熱塑性塑料成型工藝技術(shù)

1、34/34第一章 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(shù)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?cè)衅贩N的特性，常用共聚、交聯(lián)等各種化學(xué) 方法在原有的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入一定百分比量的其它單體或高分子等，以改變?cè)?有樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)成為具有新的改進(jìn)物性和加工性的改性產(chǎn)品。例如，ABS即為在聚苯乙烯分子 中導(dǎo)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(yōu)異綜合性能，工藝特性。由于熱塑性塑料品種多、性能復(fù)雜，即使同一類(lèi)的塑料 也有僅供注塑用和擠出用之分，故本章節(jié)要緊介紹各種注塑用的熱塑性塑料。 1、收縮率 熱塑性塑料

2、成型收縮的形式及計(jì)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(guò)程中由于還存在結(jié)晶化形起的體積變化，內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)， 凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大，分子取向性強(qiáng)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(diào)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(shí)熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由 于塑料的導(dǎo)熱性差，使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。因此壁厚、冷卻 慢、高密度層厚的則收縮大。另外，有無(wú)嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接阻礙料流方向，密 度分布及收縮阻力大小等，因此塑件的特性對(duì)

3、收縮大小、方向性阻礙較大。 1.3進(jìn)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(bǔ)縮作 用及成型時(shí)刻。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進(jìn) 料口寬及長(zhǎng)度短的則方向性小。距進(jìn)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(duì)結(jié)晶料則因結(jié)晶 度高，體積變化大，故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān)，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(shí)刻對(duì)收縮也阻礙較大，壓力大、時(shí) 間長(zhǎng)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(yīng)力小，脫模后彈性 回跳大，故收縮也可適量的減

4、小，料溫高、收縮大，但方向性小。因此在成型時(shí)調(diào)整模溫、 壓力、注塑速度及冷卻時(shí)刻等諸因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況。 模具設(shè)計(jì)時(shí)依照各種塑料的收縮范圍，塑件壁厚、形狀，進(jìn)料口形式尺寸及分布 情況，按經(jīng)驗(yàn)確定塑件各部位的收縮率，再來(lái)計(jì)算型腔尺寸。對(duì)高精度塑件及難以掌握收 縮率時(shí)，一般宜用如下方法設(shè)計(jì)模具： 對(duì)塑件外徑取較小收縮率，內(nèi)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(tǒng)形式、尺寸及成型條件。 要后處理的塑件經(jīng)后處理確定尺寸變化情況（測(cè)量時(shí)必須在脫模后24小時(shí)以后）。 按實(shí)際收縮情況修正模具。 再試模并可適當(dāng)?shù)馗淖児に嚄l件略微修正收縮值以滿足塑件要求。 2、流淌性 2.1熱塑性塑

5、料流淌性大小，一般可從分子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流淌長(zhǎng) 度、表現(xiàn)粘度及流淌比（流程長(zhǎng)度/塑件壁厚）等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。分子量小，分子量 分布寬，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差，熔融指數(shù)高、螺流淌長(zhǎng)度長(zhǎng)、表現(xiàn)粘度小，流淌比大的則流 動(dòng)性就好，對(duì)同一品名的塑料必須檢查其講明書(shū)推斷其流淌性是否適用于注塑成型。按模 具設(shè)計(jì)要求大致可將常用塑料的流淌性分為三類(lèi)： 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(shù)脂（如ABS、AS）、有機(jī)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因素而

6、變，要緊阻礙的因素有如下幾點(diǎn)： 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(jī)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(duì)聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對(duì)其流淌性阻礙 較小。因此前者在成型時(shí)宜調(diào)節(jié)溫度來(lái)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(shí)宜調(diào)節(jié)注塑壓力來(lái)操縱流淌性。 模具結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)的形式，尺寸，布置，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(tǒng)）等因素都直接阻礙到熔融料在型腔內(nèi)的 實(shí)

