ABS注塑成型工藝的研究

1、ABS注塑成型工藝目 錄摘要2一、工藝特性2二、制品與模具特點32-1 ABS材料的制品及模具特點 32-1-1 制品厚度 3 2-1-2 脫模斜度3 2-1-3 模具的澆注系統(tǒng) 32-2 斯洛的兩套ABS注塑模具特點42-2-1 1#模具的特點42-2-2 2#模具特點5三、ABS成型工藝特點 63-1 料筒溫度和噴嘴溫度6 3-2 模具溫度6 3-3 注塑壓力和保壓壓力73-4 注射速度與儲料時螺桿轉(zhuǎn)速73-5 成型周期73-6 制品的后處理73-7 注意事項8四、原材料的準備8五、結(jié)合、斯洛特點，ABS注塑注塑成型工藝分析85-1 1#模具注塑成型分析95-1-1 溫度設(shè)置95-1-2

2、1#模具射出參數(shù)設(shè)置95-2 2#模具注塑成型分析105-2-1 溫度設(shè)置105-2-2 2#模具射出參數(shù)設(shè)置10全文結(jié)論11參考文獻 11 ABS注塑成型工藝目 錄摘要1一、工藝特性二、產(chǎn)品造型與模具特點2-1 產(chǎn)品厚度 2-2 脫模斜度 2-3 主流道 2-4 澆口 三、成型工藝 3-2 成型溫度 3-3 模具溫度 3-4 注塑壓力3-5 注射速度與螺桿轉(zhuǎn)速3-6 成型周期3-7 制品的后處理3-8 注意事項四、原材料的準備五、注塑成型工藝比較 4-1 參數(shù)與比較 4-2 模具特點結(jié)論參考文獻 摘要: 本文以斯洛的兩套模為例，結(jié)合模具特點，具體分析了ABS的注塑成型工藝以及缺陷和改進措施，

3、發(fā)現(xiàn)對于ABS射出參數(shù)對制品質(zhì)量影響很大。對于冷流道模具，1#模具通過調(diào)整射出參數(shù)來調(diào)整制品的飛邊和欠注的缺陷；2#模具也是通過調(diào)整射出參數(shù)來調(diào)整制品的噴射流、料流痕、飛邊和欠注等缺陷。射出參數(shù)一般采用中速高壓一級注射充型，且注塑終止位置為0，采用時間轉(zhuǎn)換保壓方式，主要通過調(diào)整射出時間進行欠注缺陷調(diào)整。關(guān)鍵詞 ABS 模具 注塑成型 工藝特性 模具溫度 注射壓力 注射速度 缺陷分析前言 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成1。ABS是丁二烯橡膠微粒分散在丙烯腈-苯乙烯樹脂連續(xù)相中的“海島型兩相結(jié)構(gòu)”，是樹脂的剛性與橡膠的彈性相結(jié)合的一種廣泛使用的工程塑料，它不僅具有韌、硬、剛相均衡

4、的優(yōu)良力學性能，而且耐化學藥品性好、尺寸穩(wěn)定性好、表面光澤度高，并且原料豐富。但耐大氣老化性差。廣泛用于機械、電器零件、辦公用品、日用品等各個領(lǐng)域2。在制作合成過程中，若改變?nèi)N單體的比例以及組合方式，或采用不同的聚合方法，可以得到性能變化大的各種產(chǎn)品，因此ABS塑料和品種及規(guī)格繁多，性能與用途不一，成型條件各異3。主要有高沖擊、高耐熱、阻燃、增強、防靜電級、電鍍級及透明等級別4。一、工藝特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯合成的三元共聚物，屬于無定型聚合物，無明顯熔點。ABS密度為1.05g/cm3,熔融溫度為217237，分解溫度270。注射用的ABS熔體指數(shù)范圍為0.515。 ABS熔體

5、粘度高，流動性較差，但是流動性比PVC、PC好，熔體粘度比PE、PS、PA要大。熔體冷卻固化速度也較快。ABS樹脂的熔融粘度對溫度的敏感性較低（與其它無定型樹脂不同）, 對剪切速率比較敏感，溫度提高、注射壓力提高以后，熔體表面粘度下降，流動性增加。一般加工溫度在190-235為宜。ABS熱穩(wěn)定不太好，注射成型結(jié)束后應立即用機筒清洗劑清理料筒。由于丁二烯含有雙鍵，所以ABS耐氣候性差，尤其是紫外線可引起ABS變色5。ABS為極性大分子，有吸濕傾向。因此在成型時樹脂含有水分，其制品上就會出現(xiàn)銀紋、氣泡等缺陷。加工前，務必進行干燥。樹脂水分控制在0.3%以下，一般用熱風干燥法除去水分。樹脂顆粒層厚度

