塑料及注塑模具設(shè)計(jì)與加工基礎(chǔ)知識(shí)

塑料基礎(chǔ)知識(shí)幾種常見塑料的基本知識(shí)塑料的鑒別方法塑料的加工成型工藝塑料注射成型常見缺陷2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-幾種常見塑料的基本知識(shí)

1.聚乙烯塑料（PE）化學(xué)性能穩(wěn)定，通常制作食品袋及各種容器，耐酸、耐堿及鹽類水溶液的侵蝕，可用于耐腐蝕和絕緣零件，但不宜用強(qiáng)堿性洗滌劑擦拭或浸泡。參考收縮率：2.2%，加工特性：流動(dòng)性極好，不宜用直接澆口，冷卻速度慢。2.聚丙烯（PP）聚丙烯塑料，無毒、略帶香味，可在100℃的沸水中浸泡不變形、不損傷，常見的酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用。多用于食具、機(jī)械零件、耐腐蝕和絕緣零件。參考收縮率：2.0%，加工特性：流動(dòng)性好，成型性好，冷卻速度快。

2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)3.聚苯乙烯（PS）容易著色、透明性好，多用于制作燈罩、牙刷柄、玩具、電器零部件。它耐酸堿腐蝕，但易溶于氯仿、二氯乙烯、香蕉水等有機(jī)溶劑。用于絕緣透明件，裝飾件，化學(xué)、光學(xué)件。

參考收縮率：0.5%

加工特性：流動(dòng)性較好，材質(zhì)較脆，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，脫模角應(yīng)大。（HIPS）參考收縮率：0.5%，加工特性：流動(dòng)性較好，成型性好。用于減摩耐磨零件，結(jié)構(gòu)件，外殼。

4.聚氯乙烯（PVC）色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固耐用，由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料，故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。參考收縮率：加工特性：。

2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)5.ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合的塑料）色彩醒目，用于減摩耐磨零件，結(jié)構(gòu)件，外殼；

耐熱、堅(jiān)固、外表面可鍍鉻、鎳等金屬薄膜，可制作琴鍵、按鈕、刀架、電視機(jī)外殼、傘柄等。參考收縮率：0.5%

加工特性：流動(dòng)性較好，成型性好。6.聚碳酸酯（PC）

耐沖擊，彈性及柔韌性好，用于儀表小零件，絕緣透明件，防彈窗；

參考收縮率：0.6%，加工特性：流動(dòng)性差，盡量增大進(jìn)澆口橫截面積

2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)7.尼龍（PA）堅(jiān)韌、牢固、耐磨，常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、水果外包裝袋，減摩耐磨零件，化工、電器，儀表件等。無毒性，但不可長(zhǎng)期與酸堿接觸。參考收縮率：1.5%

加工特性：流動(dòng)性極好，易產(chǎn)生毛刺（飛邊）。

8.聚甲醛（POM）

耐磨，用于傳動(dòng)零件（齒輪），化工容器等。參考收縮率：1.8%;

加工特性：流動(dòng)性好，成型穩(wěn)定性好。9.聚苯醚（PPO）

流動(dòng)性差，要增大進(jìn)澆口橫截面積，注塑時(shí)模具需升溫，模具零件需耐熱。熱件，絕緣件，耐磨件，醫(yī)療器械和電子設(shè)備件。加入玻璃纖維等填料后，材質(zhì)的流動(dòng)性和收縮率都會(huì)大幅降低。2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法1．塑料的外觀鑒別

