(jìn)完全伸直前產(chǎn)生很大的鎖模力,注射成型知識講座,依其構(gòu)造不同可分為單肘節(jié)式、雙肘節(jié)式,注射成型知識講座,注射塑件成型缺陷分析,塑膠成形產(chǎn)品,原則上都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求製造.但無論如何它的變化仍是相當(dāng)廣泛的.有時當(dāng)生產(chǎn)很順利進(jìn)行時會突然產(chǎn)生縮水變形,有裂痕、銀紋,或其它缺陷等無法接受的產(chǎn)品.在生產(chǎn)時就要從成品發(fā)生的問題,來了解判斷問題點所在,這是一種專門性技術(shù)及經(jīng)驗的累積.如果我們把成品上的缺失,涵蓋在四個主要因素當(dāng)中,那就是原料,模具、成型

10、機(jī)及成形條件(如表一所列四項).有時變更操作條件,或模具、機(jī)器方面稍做調(diào)整,以及過濾所使用的原料,就可以解決問題所在.本章就逐一列舉成品可能發(fā)生的問題,並加以探討解決之道,注射成型知識講座,射出成型條件對成型品物性的影響, 大致可從四方面來考慮: 1.原料 2.成形機(jī) 3.模具設(shè)計 4.成型條件,注射成型知識講座,塑膠品在表面的凹陷、空洞都稱為縮水 除了會影響產(chǎn)品外觀亦會降低成品品質(zhì)及強(qiáng)度,1縮水,塑膠,模具設(shè)計,成型技術(shù),縮水的原因,縮水問題如獲適當(dāng)解決,可提高成品品質(zhì),減低次廢產(chǎn)品并提高生產(chǎn)效率.下表即為縮水可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識

11、講座,A.成品黏膜,2.黏膜(脫模困難,B.澆道黏模,在射出成型時,成品會有黏膜發(fā)生,首先要考慮射出壓力或保壓壓力是否過高.射出壓力太大會造成成品過度飽和,使塑料充壓入其他的空隙中,致使成品卡在模穴裡脫模困難,在取出時容易有黏膜發(fā)生. 而當(dāng)料管溫度過高時,通常會出現(xiàn)兩種現(xiàn)場.一是溫度過高使塑料受分解而變質(zhì),失去它原有之特性;並在脫模過程中出現(xiàn)破碎或撕裂,造成黏膜.二是膠料充填入模穴後不易冷卻,需加長週期時間,殊不合經(jīng)濟(jì)效益.所以需適度依膠料之特性調(diào)節(jié)其運(yùn)作溫度, 至於模具方面的問題,假如進(jìn)料口不平衡,會使成品脫模時易有黏膜現(xiàn)象,這時就要在模具上作改進(jìn)的措施,注射成型知識講座,成品黏膜,可能發(fā)生

12、之原因及處理方法,注射成型知識講座,澆道黏模,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,在射出成型過程中,有時會出現(xiàn)內(nèi)有許多小氣泡的成品,不但影響制品強(qiáng)度及機(jī)械性能,對成品外觀價格值亦大打折扣.所以當(dāng)成品出現(xiàn)氣泡時,可檢查下列幾個因素,并做處理. 通常成品因厚薄不同,或模具有突出肋時,塑料在模具中的冷卻速度不同,則收縮的程度不同,容易形成氣泡,所以對模具設(shè)計須特別留意. 而在使用的原料方面,假如塑料帶有水氣,在熔膠時塑料受熱后分解,則射膠螺桿公差太小時,空氣容易進(jìn)入模腔內(nèi)形成氣泡,以下即歸納可能發(fā)生原因及處理方式,3.成品內(nèi)有氣孔,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座

13、,4.成品變形,塑品出現(xiàn)翹曲的原因很多,例如出模太快、模溫過高、模溫不均及流道系統(tǒng)不對稱等.其中兩種最大的可能性為1.塑件厚薄不均或轉(zhuǎn)角不夠圓形,因而不能平均冷卻收縮,導(dǎo)致翹曲變形.2.有些平板型塑件,為了表現(xiàn)美觀,流道澆口得設(shè)在澆口邊角上.而射膠時,熔融塑料只能由一端高速射入模腔內(nèi),因此被凝固于模腔內(nèi)的塑料份子,均被拉直往同一方向之排列狀態(tài)(稱為取向,此時塑件之內(nèi)應(yīng)力很大;脫模時這些份子又被拉回原來的狀態(tài),因而產(chǎn)生變形,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,5.銀紋、氣瘡,射紋的形成,一般是由于注射起動過快,使模腔前段的空氣無法被膠料融體壓迫排出,空氣混合在膠料內(nèi),使

