成型原理.docx

成型原理.docx

《成型原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成型原理.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

成型原理

注射技术

脱气绝热压缩绝热膨胀分子定内结晶残余应力

原料软化熔融流动赋形固化制品

加热加压冷却

注射料筒内模具内

首先树脂从送段（L1）进入压缩段（L2）时,因螺杆槽体积的变小而被压缩并发生脱气,在进入主量段（L3）前,树脂温度已达到其熔融温度,因而已成为熔体.

计量段（L3）也称混练段,由于螺杆槽深h2更小,树脂将在螺杆旋转过程中受到较强的剪切力的混练,因而溶融更加完全.

下面3个螺杆的数值,将完全支配树脂脱气和溶融的程度,这三个数值愈在,材料溶融也愈完全.

1.螺杆的有效长度:

L

2.螺杆的压缩比:

h1/h2

3.螺杆的压缩部分相对长度:

h2/L

一.注射压力

一般分为2个阶段,第一阶段是把熔融物料高速的注射入模具中的阶段,此时的压力称之为1次注射压力,这就是一般所说的注射压力.第二个阶段是材料充满模具后所加的压力,称为2次注射压压力或保压压力.

一次注射压力过低会引起充填量不足的情况.压力过高可使制件的密度增大,收缩率减小,但过高的话则会使制件产品毛边或发生较大的残留应力,有时还会使制件脱模困难.因此在调试产品的时候,应从低压开始并逐渐地提高,以确定合适的一次注射压力.

二次注射压力（保压）是在物料充满模腔后至冷却固化后作用于物料上压力,在保压压力作用的整个时间称为保压时间.它的作用是在防止毛边的发生和过度充填的基础上把伴随着冷却固化中因收缩引起的体积减小的部分从喷嘴用融融料过行不断地补充,以防止制件因收缩而产生的缩痕（缩水）.其它压力设定一般比一次压力低.

二.螺杆背压

在进入下一次注射前螺杆将通过旋转把熔融物料输送到料筒的前部加以储备,此时螺杆一边旋转一边将料输送到料筒前部的物产生的反压力而后退.为了调整和控制螺杆后退的方式,可在螺杆上加上一定的和熔融物料相反的压力,这就是背压.

螺杆背压可以提高材料的熔融的效果,同时也可以保证使熔融物料在螺杆前部的完全充满,以提高注射计量的正确性.

背压过高,将引起物料处理能力的下降,还将使物料因摩擦热增加而引起温度上升.相反,背压过低会引起注射量的计量不准.

三.料筒温度

对料筒的温度设定时,一般是使之保持一定的温度梯度,即从后部至前部的射嘴应设定使其温度逐步增高.首先在送料段所设定的温度主要是对物料进行预备加热,压缩段的温度应高于材料的溶点,寻找和考察其物料的最佳温度可进行2-3℃范围的小幅度调节.

四.模具温度

模具温度低,模腔内的物料冷却快,提高了成型作效率.但模温过低容易引起制件品质问题,如流痕、缩水、熔合线等.

模具温度高,由于冷却慢可以使结晶度变大,有利于提高和改善其制件的尺寸精密度和机械物性等.

五.注射速度

注射速度可以为温度压力以外的调机手段.它能对物料粘度进行控制和调节.通过注射速度的控制和调整,可以防止和改善制件外观,如:

毛边、喷射痕、银纹或焦痕等各种不良现象.

注塑不正常情况及处理方法

一.制件不满

二.毛边

三.银纹

四.熔接线

五.翘曲

六.制件尺寸

七.开裂

八.透明制件的缺陷

作为塑胶加工厂,塑胶制件的质量评价主要有三个方面:

第一是外观质量,包括完整性颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位置间准确性;第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等.这几方面构成了制件质量的基本要求.

生产过程中的工艺调节终究是提高制件质量和质量的必要途径,如果工艺条件掌握不好,废品便会源不断.