通過觀察塑料的外觀，可初步鑒別出塑料制品所屬大類：熱塑性塑料，熱固性塑料或彈性體。

熱塑性塑料有結(jié)晶和無定形兩類：結(jié)晶性：外觀呈半透明，乳濁狀或不透明，只有在薄膜狀態(tài)呈透明狀，硬度從柔軟到角質(zhì)。無定形：一般為無色，在不加添加劑時(shí)為全透明，常加有增塑劑等添加劑，硬度硬于角質(zhì)橡膠。熱固性塑料：通常含有填料且不透明，如不含填料時(shí)為透明。彈性體：具橡膠狀手感，有一定的拉伸率。2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法2.塑料的加熱鑒別：上述三類塑料的加熱特征也是各不相同的，通過加熱的方法可以鑒別。熱塑性塑料：加熱時(shí)軟化，易熔融，且熔融時(shí)變得透明，常能從熔體拉出絲來，通常易于熱合熱固性塑料：加熱至材料化學(xué)分解前，保持其原有硬度不軟化，尺寸較穩(wěn)定，至分解溫度炭化彈性體塑料：加熱時(shí)，直到化學(xué)分解溫度前，不發(fā)生流動(dòng)，至分解溫度材料分解炭化。

常用熱塑性塑料的軟化或熔融溫度范圍見表2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法3．塑料的溶劑處理鑒別

熱塑性塑料在溶劑中會(huì)發(fā)生溶脹，但一般不溶于冷溶劑，在熱溶劑中，有些熱塑性塑料會(huì)發(fā)生溶解，如聚乙烯溶于二甲苯中，熱固性塑料在溶劑中不溶，一般也不發(fā)生溶脹或僅輕微溶脹，彈性體不溶于溶劑，但通常會(huì)發(fā)生溶脹。2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法4．

塑料的密度鑒別

塑料的品種不同，其密度也不同，可利用測(cè)定密度的方法來鑒別塑料，但此時(shí)應(yīng)將發(fā)泡制品分別出來，因?yàn)榘l(fā)泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在實(shí)際工業(yè)上，也有利用塑料的密度不同來分選塑料的。常用塑料的密度見下表：2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法5.塑料的燃燒試驗(yàn)鑒別

燃燒試驗(yàn)鑒別法是利用小火燃燒塑料試樣，觀察塑料在火中和火外時(shí)的燃燒性，同時(shí)注意熄火后，熔融塑料的落滴形式及氣味來鑒別塑料種類的方法。2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的鑒別方法2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的加工成型工藝塑料加工常見的五大工藝1；注塑工藝：注射成型(注塑)是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱料筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動(dòng)螺桿推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。常見的有排氣式注射成型、流動(dòng)式注射成型、共注射注射成型、無流道注射成型。2：壓延工藝：用或不用粘結(jié)劑，借加熱、加壓把相同或不相同材料的兩層或多層結(jié)合為整體的方法。用或不用粘結(jié)劑，借加熱、加壓把相同或不相同材料的兩層或多層結(jié)合為整體的方法。

3：澆鑄工藝（搪塑）：模塑中空制品的一種方法。模塑時(shí)將塑料糊倒入開口的中空模內(nèi)，直至達(dá)到規(guī)定的容量。

2009-6-114：擠出工藝：擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑，它是在擠出機(jī)中通過加熱、加壓而使物料以流動(dòng)狀態(tài)連續(xù)通過口模成型的方法。擠出的制品都是連續(xù)的型材，如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜包覆層等。此外，還可用于塑料的混合、塑化造粒、著色、摻合等。5：吹塑工藝：借氣體壓力使閉合在模具中的熱型坯吹脹成為中空制品，或管型坯無模吹脹成管膜的一種方法。常見的有注射吹塑成型，擠出吹塑成型，拉伸吹塑成型，另有二次加工工藝，成型后的塑料制品或型材，按需要進(jìn)行的再加工：如先注射后吹塑、吸塑、噴漆、開孔割板、模塑、機(jī)械加工、連接、修飾、發(fā)泡、電鍍等。

塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的加工成型工藝塑料加工常見的五大工藝2009-6-11塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的加工成型工藝二次加工工藝發(fā)泡成型:發(fā)泡成型是使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的樹脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。