6、為1030mm時，8090，干燥23小時。樹脂濕度大，制品結(jié)構(gòu)又復雜時，干燥溫度取7080，干燥1824小時，才能取得良好效果。 ABS成型收縮率較低，一般介于0.4%0.7%之間6。二、產(chǎn)品造型制品與模具特點2-1 ABS材料的制品及模具特點2-1-1 制品厚度ABS的流動長度與壁厚有關(guān)。但是與PE、HIPS比較，它的流動長度對壁厚依賴性是最小的，也就是說ABS壁厚對流動性的影響小。 ABS制品的壁厚通常是在1.54.5mm之間選取，其流動極限為190：1。當熔體溫度高、注射壓力大、模具溫度高、注射速度快時，極限流動長度都會增大；制品厚度小，寬度增加時，極限流動長度則會下降。在考慮制品厚度的

7、同時，還應注意制品壁厚的均勻性。2-1-2脫模斜度ABS制品的脫模斜度可在10左右選取，模芯部分沿脫模方向為3510，模腔部分沿脫模方向為401020，對形狀較復雜的制件脫模斜度還可適當增加。2-1-3 模具的澆注系統(tǒng)主流道的圓錐角為2040。主流道的最小直徑應比噴嘴孔大0.51mm。 主流道最小直徑取決于塑料制品的重量，一般可按下表1數(shù)據(jù)選用：表1 主流道最小直徑選用表塑料制品質(zhì)量/g主流道最小直徑/mm1010-2020-4040-150150-300300-500500-10001000-50002.5-3.53.5-4.54.0-5.04.5-6.04.5-7.55.0-8.05.5-

8、8.56.0-10.0澆口長度應盡量短，澆口短，則充模壓力損失就小。2-2 斯洛的兩套ABS注塑模具特點 現(xiàn)以斯洛的兩套注塑模具為例（都是生產(chǎn)冰箱上的ABS部件的），來說明注塑加工ABS材料的模具特點。2-2-1 1#模具的特點如圖1、2分別是1#模具的動模和定模，圖3為其注塑成型的制品。通過下圖可以發(fā)現(xiàn)，它們具有以下特點：1此模具為一模四腔，制品較薄，為了防止頂出痕跡太明顯，模具上設(shè)計頂針數(shù)量較多。2.模具的澆口設(shè)計為潛水頂針潛伏式澆口進膠，通常用此類澆口產(chǎn)品表面應該是沙紋或比較粗糙的外觀所用。這主要是考慮潛伏式澆口可以設(shè)計在制品較隱蔽的地方，能有效避免在制品的外表面出現(xiàn)澆口痕跡或某些缺陷。

9、 3由于現(xiàn)此產(chǎn)品本制品正好是表面要求高度拋光要求，而要求表面質(zhì)量要求很高很美觀，但這樣設(shè)計入水的話采用潛伏式澆口，在注塑中時容易在入水處澆口附近出現(xiàn)射紋，這是不允許出現(xiàn)的缺陷非常難清除解決，此種情況因此在注塑中時必須接將模溫控制在80注塑是最好選擇。4此產(chǎn)品有很多加強筋柱位和骨位，在用油溫控制模溫的條件下注射制品時，容易出現(xiàn)縮水的缺陷。1 圖1 1#模具的動模 圖2 1#模具的定模 模具1的模具特點是：圖3 1#模具注塑成型的ABS制品2-2-2 2#模具特點 圖4 2#模具的動模 圖5 2#模具的定模 圖6 2#模具注塑成型的ABS制品如圖4、5分別是2#模具的動模和定模，圖6為其注塑成型的

10、制品。通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，它們具有以下特點：1. 模具為一模兩腔，制品厚度較厚，制品邊緣離主流道較遠，要求材料流程要長。2. 模具設(shè)計潛水牛角進膠模具澆注系統(tǒng)中澆口設(shè)計為潛伏式澆口。3. 模具的潛伏式澆口的高度較大，大于1.8mm。4. 模具的型腔在分型面上的投影面積大，需要的合模力較大，而產(chǎn)品又很受壓力的情況下，模具必須設(shè)計撐頭對準產(chǎn)品的邊，所以在高壓鎖模時壓力要設(shè)置較高，以防產(chǎn)品出現(xiàn)飛邊。1010-2020-4040-150150-300300-500500-10001000-50002.5-3.53.5-4.54.0-5.04.5-6.04.5-7.55.0-8.05.5-8.56.0-1