调整工艺的措施手段也是多方面的,要选择解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正的解决问题,还要注意解决方案的辩证关系,要承认逆向措施的解决问题的可行性。

一．制件不满

1.进料调节不当

（1）.缺料.加料计量不准或因加料控制系统操作不正常造成缺料.

粘度较大的塑料如ABS,结晶性比容变化大的如聚乙烯、尼龙等应调较高的料量,颗料大,空隙多的料粒应调高料量,料温偏高时,相应调大料量,预塑背压偏小时,料筒内料粒密度小,可能造成缺料应调高料量.

（2）.多料.当料筒前端部存料过多,即缓冲垫过大,注射时螺杆要消耗额外多注射压力来压紧推动料筒内的超额囤料,这样就大大地降低了进入模腔的塑料的有效射压,反而使制件难以充满.

2.注射压力

熔融塑料在偏低的工作温度下粘度较高,流动性差,应以较大压力和速度注塑.注射时间过短螺杆退回太早,也会引起缺料.

3.料温

（1）.前炉（射嘴）温度低,如果这部分的温度低了模具冷却作用将令粘度过早地升到难

以流动的状态,妨碍对远端的充填.

（2）.中间段温度低,粘度大的塑料流动困难,拖滞了螺杆的向前运动,结果注射油缸的压力表虽然显示出足够的压力,但实际上射出的料只获得打折了很大推力,在低速的情形下进入模腔.

3.生产周期过短

由于周期过短料温来不及跟上,亦会造成缺料,调整时一般不要改变注射时间和保压时间,主要考虑从保压完毕到螺杆退回那段时间,既不影响充模成型条件,又可延长或缩短料粒在粒筒的预料时间.

4.冷料入模

射嘴温度度过高,或是在高压状下,料筒前端余料过多,将会使料在未开始注射而模具尚开的情况下意外地抢先进入主流道入并在模板的冷却作用下变硬,从而削弱了射嘴的射料能力,妨碍熔料顺畅地进入型腔,应适当地调低射嘴温度以及减少料筒的余料量,还要考虑减低背压,避免料筒前端的熔料密度过大.

二.毛边

毛边又称溢边、铍锋、毛刺等.大多发生在模具的分合位置上,如动模与静边的分型面,滑块的滑配部位,镶件的缝隙,顶针孔隙等处.毛边很大程度上是由于模具缺陷或机台锁模力失效造成,这里主要对注射技术所产生的毛边进行分析.

1.塑胶的粘度太高或太低都可能出现毛边

如果塑料粘度太低,则其流动性高,很容易流入模面的微小空隙,增大张开力,所以就该增大锁模压力,有些料有较强的吸水性或对水分敏感都会导致在高温下大幅度降低流动粘度,增加毛边的可能性.所以要对原料比较彻底的干燥,此外熔料温度和模具温度过高等到都会使塑料粘度下降,在流畅进模的情况下造成毛边,如果粘度太高,则其流动大,因而产生大的背压,使模腔内的塑料平均压力提高,同样会引致毛边的出现.

2.塑料充模状态过分剧烈

主要提射出压力过高或射出速度过快.由于高压速对模具张开力增大,引致溢料,为当模腔一旦注满,即应将注塑压力降为较低的保压压力或把射出速度降下来,这样熔体前端之塑料便有时间冷却,及局部固化,减少了溢料的机会.

3.根件厚薄调节注射速度和注塑时间

截面薄的制件要在较大注射速度下迅速充模,充满后不再进注,截面厚的制件要慢充模,并让表皮在达到终压前大体固定下来.

4.毛边和制件不满反复出现,这种情况多半是由于注射筒出现故障所致,止内壁之间滑行及回流;入料口冷却系统失效,导致部分生料过早融化胶合,紧附螺槽,令进料失调;料筒调定的注料量不足,即缓冲垫过小等等,致使射料时而过多时而过少,于是就造成了毛边或制件不满.