按照泡孔結(jié)構(gòu)可將泡沫塑料分為兩類，若絕大多數(shù)氣孔是互相連通的，則稱為開孔泡沫塑料；如果絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的，則稱為閉孔泡沫塑料。開孔或閉孔的泡沫結(jié)構(gòu)是由制造方法所決定的。

(1)化學(xué)發(fā)泡。由特意加入的化學(xué)發(fā)泡劑，受熱分解或原料組分間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣體，使塑料熔體充滿泡孔。化學(xué)發(fā)泡劑在加熱時(shí)釋放出的氣體有二氧化碳、氮?dú)?、氨氣等。化學(xué)發(fā)泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生產(chǎn)。2)物理發(fā)泡。物理發(fā)泡是在塑料中溶入氣體或液體，而后使其膨脹或氣化發(fā)泡的方法。物理發(fā)泡適應(yīng)的塑料品種較多。

(3)機(jī)械發(fā)泡。借機(jī)械攪拌方法使氣體混入液體混合料中，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛樹脂，其它如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等也適用。2009-6-11二次加工工藝電鍍工藝

濕法電鍍工藝基本流程：除油

(預(yù)處理)

浸蝕

中和

(表面清洗)

添加催化劑

活化

非電解電鍍

電鍍。

(1)除油(2)預(yù)浸蝕(3)浸蝕(4)中和(5)表面清理(6)添加催化劑及活化處理(7)非電解電鍍-化學(xué)電鍍(8)電鍍塑料基礎(chǔ)知識(shí)-塑料的加工成型工藝2009-6-11塑料注射成型常見缺陷

注塑成型各種缺陷及原因一、龜裂

龜裂是塑料制品較常見的一種缺陷，產(chǎn)生的主要原因是由于應(yīng)力變形所致。主要有殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。

（－）殘余應(yīng)力引起的龜裂

殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手：

（1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。

（2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動(dòng)性，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。

（3）一般情況下，模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí)，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。

（4）非結(jié)晶性樹脂，如AS樹脂、ABS樹脂、PMMA樹脂等較結(jié)晶性樹脂如聚乙烯、聚甲醛等容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

在注射成型的同時(shí)嵌入金屬件時(shí)，最容易產(chǎn)生應(yīng)力。因?yàn)榻饘俸蜆渲臒崤蛎浵禂?shù)相差懸殊，而且隨著時(shí)間的推移，應(yīng)力超過逐漸劣化的樹脂材料的強(qiáng)度而產(chǎn)生裂紋。2009-6-11塑料注射成型常見缺陷（二）外部應(yīng)力引起的龜裂主要是因設(shè)計(jì)不合理而造成應(yīng)力集中，特別是在尖角處更需注意。（三）外部環(huán)境引起的龜裂

化學(xué)藥品、吸潮引起的水降解，以及再生料的過多使用都會(huì)使物性劣化，產(chǎn)生龜裂。二、產(chǎn)品變形2009-6-11塑料注射成型常見缺陷三、產(chǎn)品有氣泡2009-6-11四、產(chǎn)品分層五、產(chǎn)品表面光澤不良

注塑工藝方面模具方面材料方面加熱缸溫度太低模具溫度太低材料沒有完全干燥有水分加熱缸溫度太高模具表面研磨不良含有揮發(fā)性物質(zhì)塑料注射成型常見缺陷2009-6-11六、產(chǎn)品填充不滿塑料注射成型常見缺陷2009-6-11七、產(chǎn)品有飛邊沿分型線的地方或模具密封面出現(xiàn)薄薄的飛邊。塑料注射成型常見缺陷2009-6-11八、白點(diǎn)料頭附近有未熔化的顆粒。對(duì)薄壁制品來說是不可能獲得光滑的表面。對(duì)于薄壁制品，其生產(chǎn)成型周期短，因此必須以很高的螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行塑化從而使熔料在螺桿料筒內(nèi)殘留時(shí)間縮短。加工參數(shù)方面：1、熔料溫度太低增加料筒溫度2、螺桿轉(zhuǎn)速太高3、螺桿背壓太低4、循環(huán)時(shí)間短，即熔料在料筒內(nèi)殘留時(shí)間短設(shè)計(jì)方面：1、不合理的螺桿幾何形狀選用適當(dāng)幾何形狀的螺桿（含計(jì)量切變區(qū)）