11、0.0三、ABS2-4 澆口澆口長度應盡量短，澆口短，則充模壓力損失就小。 成型工藝特點3-1料筒溫度和噴嘴溫度由于ABS中有丁二烯成分，使得其耐熱性不高，機筒溫度不宜太高，加熱時間也不宜太長，否則ABS易變色。當注射溫度高，取向的分子由于解取向，致使拉伸強度略有下降。因此，通常情況其料溫和噴嘴溫度能滿足流動性要求情況下，盡可能設(shè)定較低。其設(shè)定溫度如表2。表2 成型溫度 不同階段機筒溫度/噴嘴溫度/后中前 溫度150-170165-180180-220200 3-2模具溫度模具溫度對提高ABS制品表面的質(zhì)量、減小內(nèi)應力有著重要的作用。但是提高模溫，制品收縮率增大，成型周期延長。ABS 的模具溫

12、度一般設(shè)定為7585 ,定模溫度設(shè)置為7080 , 動模溫度設(shè)置為5060 ，這是為了防止粘前模（即定模），此外，定模模溫高使得ABS在澆注系統(tǒng)的流動性好，有利于充型；而動模模溫低，有利于縮短冷卻時間，而提高生產(chǎn)效率。在注射較大、結(jié)構(gòu)復雜、薄壁的制件時, 應考慮專門對模具加熱。為了縮短生產(chǎn)周期,維持模具溫度的相對穩(wěn)定, 在制件取出后, 可采用冷水浴、熱水浴或其他機械定型法來補償模腔內(nèi)的冷卻時間。3-3注塑壓力和保壓壓力 ABS 熔體的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射時采用較高的注射壓力。當然并非所有ABS 制件都要施用高壓, 對小型、構(gòu)造簡單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力，可在

13、70100MPa范圍內(nèi)選擇；而復雜、薄壁、長流程、小澆口制品，注射壓力可提高到100140MPa。注制過程中, 澆口封閉瞬間模腔內(nèi)的壓力大小往往決定了制件的表面質(zhì)量及發(fā)生銀絲狀缺陷的程度。壓力過小, 塑料收縮大, 與型腔表面脫離接觸的機會大, 制品表面易霧化。壓力過大,塑料與模腔表面摩擦作用強烈, 容易造成粘模和劃傷。而且，壓力太高，容易造成制品內(nèi)應力過大。注射制品一般都存在兩向異性，即流動方向與垂直流動方向性能不一，這是由于注塑過程中產(chǎn)生取向造成的。注射壓力太高，必然導致兩向性能差異的加大。保壓壓力控制在6070 MPa，就可以滿足制品和成型的要求了。3-4注射速度與儲料時螺桿轉(zhuǎn)速 注射速度

14、對ABS熔體流動性有一定影響，但不太大。ABS 料采用中等注射速度效果較好。當注射速度過快時, 塑料易燒焦或分解, 從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā)暗紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復雜制件時, 還是要保證有足夠高的注射速度, 否則難以充滿模腔。儲料時螺桿轉(zhuǎn)速影響ABS的塑化質(zhì)量，為了保證塑化良好，防止氣體來不及從料斗排出或剪切嚴重造成降解，通常小于70r/min?？稍?040r/min之間選擇。3-5成型周期 ABS注塑成型的成型周期見表3. 表3 ABS成型周期總周期/s注射時間/s高壓時間/s冷卻時間/s40-1205-300-520-603-6制品的后處理 一般ABS制品不需后處

15、理，只有電鍍級制品需經(jīng)烘烤（70-80，2-4小時）以鈍化表面痕跡，并且需電鍍的制品不能使用脫模劑，制品取出后要立即包裝。熱處理終點的判斷：視制品的內(nèi)應力大小，可在冰醋酸中浸漬視其開裂情況而定。515s出現(xiàn)裂紋說明制品內(nèi)應力大，25min不出現(xiàn)裂紋，制品內(nèi)應力小，熱處理達到終點。3-7注意事項（1）與有機玻璃的熔接性良好，可制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理。（2）如需解決夾水紋，需要解決材料的流動性，采取高料溫，高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒?。?）如成型耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)37d（天）后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。（4）