三.银纹

银纹包括表面气泡和内部气孔.这是一种常见的毛边,是塑料在充模过程中受到气体干扰而出现在制件表面熔料流动方向上的缺陷.体包括水气、分解气.熔剂气以及空气.以水气和分解气多见,当这些气体在注射结束后仍然滞留在制件表面,沿料流动方向刻蚀成一连串在光照下闪烁的大大小小的泡点时,我们称为银纹.

1.水气

在制件出现银纹时最简单的办法就是将原料烘干,理由是水分未能降到湿含的限值以下,

（1）.原料在大气中吸潮,特别地存放太久的料以及再生料,更需要加强干燥.

（2）.型腔型芯壁面带水份后,它的来源是外界湿度过大,从空气中冷凝下来的水,也可能是冷却水路的泄漏进入型腔的水.这些水被熔料气化后便形成银纹.

2.分解气

没有那一种塑料能在普通热加工温度下和剪切作用下不分解一些气体,如果银纹的密度和数量是沿着制件壁厚分布的,那么分解气的可能性就较大.

造成分解气的原因:

（1）.料温过高,造成分解,料筒温度过高或料筒区段加热失调,（包括高低温顺序失调,前后段温度跳动过大）应从射嘴开始,逐段降低料筒温度.

（2）.小制件使用大机台的加热料筒时,使塑料在料筒内停留时间过长,或相反,大制件使用小机台,每注塑周期都添入大量未能预料的原料,迫使前后炉都要急剧加温,导致贴壁塑料分解.

（3）.料筒内有些温度特别高位置以及长期滞料受热的位置,如料筒前端零件螺纹交接面,射嘴壁螺杆火箭头,止逆环的逢隙,分流梭等,可能存在料流的死角,在上面附着的塑料因长期积压,长期受热而分解,来不断地发出分解气.

（4）.塑料质量差,容易解,塑料原料中含有害性屑料.所谓屑料是指塑料在剪切或破碎过程中生成的碎屑,其成份与完整的料粒在体相同,但是屑料包含着由于强力剪切而造成的大量断裂链段,同时还有着无比擬的巨大表面积和疏松结构.所以屑料既易受潮,以有极高的热敏性.从而破坏了整个原料结构,使原料进入料筒屡屡受热分解.特别是再生料与原料混合的比例太高,再生料的再生次数过多,再生料已经局部地损坏了分子链结构.原料受污染带有易分解成分或促进分解作用成份.

（5）.加工过程剪切力过大,造成分解,射出压力和速度太快,使熔融料受大剪作用而分解,螺杆转速太快同时压太大,会促使料筒内料因长时间被高速搅拌剪切而分解.

3.空气.

由于空气流作用而造成的银纹形态与其他液流物质造成的形态的所不同,它主要是分布在制件靠近浇口的位置,构成以浇口为中心的光芝状态.

加料段温度过低,使进入压缩段的料有部分仍保持粒状,相反,加料段温度过高,使一部分料过早溶融,充满螺杆,使空气无法从加料口退出.预塑时背压太低,转速太快,使螺杆退回太快,空气轻易地随料一起推向料筒前端.

周生料结构疏松,微孔中余留的空气量很大.

4.其它原因

（1）.注射压力过低或注射时间过短,保压不充分,未能使熔料与型腔表面密贴,并使气体极度分散溶入塑料.

（2）.注射速度太慢,延误了及时充满型腔,基制件表面凝硬化前未能获得高压而密度不足,无法溶解气体.

（3）.当原料中混的其他异种塑胶时,也会现银纹.

4.熔接线

塑料在型腔内以二股形成汇合时因不能完全熔合而产生线状的熔接线.于外在发生浇口喷射充模时也会生成熔接线,它的解决办法有:

（1）.提高射出压力、时间.

（2）.调好射出速度,高速可使熔料来不及降温即达到汇合处,低速可让型腔内的空气有时间排出.

（3）.调好料量,增加料量以压紧制件,减少料量以减少注射时的压力损耗.