塑料注射成型常見缺陷2009-6-11九、灰黑斑紋灰黑斑紋可能發(fā)生在澆口附近、流道的中間和遠(yuǎn)離澆口的部分。只能在透明的零件中可看出，并且往往用PMMA，PC和PS料制成的產(chǎn)品有此現(xiàn)象。料筒內(nèi)熔料中被擠入的空氣就會(huì)使制品內(nèi)產(chǎn)生灰黑斑紋。熔料和擠入的氣泡交接的地方由于壓縮作用產(chǎn)生高溫，同時(shí)空氣內(nèi)的氧氣通過氧化作用使熔料產(chǎn)生斷裂。加工參數(shù)方面：1、螺桿背壓太低2、喂料區(qū)的料筒溫度過高3、螺桿轉(zhuǎn)速過快4、循環(huán)時(shí)間短，即熔料在料筒內(nèi)殘留時(shí)間短設(shè)計(jì)方面：1、不合理的螺桿幾何形狀，加料段的螺槽較淺。

塑料注射成型常見缺陷2009-6-11十、放射紋從澆口噴射出，有灰黯色的一股熔流在稍微接觸模壁后馬上被隨后注入的熔料包住。此缺陷可能部分或完全隱藏在制品內(nèi)部。放射紋往往發(fā)生在當(dāng)熔料進(jìn)入到模腔內(nèi)，流體前端停止發(fā)展的方向。它經(jīng)常發(fā)生在大模腔的模具內(nèi)，熔流沒有直接接觸到模壁或沒有遇到障礙。通過澆口后，有些熱的熔料接觸到相對(duì)較冷的模腔表面后冷卻，在充模過程中不能同隨后的熔料緊密結(jié)合在一起。除去明顯的表面缺陷，放射紋伴隨不均勻性，熔料產(chǎn)生凍結(jié)拉伸，殘余應(yīng)力和冷應(yīng)變而產(chǎn)生，這些因素都影響產(chǎn)品質(zhì)量。在多數(shù)情況下不太可能只通過調(diào)節(jié)成型參數(shù)改進(jìn)，只有改進(jìn)澆口位置和幾何形狀尺寸才可以避免。

加工參數(shù)方面：1、注射速度太快2、注射速度單級(jí)3、熔料溫度太低設(shè)計(jì)方面：1、澆口和模壁之間過渡不好2、澆口太小3、澆口位于截面厚度的中心塑料注射成型常見缺陷2009-6-11塑料注射成型常見缺陷十一、冷料頭有一塊冷料卡在或粘在料頭附近的表面上。冷料頭會(huì)導(dǎo)致制品表面出現(xiàn)痕跡，嚴(yán)重的還會(huì)降低制品的力學(xué)性能。當(dāng)熔料可以在機(jī)器噴嘴或熱流道附近冷卻時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生冷料頭，由于先注射進(jìn)的熔料總是聚集在澆口附近，在此區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生缺陷。它的成因是因?yàn)闄C(jī)器噴嘴或熱流道噴嘴周圍的溫度控制不合理。

加工參數(shù)方面：a、熱流道溫度太低b、噴嘴溫度太低設(shè)計(jì)方面：a、噴嘴橫截面太小b、澆口幾何尺寸不合理c、熱流道幾何尺寸不合理

2009-6-11十二、唱片紋在整個(gè)料流方向上甚至到流道末端可以看出很深的槽。在采用高粘性（流動(dòng)性差）材料和厚壁的制品生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，這些槽看上去象唱片上的紋路。在PC料做成的產(chǎn)品上非常清晰，但在ABS制品上更大，并且呈灰黯色。如果在注射過程中—特別時(shí)在低注射速度的條件下，接觸模具表面的熔體凝結(jié)速度太快，流動(dòng)阻力太高，就會(huì)在流體前端產(chǎn)生扭曲。凝固的外層材料不會(huì)完全接觸模腔壁而形成波浪狀。這些波浪狀的材料會(huì)凍結(jié)，保壓也不再能夠?qū)⑺鼈兣秸?/p>