14、得制品表面光感及顏色不均,形成所謂的射紋,氣體的主要來源分別為,塑料本身含有水份或油劑,原料受分解,塑料顆粒與顆粒之間的空氣,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,6.毛邊、彼鋒,通常塑料在模腔內(nèi)的壓力太大,其所產(chǎn)生的分模力大過鎖模力,因而迫開工模,使塑料走出來并在塑件表層形成彼鋒,形成原因: 1.調(diào)機(jī) 2.塑膠 3.射出機(jī) 4.模具,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,7.成品短射,缺料,澆不足,充填不足(short slot)是熔融的材料未完成流遍成形空間的各角落之現(xiàn)象. 充填不足的原因有成形條件設(shè)定不適當(dāng),模具的設(shè)計,制作不完備,成形品的

15、肉厚太薄等所致,成形條件的對策是增高材料溫度(加熱缸溫度),模具溫度增大射出壓力,射出速度及提高材料的流動性.模具方面可增大注道或流道尺寸,或者再檢討澆口位置、大小、數(shù)目等使熔融材料容易流動.為了使成形空間內(nèi)的氣體順利疏散,可在適當(dāng)位置設(shè)置排氣孔,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,8.結(jié)合線,結(jié)合線(weld line)是熔融材料 道或 道以上合流的部份所形成的細(xì)線,結(jié)合線發(fā)生的原因如下所示: 1. 成形品形狀(模具制造)所致材料的流動方式. 2. 熔融材料的流動性不良. 3. 熔融材料合流處卷入空氣,揮發(fā)物或離形劑等異物. 結(jié)合線是流動的材料溫度特別低所致,即合流

16、部未能充分熔合所致.成形品的窗、孔部周邊難免會造成材料合流,而產(chǎn)生結(jié)合線.但材料的流動性特別良好時,可使結(jié)合線幾乎看不見,同時提高材料溫度,增高模具溫度,亦可使結(jié)合之程度減至最小. 改變澆口的位置、數(shù)目,將發(fā)生結(jié)合線的位置移往他處,或在熔合部設(shè)置排氣孔,迅速疏散此部份的空氣及揮發(fā)物,或在熔合部附近設(shè)材料溢流池,將結(jié)合線移至溢流池,事后再將其切除等皆是有效的處置對策. 結(jié)合線不僅有礙成形品之外觀,同時也不利于成形品強(qiáng)度,不含玻璃纖維等填充料的非強(qiáng)度與其它部位相差無幾.但玻璃纖維強(qiáng)化塑料(FRTP)的玻璃纖維在熔合不融者,此部份的強(qiáng)度常低很多,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知

17、識講座,9.成品表面光澤不良,成形品表面失去本來的光澤,形成乳白色層模,成為模糊狀態(tài)等皆可稱為表面光澤不良(haze). 成形品表面光澤不良,大都是由于模具表面狀態(tài)所致,模具表面的研磨不良時,成形品表面當(dāng)然得不到良好的光澤.但模具表面狀態(tài)良好時,增高材料溫度,模具溫度,可改良表面光澤.使用過多的離形劑或油脂性離形劑亦是表面光澤不良的原因.同時,材料吸濕或含有揮發(fā)物及異質(zhì)物混入污染亦是造成形品表面光澤不良的原因之,注射成型知識講座,可能發(fā)生之原因及處理方法,注射成型知識講座,10.黑紋,燒焦,黑紋(black streak)成形品有黑色條紋的現(xiàn)象,其發(fā)生的主要原因是成形材料的熱分解所致,常見于熱安定性不良的材料. 有效防止黑條發(fā)生的對策是防止加熱缸內(nèi)的材料溫度過高,減慢射出速度.加熱缸內(nèi)壁或螺桿,若有傷痕或缺口,則附著于此部份的材料會過熱,引起熱分解.逆流防止閥亦會因材料滯留而引起熱分解,所以黏度高的材料或容易分解的材料要特別注意防止黑