7、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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依照所用塑料的流淌性，選用合理的結(jié)構(gòu)。成型時(shí)則也可操縱料溫，模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)填充情況以滿足成型需要。 3、結(jié)晶性 熱塑性塑料按其冷凝時(shí)無(wú)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可劃分為結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型（又稱無(wú) 定形）塑料兩大類(lèi)。 所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，分子由獨(dú)立移動(dòng)，完全處于無(wú)次序 狀態(tài)，變成分子停止自由運(yùn)動(dòng)，按略微固定的位置，并有一個(gè)使分子排列成為正規(guī)模型的 傾向的一種現(xiàn)象。 作為判不這兩類(lèi)塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般結(jié)晶性 料為不透明或半透明（如聚甲醛等），無(wú)定形料為透明（

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

9、模具或堵塞進(jìn)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(duì)熱較為敏感，在高溫下受熱時(shí)刻較長(zhǎng)或進(jìn)料口截面 過(guò)小，剪切作用大時(shí)，料溫增高易發(fā)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(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體等副產(chǎn)物，特不是有的分解氣體對(duì)人體、設(shè)備、 模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此，模具設(shè)計(jì)、選擇注塑機(jī)及成型時(shí)都應(yīng)注意，應(yīng)選 用螺桿式注塑機(jī)，澆注系統(tǒng)截面宜大，模具和料筒應(yīng)鍍鉻，不得有死角滯料，必須嚴(yán)格控 制成型溫度、塑料中加入穩(wěn)定劑，減弱其熱敏性能。 4.2有的塑料（如聚碳酸酯）

10、即使含有少量水分，但在高溫、高壓下也會(huì)發(fā)生分解， 這種性能稱為易水解性，對(duì)此必須預(yù)先加熱干燥。 5、應(yīng)力開(kāi)裂及熔體破裂 5.1有的塑料對(duì)應(yīng)力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂，塑件在外力作用下或 在溶劑作用下即發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。為此，除了在原料內(nèi)加入添加劑提高開(kāi)抗裂性外，對(duì)原料應(yīng) 注意干燥，合理的選擇成型條件，以減少內(nèi)應(yīng)力和增加抗裂性。并應(yīng)選擇合理的塑件形狀， 不宜設(shè)置嵌件等措施來(lái)盡量減少應(yīng)力集中。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口及頂 出機(jī)構(gòu)，成型時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時(shí)刻，盡量幸免塑件過(guò)于冷脆 時(shí)脫模，成型后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗開(kāi)裂性，消除內(nèi)應(yīng)力并禁止與溶劑接觸。

11、 5.2當(dāng)一定融熔體流淌速率的聚合物熔體，在恒溫下通過(guò)噴嘴孔時(shí)其流速超過(guò)某值后，熔 體表面發(fā)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(yīng)增大噴嘴、澆道、進(jìn)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(dǎo)率、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時(shí)需要 熱量大，應(yīng)選用塑化能力大的注塑機(jī)。熱變形溫度高塑料的冷卻時(shí)刻可短，脫模早，但脫模后 要防止冷卻變形。熱傳導(dǎo)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(qiáng)模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低，熱傳導(dǎo)率高的塑料。比熱大、熱傳 導(dǎo)率低，熱變形溫度

12、低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型，必須選用適當(dāng)?shù)淖⑺軝C(jī)及加 強(qiáng)模具冷卻。 6.2各種塑料按其種類(lèi)特性及塑件形狀，要求必須保持適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。因此模具 必須按成型要求設(shè)置加熱和冷卻系統(tǒng)，以保持一定模溫。當(dāng)料溫使模溫升高時(shí)應(yīng)予冷卻， 以防止塑件脫模后變形，縮短成型周期，降低結(jié)晶度。當(dāng)塑料余熱不足以使模具保持一定 溫度時(shí)，則模具應(yīng)設(shè)有加熱系統(tǒng)，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(nèi)外冷卻不勻及提高結(jié)晶度等。 對(duì)流淌性好，成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時(shí)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(yīng)設(shè)有相應(yīng)的冷卻

13、或加熱系統(tǒng)。各種塑料成型時(shí)要求的模溫 及熱性能見(jiàn)表1-4及表1-5。 7、吸濕性 塑料中因有各種添加劑，使其對(duì)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(nèi)，不 然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用，使樹(shù)脂起泡、流淌性下降、外觀及力學(xué) 性能不良。因此吸濕性塑料必須按要求采納適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱，在使用時(shí)還 需用紅外線輻照以防止再吸濕。 第二章 增強(qiáng)塑料為了進(jìn)一步改善熱固性及熱塑性塑料的力學(xué)性能。常在塑料中加入玻璃纖維(簡(jiǎn) 稱玻纖)，滑石粉、云母、碳酸鈣、高嶺土、碳纖維等作為增強(qiáng)材料，以樹(shù)脂為母體及粘結(jié)劑而組成新