加工參數(shù)方面：1、注射速度太低2、熔料溫度太低3、模具表面溫度太低4、保壓太低設(shè)計(jì)方面：1、澆口橫截面太小2、噴嘴孔太小塑料注射成型常見缺陷2009-6-11十三、熔接縫（Weldline）熔接縫是指各流體前端相遇時(shí)的一條線。特別是模具有高拋光表面的地方，制品上的熔接縫很象一條刮痕或一條槽，尤其是在顏色深或透明的制品上更明顯。熔接縫的位置總是在料流方向上。

熔接縫形成的地方為熔料的細(xì)流分叉并又連接在一起的地方，最典型的是型芯周圍的熔流或使用多澆口的制品。在細(xì)流再次相遇的地方，表面會(huì)形成熔接縫和料流線。熔料周圍的型芯越大或澆口間的流道越長(zhǎng)，形成的熔接縫就越明顯。細(xì)小的熔接縫不會(huì)影響制品的強(qiáng)度。然而，流程很長(zhǎng)或溫度和壓力不足的地方，充模不滿會(huì)造成明顯的凹槽。原因主要是流體前端未均勻熔合產(chǎn)生弱光點(diǎn)。聚合物內(nèi)加入顏料的地方可能會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn)，這是因?yàn)樵谌∠蛏嫌忻黠@的差異。澆口的數(shù)量和位置決定了熔接縫的數(shù)量和位置。流體前鋒相遇時(shí)的角度越小，熔接縫越明顯。大多數(shù)情況下，工藝調(diào)試不可能完全避免熔接縫或料流線。所能做到的是降低其亮度，或?qū)⑺鼈円频讲伙@眼或完全看不見的地方

加工參數(shù)方面：1、注射速度太低2、熔料溫度太低3、模具表面溫度太低4、保壓太低設(shè)計(jì)有關(guān)方面：1、澆口位置不合理2、料流道處無排氣孔塑料注射成型常見缺陷2009-6-11十四、水跡紋（Moisturestreaks）水跡紋是在制品表面有很長(zhǎng)的銀絲，水跡紋的開口方向沿著料流方向。在制品未完全充滿的地方，流體前端很粗糙。

一些塑料如PA、ABS、PMMA、SAN和PBT等容易吸水。如果塑料儲(chǔ)藏條件不好，潮氣就會(huì)進(jìn)入顆?；蚋皆诒砻?。當(dāng)顆粒熔化時(shí)，潮氣會(huì)轉(zhuǎn)變成蒸汽形成氣泡。在注射期間，這些氣泡會(huì)暴露在流體前鋒的表面，爆裂然后產(chǎn)生不規(guī)則的紋路加工參數(shù)方面：1、顆粒內(nèi)殘留的水分太高，2、顆粒在料斗內(nèi)的時(shí)間過長(zhǎng)，塑料注射成型常見缺陷2009-6-11十五、顏色不均：顏色不均是制品表面的顏色不一樣，可在料頭附近和遠(yuǎn)處，偶爾也會(huì)在銳邊的料流區(qū)出現(xiàn)。顏料分配不均而造成的，尤其是通過色母、色粉或液態(tài)色料加色時(shí)。在溫度低于推薦的加工溫度情況下，母料或色料不能完全均勻化。當(dāng)成型溫度過高，或料筒的殘留時(shí)間太長(zhǎng)，也容易造成顏料或塑料的熱降解，導(dǎo)致顏色不均。當(dāng)