（4）.提高模具温度或有目的地提高熔接线处的局部温度.

（5）.延长模塑周期,使塑料塑化更安全,更顺畅均匀充模.

（6）.增加螺杆转速,使塑料粘度下降,增加背压压力,使塑料密度提高.

（7）.充分干燥塑料,清除型腔中的油腻,脱模剂.

（8）.降低锁模压力,方便排气.

五.翘曲

结晶型塑料的成型收缩率比非结晶型的大得多,而且结晶型塑料熔点温度范围狭窄,一旦进入冷的型腔很快便会凝固下来,使制件产生内应力作用的翘曲变形.

1.料温太低,意味着以高压强行充模,这就引起了分子取向程主增高,导致制件翘曲变形.

2.料温太高,使模具载热量增大，冷却负荷过重，制件在模内停留的时间过长，热的制件在脱模后易受外力和自由冷却作用而变形.

3.改善条件,在不过量充模下增大注射压力、时间、增大注射速度,在保持最低限度充模量下减小螺杆转速和背压,降低料的密度.让制件在模内充分冷却后再脱模.

4.注射压力.在较高的注射压力下两种料流的方向上的收缩都有下降趋势.所以高压既使塑料粒子密度增加,又使成型后模内制件内压释放增强,抵消了收缩能量.

5.注射时间.时间充分的成型是饱满而有较小收缩余地的,但如果注射时间过短将因熔融粘度的减少而使结晶型料结晶量增加,收缩率将增大.

七.开裂

这里的开裂包括制件表面的丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模.流道粘模而造成的制件不良.

1.冻结分子取向程度越大,制件开裂的倾向愈大.注射达程中尽可能地消除塑料在注入模内时出现的流动速度和冷却收缩速度的差别,以减少分子取向程度提高制件内部均衡性.

2.当注射压力愈高.速度愈快,充料愈多时制件的内应力愈大,结果制件快就开裂了.或者在一段时间后慢慢出现微裂或裂纹.要避免开裂,操作中就适当提高料温,结合提高模温缩短充填时间,做到快速充模,又能减少应力的存在.

3.调模制件顶出装置.如顶板、顶针等.使之平衡动作,避免作用力先后不一或倾斜歪曲.如果顶出行程不足,要加长,调节好开模速度,避免高速拔模,经常用布清除模面上附着的气雾杂质.在顶针上喷上顶针润滑油,使容易脱模.

4.塑料本身的性能决定了它的适宜何种使用环境.如大多数塑料对溶剂之类的非空气环境不能忍受,因聚合物的表面能降低分子间的作用力减弱容易裂开.如聚碳酸醋在水中容易开裂,尼龙6之类塑料在吸湿后才不容易开裂.

5.塑胶机塑化量太大,塑料在料筒中受热和剪切作用过长,也会老化降聚,使制件变脆.

透明制件的缺陷

1.烁斑、银纹、开裂.

透明制件有时候透光可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹,这些银纹通常以叫烁斑、裂纹、银纹不是真正的裂纹,那是由于在塑料充填过程中沿拉应力的垂直方向产生了应力,使塑料分子发生流动取向而与未取向部分折光率发生差异而表现出来,它往往成为制件受力时的应力集中点,容易迅速扩大展开使制件破碎.解决措施:

（1）.消除污染（包括水分）

（2）.降低料温,分段调节料筒温度.

（3）.增加注射压力,增加或减少顶塑背压,减少螺杆转速.

（4）.清洗模具排气槽,缩短成型周期.

2.气泡.在制件体内部存在着气泡.气泡的形成是由于充注时塑料不足或压力过低在模具急剧冷却作作下与型腔接解的熔料表面首先固化,然后向内部熔料牵拉,造成体积损失的结果,解决措施:

（1）.提高注射能量、压力、速度、时间和料量.使充模丰满.

（2）.增加料温.使流动顺畅,降低料温减少收缩.