14、型復(fù)合材料，稱為增強(qiáng)塑料（如環(huán)氧樹(shù)脂為母體樹(shù)脂 塑料的增強(qiáng)塑料又稱為玻璃鋼）。 由于塑料混用玻璃纖維的品種、長(zhǎng)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(qiáng)塑料及注射用的熱塑性增強(qiáng)塑料。 1、熱固性增強(qiáng)塑料 熱固性增強(qiáng)塑料是由樹(shù)脂、增強(qiáng)材料、助劑等組成。其中樹(shù)脂作為母體和粘結(jié)劑，它 要求有良好的流淌性、適宜的固化速度、副產(chǎn)物少，易調(diào)節(jié)粘度和良好的相溶性，并需滿 足塑件及成型要求。增強(qiáng)材料起骨架作用，其品種規(guī)格繁多，但常用玻璃纖維，一般用量為 60%、長(zhǎng)度為1520毫米。助劑包括調(diào)節(jié)粘度的稀釋劑（用以改進(jìn)玻纖與樹(shù)脂的粘結(jié)）、 用以調(diào)節(jié)樹(shù)脂-纖維界面狀態(tài)的玻纖表面處理劑

15、、用以改進(jìn)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(shù)脂，玻纖的品種規(guī)格（長(zhǎng)度、直徑， 無(wú)堿或含堿，支數(shù)，股數(shù)，加捻或無(wú)捻），表面處理劑，玻纖與樹(shù)脂混制工藝（預(yù)混法或 預(yù)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(qiáng)料的流淌性比一般壓塑料差，流淌性過(guò)大時(shí)易產(chǎn)生樹(shù)脂流失與玻 纖分頭聚積。過(guò)小則成型壓力及溫度將顯著提高。阻礙流淌性的因素專門(mén)多，要評(píng)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(qiáng)塑料的收縮率比一般壓塑料小，它要緊由 熱收縮及化學(xué)結(jié)構(gòu)收縮 組成。阻礙收縮的因素首先是塑料類(lèi)種。一般酚醛比環(huán)氧、環(huán)氧酚醛、不飽和聚酯等

16、 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(fā)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(dāng)加壓時(shí)機(jī)及成型溫度適當(dāng)， 固化充分而均勻時(shí)則收縮小。同一塑件其不同部位的收縮也各不相同，尤其對(duì)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(jié)構(gòu)有關(guān)，總 之確定收縮率時(shí)應(yīng)綜合考慮各種因素。 壓縮比增強(qiáng)料的比容，壓縮比都較一般壓塑料大，預(yù)混料則更大，因此在模 具設(shè)計(jì)時(shí)需取較大的裝料室，另外向模內(nèi)裝料也較困難，尤其預(yù)混料更為不便，但如采納 料坯預(yù)

17、成型工藝則壓縮比就可顯著減小。 裝料量一般可預(yù)先估算，經(jīng)試壓后再作調(diào)整。估算裝料量的方法可由如下四種： 計(jì)算法裝料量可按公式（1-1）計(jì)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(fā)物、毛刺等損耗量補(bǔ)償值。 形狀簡(jiǎn)化計(jì)算法，將復(fù)雜形狀塑件簡(jiǎn)化成由若干個(gè)簡(jiǎn)單形狀組成，同時(shí)將 尺寸也相應(yīng)變更，再按簡(jiǎn)化形狀進(jìn)行計(jì)算。 比重比較法，當(dāng)按金屬或其它材料的零件仿制塑件時(shí)，則可將原零件的材 料比重與所選用的增強(qiáng)塑料比重之比及原零件重量求得裝料量。 注型比較法用樹(shù)脂或石蠟等澆注型材料注入模具型腔成型后再