16、由于ABS的加工溫度較高，對各種工藝因素的變化比較敏感，所以料筒前端和噴嘴的溫度控制十分重要。實驗證明，這兩部分的微小變化都在制品上反映出來。溫度變動過大，將會帶來熔接縫、光澤不佳、飛邊、粘模、變色等缺陷。（5）阻燃級ABS在開機或停機過程中，為了防止阻燃劑分解，要求開機時，應先對料筒用通用級ABS清洗，然后在進行加工。對于需作20min以上的停機時，在停機前需一方面將料筒溫度降低至100以下，另一方面排空料筒中的物料，并用通用級ABS清洗料筒后方可停機。（6）在250溫度下，物料在機筒內(nèi)停留的時間最多不能超過56min，若溫度為280，物料在機筒內(nèi)停留不能超過23min，若生產(chǎn)過程中出現(xiàn)意外

17、，應先把機筒溫度調(diào)低至120。才可用一般ABS級來清理機筒，有些ABS制品在頂出時并無問題，但卻可能會在儲存期內(nèi)產(chǎn)生褐色或黃色條紋，可能是由于機筒過熱或滯留時間過長而引起7。四、四、原材料的準備首先對材料的熔體指數(shù)進行測定，其加工性能通過熔體指數(shù)確定。進行干燥處理，ABS加工允許含水量為0.2%。對于一般級別的ABS，加工前用烘箱以80-85烘2-4小時或用干燥料斗以80烘1-2小時。對于含PC組份的耐熱級ABS，烘干溫度適當調(diào)高至100，具體烘干時間可用對空擠出來確定。 ABS染色性較好，根據(jù)需要可采用顏料浮染或者著色母料著色。著色母料的加入量為1%左右。原料中加入紫外線吸收劑和抗氧劑，以提

18、高耐老化的能力8。五五、結(jié)合、斯洛模具特點，ABS注塑注塑成型工藝分析 我這次寫的這里主要以上述的斯洛有兩套模具為例，說明注塑工藝參數(shù)的設(shè)置以及缺陷分析，如前所述，這兩套模具分別具有各自特點。根據(jù)其不同特點進行注塑工藝參數(shù)設(shè)置。5-1 1#模具的注塑成型分析5-1-1 溫度設(shè)置ABS注塑參數(shù)設(shè)定通常是料筒恒溫200260、模具溫度：4080。1#模具料筒溫度第一段（噴嘴）設(shè)為235，第二段設(shè)為240，第三段設(shè)為245，第四段設(shè)為220，第五段（加料段）設(shè)為200，料筒溫度這樣設(shè)置有些偏高，這是因為1#模具較薄，為了保證物料注射到模具的流暢性，而且對熔接痕和注射不滿有效的解決了。而模具溫度要根據(jù)

19、不同的模具和不同的制品來決定的，前模接油溫后面接水會比較好，防止粘前模，如果前后模都接水的話，成型周期是快了，但是產(chǎn)品的熔接痕和射紋會很嚴重。5-1-2 1#模具射出參數(shù)設(shè)置ABS的注射壓力一般設(shè)置為90150MPa（9001500bar）。在整個注塑過程中，射出對制品的缺陷影響最大。在第一次設(shè)置參數(shù)時，注射壓力設(shè)定的數(shù)據(jù)是130，注射速度是40，射膠時間是1S，結(jié)果出現(xiàn)飛邊，然后把壓力降低一些，注射壓力是128，注射速度不變，射膠時間還是1S，注射出來的制品還有飛邊，然后將注射壓力調(diào)為120，注射速度不變，射膠時間改為0.5S，結(jié)果制品欠注，最后將注射壓力再調(diào)為125，速度不變，射膠時間是0

20、.7S，得出的表面質(zhì)量最好的制品，從以上數(shù)據(jù)得出1#模具的合理射出參數(shù)如下表4，只設(shè)置一段充型。從表4看出ABS是采用高壓低速一級注射，終止位置設(shè)置為零，采用時間切換保壓的方式，用射出時間來調(diào)整制品的缺陷。如果射出壓力過大、射膠的時間過長，會導致制品嚴重飛邊，壓力大還會在澆口附近出現(xiàn)氣痕。表4 1#模具的射出參數(shù)壓力速度位置射出時間1254000.7S除了射出壓力不合理會導致缺陷外，保壓設(shè)置不合理也會產(chǎn)生各種缺陷，ABS這套模具的保壓時間設(shè)置較長，以防止制品發(fā)生縮水。保壓壓力通常是注射壓力的50%-60%。所以設(shè)置保壓壓力為60，保壓速度為20，一開始保壓時間是2S，結(jié)果發(fā)現(xiàn)縮水嚴重，然后將保

