科學注塑成型技術

科學注塑成型技術第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一上午講課時間講課安排9:00～10:40講課時間10:40～10:50休息10分鐘

10:50～12:00講課時間中午12:00～13:30午餐時間下午13:30～15:10講課時間15:10～15:20休息10分鐘15:00～16:30講課時間16:30～17:30提問時間本次專題講座時間安排表第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一沿革臺球塑膠象牙第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一熱固性塑料與熱塑性塑料熱塑性塑料在特定的溫度范圍內(nèi)，能反復加熱軟化和冷卻變硬的塑料（如：ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等），它可以再回收利用。熱固性塑料受熱后成為不熔的物質，再次受熱不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料（如：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯等）。加熱軟化受熱不熔第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一結晶型塑料與非結晶型塑料結晶型塑料在適當?shù)臈l件下，分子能產(chǎn)生某種規(guī)則幾何結構的塑料（如：PE、PP、PA、POM、PET、PBT等），大多數(shù)的屬于部分結晶態(tài)。非結晶型塑料分子形狀和分子相互排列呈無序狀態(tài)的塑料（如：ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS等），非結晶性塑料在各個方向上表現(xiàn)的力學特性是相同的（各向同性）。有序無序澆口模腔第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一樹脂塑化的三種型態(tài)玻璃態(tài)：此時樹脂成固態(tài)，即使施加壓力其分子不變，甚至加于太大的壓力時會像玻璃一樣的破碎，故稱為玻璃態(tài)。彈跳態(tài)：像橡膠一樣，有彈性，施加壓力時，變形而不破裂，當壓力消失時，分子排列恢復原狀。粘流態(tài)：此時分子鏈與分子鏈脫離，施加壓力時，分子排列變化，當壓力消失時，也不會再恢復原來的排列形狀。第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一分解玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)Tx脆化溫度(-30oC)Tg玻璃化溫度(100o

C)Tf粘流溫度(160

oC)Td分解溫度(280oC)

Tx-30Tg100Tf160Td280溫度（℃）形變聚苯乙烯樹脂的三態(tài)變化樹脂塑化的三種型態(tài)第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一塑料在加熱料筒中經(jīng)歷的熱力學變化如圖C所示：進料出料粘流態(tài)高彈態(tài)玻璃態(tài)塑料在加熱料筒中的三態(tài)變化

樹脂塑化三態(tài)與注塑第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一樹脂塑化后產(chǎn)生的各種物質粘流體：當樹脂受熱后分子鏈間脫離，變成不定型排列，分子活動非?；顫?、自由。水份：當樹脂受熱后，含在于樹脂中的水份被釋放出來，變成水蒸氣。氣體：樹脂為石油化合物，當受到高熱時，分解的物質，如焦煤加熱一樣，產(chǎn)生濃煙（氣體）。第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一注塑機重要諸元鎖模射出液壓電控第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一料管螺桿與成型計量段壓縮段搬運段第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一搬運段：樹脂進入搬運段時，顆料預熱，變成彈跳體，此時料溝中的原料與原料之間有很多空隙，非飽和狀態(tài)，加上螺桿旋轉時的滯留，真正進入壓縮段的原料比例約只有40%。壓縮段：隨著螺桿轉動時原料前進及吸收熱量夠多，而開始熔融及壓縮，使原料與原料之間的空隙變得非常小，產(chǎn)生摩擦，（剪切速率）因而產(chǎn)生高熱（自熱），此時分子鏈之間脫離，分子活動開始自由，并且釋放出水蒸氣與氣體。計量段：此時的原料的熔融幾乎有70%至80%，分子活動非常自由，由于料管不動產(chǎn)生阻力附近的原料（分子）前進慢，螺桿轉動產(chǎn)生動力，附近分子前進速度快，在動力與阻力之間造成滯留現(xiàn)象，及未完全熔融現(xiàn)象，所以螺桿轉速的控制與背壓非常重要。第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一溫度:烘料溫度、炮筒溫度、模溫壓力:射膠壓力、保壓壓力、背壓速度:射膠速度、保壓速度、熔膠速度位置:計量、松退、射膠、切換、殘量時間:烘料時間、射膠時間、保壓時間、冷卻時間注塑工藝參數(shù)及其設定第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一塑料溫度設定fg加工區(qū)分解區(qū)加工區(qū)第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一四點溫度1234第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1234512543ABC溫度五升三降第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一螺桿轉速對塑料的影響螺桿轉速對熱敏性材料影響螺桿轉速對剪敏性材料影響第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一炮筒溫度快速設定熔膠溫度設定與節(jié)能的關系最低加工溫度設定：計量段溫度=熔點+20oC第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一如何防止格林柱斷？鎖模力的產(chǎn)生射壓的產(chǎn)生第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一鎖模力的計算鎖模力=模內(nèi)壓力×投影面積×安全系數(shù)第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一P2=P1*D2/d2P2:射壓P1:系統(tǒng)壓力D：油壓缸直徑d：螺桿直徑第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