18、以此零件 按比重比較法求得裝料量。 物料狀態(tài)增強(qiáng)料按其玻纖與樹(shù)脂混合制成原料的方式可分為如下三種狀態(tài)。 預(yù)混料是將長(zhǎng)達(dá)1530毫米的玻纖與樹(shù)脂混合烘干而成，它比容大，流 動(dòng)性比預(yù)浸料好，成型時(shí)纖維易受損傷，質(zhì)量均勻性差，裝料困難，勞動(dòng)條件差。適用于 壓制中小型、復(fù)雜形狀塑料及大量生產(chǎn)時(shí)，不宜用于壓制要求高強(qiáng)度的塑件。使用預(yù)混料 時(shí)要防止料結(jié)使流淌性迅速下降。該料互溶性不良，樹(shù)脂與玻纖易分頭聚積。 預(yù)浸料是將整束玻纖浸入樹(shù)脂，烘干切短而成。它流淌性比預(yù)混料差， 料束間相溶性差，比容小，玻纖強(qiáng)度損失小，物料質(zhì)量均勻性良好，裝模時(shí)易按塑件形狀 受力狀態(tài)進(jìn)行合理輔料，適用于壓制形狀復(fù)雜的高強(qiáng)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(shù)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(jiǎn)單，厚度變化不大的薄壁大型塑件。 硬化速度及貯存性增強(qiáng)塑料按其硬化速度可分為快速和慢速兩種?？焖倭瞎?化快，裝料模溫高，為適用于壓塑小型塑件及大量生產(chǎn)時(shí)常用原料。慢速料適用于壓制大 型塑件，形狀復(fù)雜或有專門(mén)性能要求及小批量生產(chǎn)時(shí)，慢速料必須慎重選擇升溫速度，過(guò) 快易發(fā)生內(nèi)應(yīng)力，硬化不勻，填充不良。過(guò)慢則降低生產(chǎn)效率。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)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(huì)導(dǎo)致塑 料變質(zhì)，阻礙流淌性及塑件質(zhì)量，故試模及生產(chǎn)時(shí)都應(yīng)注意。 1.2成型

20、條件（略） 熱固性增強(qiáng)塑料的成型條件 1.3塑件及模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)。 塑件光潔度可達(dá)7 9，精度一般宜取35級(jí)，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(shí)，則塑件徑 向公差宜取大。 塑件宜取回轉(zhuǎn)體對(duì)稱外形，不宜過(guò)高。 壁應(yīng)厚而均勻，幸免尖角、缺口、窄槽等形狀，各面應(yīng)圓弧過(guò)渡連接以 防止應(yīng)力集中、死角滯料，填充不良，物料集聚堵塞流道。 孔一般應(yīng)取通孔，幸免用5毫米以下的盲孔，盲孔底部應(yīng)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(shè)計(jì)小孔，孔間距、 孔邊距宜取大，大密度排列的小孔不宜模壓

21、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(yīng)大于0.3毫米，并應(yīng)注意半角公差，能夠參照一般塑制的螺紋進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)塑件 螺紋與其它材料螺紋零件接合時(shí)，要考慮其配合張力，螺紋段長(zhǎng)度應(yīng)取最小尺寸。 成型壓力大，嵌件應(yīng)有足夠強(qiáng)度，防止變形損壞，定位必須可靠。 收縮小，有方向性，易發(fā)生熔接不良，變形、翹曲、縮孔、裂紋及應(yīng)力 集中，樹(shù)脂填料分布不勻。薄壁塑件易碎，不易脫模，大面積塑件易發(fā)生波浪及物料聚積。 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 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 把尺寸精度

22、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(qiáng)，導(dǎo)致飛邊厚不易去除，選擇分型面時(shí)應(yīng)注意飛邊方向。上下 模及并鑲件宜取整體結(jié)構(gòu)，組合結(jié)構(gòu)裝配間隙不宜取大，上下?？刹鸪尚土慵巳?4級(jí) 滑動(dòng)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(yīng)有足夠強(qiáng)度、防止變形、 位移與損壞。尤其對(duì)細(xì)長(zhǎng)型芯與型腔間空隙較小時(shí)更應(yīng)注意。 模具應(yīng)拋光、淬硬。 頂出力大，頂桿應(yīng)有足夠強(qiáng)度，頂出應(yīng)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(yīng)設(shè)有加熱及強(qiáng)迫 冷卻措施。 2、熱塑性增強(qiáng)塑料 熱塑性增強(qiáng)塑料一