21、壓時間加大到5S，制品表面還有輕微縮水，繼續(xù)將保壓時間調(diào)到7S，制品表面就不出現(xiàn)縮水現(xiàn)象了。由于制品較薄，冷卻時間設(shè)置較短，這樣成型效率就較高，不過要防止制品出現(xiàn)頂白現(xiàn)象，冷卻時間也不能太短。將冷卻時間調(diào)至18S，可以有效防止頂白缺陷。如下表5為較佳的保壓參數(shù)，只設(shè)置一段保壓，保壓時間設(shè)置較長。保壓壓力速度時間60207S表5 1#模具保壓參數(shù)5-2 2#模具的注塑成型分析5-2-1溫度設(shè)置 ABS注塑參數(shù)設(shè)定通常是料筒恒溫200260、模具溫度：4080。2#模具料筒溫度第一段（噴嘴溫度）設(shè)為255，第二段設(shè)為255，第三段設(shè)為260，第四段設(shè)為240，第五段設(shè)為230。這是因為模具的邊緣離

22、主流道很遠，要求熔體流程較長。料溫設(shè)置偏高可以改善熔接痕和注射不滿。模具溫度與1#模具一樣，前模接油溫后面接水會比較好，也是防止粘前模。如果前后模都接水的話，成型周期是快了，生產(chǎn)率也大了。但是產(chǎn)品的熔接痕和射紋會很嚴重。5-2-2 2#模具射出參數(shù)設(shè)置ABS這套模具分兩段充型，一段為了充填模具的澆注系統(tǒng)，第二段進行模腔的高速充型。第一次設(shè)置參數(shù)時，注射壓力第一段設(shè)為85，第二段設(shè)為130，注射速度第一段設(shè)為20，第二段設(shè)為40，位置不變，射膠時間設(shè)為4S，但是發(fā)現(xiàn)嚴重的欠注，并在澆口附近出現(xiàn)噴射流，且在制品表面出現(xiàn)料流痕，這可能是由于注射壓力不夠、注射第一段的速度過快，而第二段的速度較慢造成，

23、所以兩段注射壓力都加大，注射第一段加到90，第二段加到135，第一段注射速度減少了到10，第二段加大到70，射膠時間改為6S，這樣的數(shù)據(jù)明顯改善了缺陷，但是澆口位置還有點噴射流的痕跡，所以再將注射速度第一段調(diào)為8，第二段為80，射出壓力和時間都不變，這樣的參數(shù)注出來的制品表面質(zhì)量最好。終止位置的設(shè)定是根據(jù)一段充填澆注系統(tǒng)、二段充型模腔的原則設(shè)定的。制品總儲料量為175，第一段位置從175注射到155，共走膠20，基本上可將澆注系統(tǒng)充滿；而第二段從155注射到0，將模腔注滿。采用時間轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)保壓，制品的欠注和飛邊缺陷都是通過射出時間來調(diào)節(jié)。綜上分析和調(diào)試，2#模具的最佳射出參數(shù)設(shè)定如下表6：表6 2#模具射出參數(shù)壓力速度終止位置時間9081556S135800保壓參數(shù)的調(diào)試中，起初保壓壓力設(shè)置偏低，出現(xiàn)了輕微縮水現(xiàn)象，后來把數(shù)據(jù)調(diào)大到：第一段壓力60，第二段壓力70，第三段壓力75，速度不變，發(fā)現(xiàn)制品表面縮水現(xiàn)象消失，缺陷明顯改善，保壓參數(shù)的最佳設(shè)置見表7。表7 2#模具保壓參數(shù)壓力速度時間60151S70152S75154S從表7來看為了消除縮水現(xiàn)象ABS的保壓時間一般要長。2#模具采用了多級保壓，保壓壓力由低到高，要慢慢地一段一段地補充壓力，這是因為隨著時間推移，澆注系統(tǒng)的通道逐漸變小，充填阻力逐漸增大，分級保壓能更有效防止縮水現(xiàn)象并盡可能降低制品的內(nèi)應力。六、全文