鎖塑第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一鎖模：節(jié)能、穩(wěn)定、快速和安全關模低壓：亦稱低壓保護，是啤機對模具的保護裝置。從模具保護位置到前后模面貼合的那一瞬間，這段時間內(nèi)，鎖模機構推動模具后模的力是比較低的，同時當推進過程中遇到一個高于推動力的阻力時，模具會自動打開，從而停止合模動作，這樣合模時前后模之間如有異物，模具就可以得到保護。鎖模低壓一般是有行位的模具比沒行位的模具大一些，取值：10-20kg/cm2.低壓點應在導梢與導梢孔接觸之前。關模高壓：高壓點應在公母模，模面完全接合時產(chǎn)生高壓。關模

快速慢速低壓高壓壓力40

00128速度

99154030位置280505第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一后模面離開前模面的距離，稱之為開模距離。其大小為能順利取出膠件為宜，過大會延長周期時間開模

后慢中速快速前慢壓力128

速度10

位置

脫離型腔第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一壓力分布泵壓射膠壓力射咀壓力流道壓力澆口壓力型腔壓力射壓設定第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一溫度與壓力的關系溫度越低，時間越短，粘度會越大，壓力也越大。反之，溫度越高，時間越長，粘度大幅降低，所需之壓力也越小。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一壓力與粘度原料在17.2Mpa與132Mpa的壓力下粘度PE3.5倍PP4.7倍PS、ABS100倍至237倍第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

5段

4段

3段

2段

1段

炮筒溫度

220220215210OC

5段

4段

3段

2段

1段

射膠

射膠延遲0s

606060%(P)

射膠保壓5s

801045V(%)

保壓切換12.3mm

152039

mm

冷卻時間11s

中間時間0s

5段

4段

3段

2段

1段

保壓

4030%(P)

20.3S

射壓設定射壓=1.5*保壓等級保壓（kg/cm2)精密品550-700普通品350-500劣品300以下第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一多段保壓翹曲毛邊保壓保壓時間縮水第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一在塑料熔融、塑化過程中，熔料不斷移向料筒前端（計量室內(nèi)），且越來越多，逐漸形成一個壓力，推動螺桿向后退。為了阻止螺桿后退過快，確保熔料均勻壓實，需要給螺桿提供一個反方向的壓力，這個反方向阻止螺桿后退的壓力稱為背壓。背壓背壓第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一8注射速度困氣第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一兩種注射速度下的充模情況射膠過程：點---線---面第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一流紋（慢）射紋（快）熔接線明顯（慢）易產(chǎn)生燒焦（快）注射速度過快/過慢引起的產(chǎn)品缺陷注射速度與缺陷澆口氣紋第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一切換位置殘量熔膠量/殘量和抽膠的最佳設定方法