23、般由樹(shù)脂及增強(qiáng)材料組成。目前常用的樹(shù)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(qiáng)材料一般為無(wú)堿 玻璃纖維（有長(zhǎng)短兩種，長(zhǎng)纖維料一般與粒料長(zhǎng)一致為23毫米，短纖維料長(zhǎng)一般小于0.8 毫米）經(jīng)表面處理后與樹(shù)脂配制而成。玻纖含量應(yīng)按樹(shù)脂比重選用最合理的配比，一般為 20%40%之間。由于各種增強(qiáng)塑料所選用的樹(shù)脂不同，玻纖長(zhǎng)度、直徑，有無(wú)含堿及表面處 理劑不同其增強(qiáng)效果不一，成型特性也不一。 如前所述增強(qiáng)料可改善一系列力學(xué)性能，但也存在一系列缺點(diǎn)：沖擊強(qiáng)度與沖擊 疲勞強(qiáng)度低（但缺口沖擊強(qiáng)度提高）；透明性、焊接點(diǎn)強(qiáng)度也降低，收縮、強(qiáng)度、熱膨脹 系數(shù)、熱傳導(dǎo)率

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

25、 2.2成型注意事項(xiàng) 為了解決增強(qiáng)料上述工藝弊病，在成型時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 宜用高溫、高壓、高速注射。 模溫宜取高（對(duì)結(jié)晶性料應(yīng)按要求調(diào)節(jié)），同時(shí)應(yīng)防止樹(shù)脂、玻纖分頭聚積， 玻纖外露及局部燒傷。 保壓補(bǔ)縮應(yīng)充分。 塑件冷卻應(yīng)均勻。 料溫、模溫變化對(duì)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(qiáng)料剛性好，熱變形溫度高可在較高溫度時(shí)脫模，但要注意脫模后均勻冷卻。 應(yīng)選用適當(dāng)?shù)拿撃?宜用螺桿式注射機(jī)成型。尤其對(duì)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)料必須用螺桿式注射機(jī)加工，假如 沒(méi)有螺桿式注射機(jī)則應(yīng)在造粒后象短纖維料一樣才可在柱塞式注射機(jī)上加工。 2.3成型條件 常用熱塑性增強(qiáng)塑料

26、成型條件見(jiàn)表（略）。 2.4模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 塑件形狀及壁厚設(shè)計(jì)特不應(yīng)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(yīng)取大，含玻璃纖維15%的可取12，含玻璃纖維30%的可取 23。當(dāng)不同意有脫模斜度時(shí)則應(yīng)幸免強(qiáng)行脫模，宜采納橫向分型結(jié)構(gòu)。 澆注系統(tǒng)截面宜大，流程平直而短，以利于纖維均勻分散。 設(shè)計(jì)進(jìn)料口應(yīng)考慮防止填充不足，異向性變形，玻璃纖維分布不勻，易產(chǎn) 生熔接痕等不良后果。進(jìn)料口宜取薄片，寬薄，扇形，環(huán)形及多點(diǎn)形式進(jìn)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(jìn)料口，進(jìn)料口截面可適當(dāng)增大，其長(zhǎng)度應(yīng)短。 模具型芯、型腔應(yīng)有足夠剛性及強(qiáng)度。 模具應(yīng)淬硬，拋光

27、、選用耐磨鋼種，易磨損部位應(yīng)便于修換。 頂出應(yīng)均勻有力，便于換修。 模具應(yīng)設(shè)有排氣溢料槽，并宜設(shè)于易發(fā)生熔接痕部位。 第三章 成型工藝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(jìn)入模腔后，會(huì)使制件的表 面出現(xiàn)銀絳狀的瑕斑，甚至?xí)诟邷貢r(shí)發(fā)生加水分解的現(xiàn)象，致使材質(zhì)劣化。因此在成型加 工前一定要對(duì)材料進(jìn)行預(yù)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(shí)所能同意的適當(dāng)水分：塑料名稱干燥溫度干燥時(shí)刻初期水分適合水分熱風(fēng)除濕ABS802hr0.20.4%0.07%PS708012hr0.10.2%0.07%PE608012hr0.10.2%0.07%PP608

28、012hr0.10.2%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(shè)定 模溫阻礙成型周期及成形品質(zhì)，在實(shí)際操作當(dāng)中是由

29、使用材質(zhì)的最低適當(dāng)模溫 開(kāi)始設(shè)定，然后依照品質(zhì)狀況來(lái)適當(dāng)調(diào)高。 正確的講法，模溫是指在成形被進(jìn)行時(shí)的模腔表面的溫度，在模具設(shè)計(jì)及成形 工程的條件設(shè)定上，重要的是不僅維持適當(dāng)?shù)臏囟?，還要能讓其均勻的分布。 不均勻的模溫分布，會(huì)導(dǎo)致不均勻的收縮和內(nèi)應(yīng)力，因而使成型口易發(fā)生變形和翹曲。 提高模溫可獲得以下效果； 加成形品結(jié)晶度及較均勻的結(jié)構(gòu)。 使成型收縮較充分，后收縮減小。 提高成型品的強(qiáng)度和耐熱性。 減少內(nèi)應(yīng)力殘留、分子配向及變形。 減少充填時(shí)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(fā)生毛邊的機(jī)會(huì)。 增加近澆口部位和減少遠(yuǎn)澆口部位凹陷的機(jī)會(huì)。 減少結(jié)合線明顯的程度 增加

30、冷卻時(shí)刻。計(jì)量及可塑化 在成型加工法,射出量的操縱(計(jì)量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機(jī)的 可塑化機(jī)構(gòu)(Plasticating unit來(lái)?yè)?dān)任的 加熱筒溫度（Barrel Temperature） 盡管塑料的熔融，大約有6085%是因?yàn)槁輻U的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱能，然而塑料 的熔融狀態(tài)仍然大受加熱筒溫度的阻礙，尤以靠近噴嘴前區(qū)的溫度-前區(qū)的溫度過(guò)高時(shí)易 發(fā)生滴料及取出制件時(shí)牽絲的現(xiàn)象。以下表格為幾種塑料的適當(dāng)料溫、模溫及成型收縮率等。 料不適當(dāng)模溫料筒溫度成型收縮率射出壓力PA40601602600.20.6%5001000kg/cm2ABS50701902600.40.8%5001500

31、kg/cm2AS50701702900.20.6%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/cm2POM

32、801201902400.62%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(zhuǎn)速(screw speed) A.塑料的熔融，大體是因螺桿的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量，因此螺桿轉(zhuǎn)速太快，則 有下列阻礙： a.塑料的熱分解。 b.玻纖（加纖塑料）減

33、短。 c.螺桿或加熱筒磨損加快。 B.轉(zhuǎn)速的設(shè)定，能夠其圓周速（circumferen-tial screw speed）的大小來(lái)衡量： 圓周速=n（轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的圓周速約可設(shè)定到 1m/s上下，但熱安定性差的塑料，則應(yīng)低到0.1左右。 C.在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，我們能夠盡量調(diào)低螺桿轉(zhuǎn)速，使旋轉(zhuǎn)進(jìn)料在開(kāi)模前完成即可。 背壓（BACK PRESSURE） A.當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)料時(shí)，推進(jìn)到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓，在射 出成型時(shí)，能夠由調(diào)整射出油壓缸的退油壓力來(lái)調(diào)節(jié)，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

34、均勻的分散。 c.使氣體由落料口退出。 d.進(jìn)料的的計(jì)量準(zhǔn)確。 B.背壓的高低，是依塑料的粘度及其熱安定性來(lái)決定，太高的背壓使進(jìn)料時(shí) 間延長(zhǎng)，也因旋轉(zhuǎn)剪切力的提高，容易使塑料產(chǎn)生過(guò)熱。一般以515kg/cm2為宜。 松退（SUCK BACK，DECOMPRESSION） A.桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)料結(jié)束后，使螺桿適當(dāng)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(jìn)空氣，使成 型品發(fā)生氣痕。安定成型的參數(shù)設(shè)定 1、事前確認(rèn)及預(yù)備設(shè)定 確認(rèn)材料干燥、模溫及加熱筒溫度是否被正確設(shè)定并達(dá)到可加工狀態(tài)。 檢查開(kāi)閉模及頂出的動(dòng)作和