注射量計料量殘量熔膠量=注射量+殘量抽膠量第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一射膠量理想射膠量=最大射出量/產(chǎn)品總重阻燃級1.5--2.5精品1.5--3.5普通品1.5--5.5第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一正確儲料與正確切換射膠量L=M/(π/4D2*ρ*0.83)*10切換位置L切=？（mm)L：射膠量（mm)M：產(chǎn)品總重(g)D：螺桿直徑(cm)ρ：塑膠密度(g/cm3)儲料量L儲=？（mm)第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一流程比L/tL/t比：從澆口到成口到成品的最端點為長[L],成品的厚為厚[t],L÷t=倍數(shù)。當倍數(shù)大于100倍時為長，應增加射速，降低粘度；當倍數(shù)小于25倍數(shù)時為厚，應增加壓力，降低射速，增加粘度。第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一殘量不穩(wěn)定溫度波動壓力波動背壓偏小位置控制精度低第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一速度和壓力曲線在調(diào)機時的應用設定值實際值壓力時間速度時間實際速度達到速度設定值，而實際壓力未達到壓力設定值，此時產(chǎn)品出現(xiàn)缺膠，如何調(diào)機？第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一壓力設定值實際值時間時間實際速度未達到速度設定值，而實際壓力達到壓力設定值，此時產(chǎn)品出現(xiàn)缺膠，如何調(diào)機？速度第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一射膠壓力大于型腔阻力和熔膠粘度時，設置的射膠速度才能得以充分的發(fā)揮.

射膠速度隨著模腔的填滿阻力的增大而慢慢降低，直到為零第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一多級射膠要領射出第一段為澆口冷料處理段；第二段為成型段；第三段為型腔變化處理段；第四段為毛邊處理段；保壓一、二、三段為收縮處理段。（a）（a）第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一注塑工藝調(diào)教誤區(qū)1誤把設定壓力當作真實壓力2對螺桿監(jiān)視位置運用不夠3壓力切換時，未作短射分析4誤把炮筒溫度作為熔膠溫度第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一壓力切換時，未作短射分析壓力切換時，甚至對出現(xiàn)批鋒的膠件，都未作短射分析批鋒第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一撤除保壓，依舊批鋒。切換是否適當？第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一V-P切換正確撤除保壓，填充狀態(tài)：95%左右第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一模溫設定模具熱量傳遞第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一模具溫度塑料種類模溫/℃塑料種類模溫/℃HDPE60～70PA620～80LDPE20～55PA61020～60PE20～60PA101040～80PP20～65POM20～120PS20～70PC90～120PVC20～60氯化聚醚80～110PMMA40～70聚苯醚110～150ABS20～80聚砜130～150改性PS40～60聚三氟氯乙烯110～130第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一運水連接出水進水出水進水進水進水出水出水眾川110---75---55第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1出2，肉厚不均？第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一膠料注射容許含濕量(%)干燥溫度（℃）建議干燥時間（小時）SAN0.10-0.20802ABS0.10-0.20802PMMA0.02-0.10802PS0.1802POM0.05801-2PA0.2802-4PC0.021202-4PBT0.05120-1403-4PET0.02120-1403-4LDPE0.05-0.10701HPPE0.05-0.10701PP0.05701PVC0.08701-2原料濕含量及干燥工藝第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一粉末狀的原料的影響粉碎后的再生料有很多粉末狀的原料，它含有大量的水份，及炭焦物質，能吸收大量熱量，所以必須篩掉，不然的話因為它吸收的熱能比正常的塑料多，會造成冷熱料，燒焦，黑點，銀紋等不良制品。第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一如何快速設定新產(chǎn)品工藝參數(shù)？溫度:壓力:速度:位置:時間:第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一快速設定新產(chǎn)品工藝參數(shù)POM膠件，1出4，每個單重25克，水口重15克，螺桿直徑為40mm,如何快速設定其工藝參數(shù)？第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

射嘴

3段

2段

1段

炮筒溫度

195195185175OC

5段

4段

3段

2段

1段

射膠

射膠延遲0s

41.741.741.7%(P)

射膠保壓s

206050V(%)

保壓切換10mm

16.872

mm

冷卻時間s

中間時間0s

5段

4段

3段

2段

1段

保壓

%(P)

S