35、距離設(shè)定。 射出壓力（P1）設(shè)定在最大值的60%。 保持壓力（PH）設(shè)定在最大值的30%。 射出速度（V1）設(shè)定在最大值的40%。 螺桿轉(zhuǎn)速（VS）設(shè)定在約60RPM。 背壓（PB）設(shè)定在約10kg/cm2。 松退約設(shè)定在3mm。 保壓切換的位置設(shè)定在螺桿直徑的30%。例如100mm的螺桿，則設(shè)定30mm。 計(jì)量行程比計(jì)算值稍短設(shè)定。 射出總時(shí)刻稍短，冷卻時(shí)刻稍長(zhǎng)設(shè)定。 2、手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)修正 閉鎖模具（確認(rèn)高壓的上升），射出座前進(jìn)。 以手動(dòng)射出直到螺桿完全停止，并注意停止位置。 螺桿旋退進(jìn)料。 待冷卻后開(kāi)模取出成型品。 重復(fù)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(wú)短射、

36、毛邊及白化，或開(kāi)裂等現(xiàn)象。 3、半自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的修正 計(jì)量行程的修正計(jì)量終點(diǎn) 將射出壓力提高到99%，并把保壓暫調(diào)為0，將計(jì)量終點(diǎn)S0向前調(diào)到發(fā)生短射，再向后調(diào)至發(fā)生毛邊，以其中間點(diǎn)為選擇位置。 出速度的修正把PH回復(fù)到原水準(zhǔn)，將射出速度上下調(diào)整，找動(dòng)身生短射及毛邊的個(gè)不速度，以其中間點(diǎn)為適宜速度本時(shí)期亦可進(jìn)入以多段速度對(duì)應(yīng)外觀問(wèn)題的參數(shù)設(shè)定。 保持壓力的修正上下調(diào)整保持壓力，找動(dòng)身生表面凹陷及毛邊的個(gè)不壓力，以其中間點(diǎn)為選擇保壓。 保壓時(shí)刻或射出時(shí)刻的修正逐步延長(zhǎng)保持時(shí)刻，直至成型品重量明顯穩(wěn)定為明適選擇。 冷卻時(shí)刻的修正逐步調(diào)降冷卻時(shí)刻，并確認(rèn)下列情況能夠滿足：1、成型品被頂出、夾出、修整

37、、包裝可不能白化、凸裂或變形。2、模溫能平衡穩(wěn)定。肉厚4mm以上制品冷卻時(shí)刻的簡(jiǎn)易算法： 理論冷卻時(shí)刻=S（1+2S）.模溫60度以下。 理論冷卻時(shí)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(shù)的修正 確認(rèn)背壓是否需要調(diào)整； 調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速，使計(jì)量時(shí)刻稍短于冷卻時(shí)刻； 確認(rèn)計(jì)量時(shí)刻是否穩(wěn)定，可嘗試調(diào)整加熱圈溫度的梯度。 確認(rèn)噴嘴是否有滴料、主流道是否發(fā)生豬尾巴或粘模，成品有無(wú)氣痕等現(xiàn)象，適當(dāng)調(diào)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(yīng)以高速為原則，但在通過(guò)澆口間及保壓切換前應(yīng)以較低速進(jìn)行； 保壓應(yīng)采納逐步下降，以幸免成型品

38、內(nèi)應(yīng)力殘留太高，使成型品容易變形。不良現(xiàn)象及對(duì)策、充填不足（short shot） 溶融之塑料經(jīng)射入模穴中，尚未灌滿時(shí)即已冷卻硬化，此種欠料之現(xiàn)象稱之為充填不足。由機(jī)床引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.射出能力不足機(jī)臺(tái)射出部能力確認(rèn)2.射出壓力太低提高壓力3.原料溫度低,流淌性差確認(rèn)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(rèn)孔徑及電熱能力7.螺桿進(jìn)料不良手動(dòng)進(jìn)料8.原料落下因難確認(rèn)清除原料團(tuán)，降低入料口溫度9.螺桿射出逆流更新check ring(逆止環(huán))由模具引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.湯口設(shè)計(jì)不平均重新計(jì)算與修正2.湯口流道澆口設(shè)計(jì)過(guò)小重

39、新計(jì)算及加大尺寸3.冷料儲(chǔ)井堵塞清除堵塞部位4.排氣不良追加逃氣設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(dāng)確認(rèn)水路系統(tǒng)并修改之由原料引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.材料本身流淌性差確認(rèn)或材料變更2.潤(rùn)滑處理不當(dāng)修正使用部位及量的多少3.離噴過(guò)多降低使用量、毛邊（flash） 塑膠料流出動(dòng)靜模之接合面，形成芒刺壯之現(xiàn)象，稱之為毛邊。由機(jī)床引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.射出壓力大降低壓力2.開(kāi)模壓力不足重新調(diào)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(guò)佳降低原料加熱溫度5.保壓時(shí)是過(guò)長(zhǎng)壓低保壓時(shí)刻6

40、.射出速度太快降低射出速度7.機(jī)臺(tái)動(dòng)靜模板平行度欠佳利用長(zhǎng)度規(guī)測(cè)量平長(zhǎng)度、調(diào)整由模具引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.公母模接合不良確認(rèn)平行度及合模線、調(diào)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(jì)算機(jī)臺(tái)能力或換機(jī)4.模具老舊破損修補(bǔ)破損部位5.熱澆道溫度設(shè)定過(guò)高調(diào)整適當(dāng)?shù)臏囟扔稍弦鸬木壒始皩?duì)策 原因?qū)Σ?.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(zhì)、縮水（sink mark）: 此種現(xiàn)象在成型品表常會(huì)發(fā)覺(jué)到，其發(fā)生之要緊緣故系原料在準(zhǔn)卻過(guò)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(jī)床引起的緣故及對(duì)策 原因

41、對(duì)策1.射速太慢提高射出速度2.射壓偏低提高射出壓力3.保壓時(shí)刻不足增加保壓時(shí)刻4.原料供應(yīng)量不足增加原料供應(yīng)量5.原料溫度偏高降低原料加熱溫度6.射出噴嘴太長(zhǎng)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(kāi)模太早、冷卻不足增加冷卻時(shí)刻10.熱流道溫度低提高熱流道之溫度11.射出時(shí)原料產(chǎn)生逆流螺桿逆止環(huán)更換由模具引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.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(guò)高確認(rèn)水路循環(huán)系統(tǒng)或增減3.湯口或流道細(xì)小重新計(jì)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(shè)計(jì)不均一

42、或不適當(dāng)依肉厚比例修正由原料引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.原料流淌性太好修正成型條件配合或變更村質(zhì)或規(guī)格級(jí)數(shù)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(jìn)料點(diǎn)為中心，呈現(xiàn)年輪狀紋路的現(xiàn)象。由機(jī)床引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.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(zhǎng)、孔徑太小適當(dāng)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(shí)刻不足增加保壓時(shí)刻6.原料供應(yīng)略不足略增加計(jì)量值7.剛成型時(shí)冷料流入能夠松退來(lái)防止冷卻出現(xiàn)8.射出噴口部溫度低檢修噴口部電熱圈及能力由模具引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.模溫偏低確認(rèn)后再適提高2.模具冷卻不當(dāng)確認(rèn)整個(gè)水路系統(tǒng)再修正3.冷料儲(chǔ)陷設(shè)計(jì)太小增大冷料儲(chǔ)陷部位4.脫氣不良增加逃氣槽設(shè)計(jì)或追加pin5.熱澆道溫度偏低適當(dāng)提高溫度由原料引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ咴媳旧碇魈市圆钚拚尚蜅l件來(lái)配合變更規(guī)格級(jí)數(shù)或材質(zhì)、銀線（silver streak）： 成品表面出現(xiàn)隨著原料流淌方向的銀白色線條之狀況。由機(jī)床引起的緣故及對(duì)策 原因?qū)Σ?.射出能力不足確認(rèn)射出容量/可塑化能力2.原料加熱溫度太高產(chǎn)生熱分解降低原料加熱溫度3.射出速度太快產(chǎn)生熱分解降低射出速度4.射壓太高產(chǎn)生熱分解降低射出壓力5.背壓不足卷入空氣提高背壓6.原料加熱時(shí)刻太長(zhǎng)產(chǎn)生熱分解降低原料加熱溫度或時(shí)刻7.原料加