注塑工艺以及常见问题分析.ppt
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1、注塑工艺介绍2017.05.111塑胶制品2高分子聚合物3注塑机4产品缺陷及原因一:塑胶制品一:塑胶制品塑胶制品特点塑胶制品特点1重量轻重量轻塑料是较轻的材料,相对密度分布在0.902.2之间。2优良的化学稳定性优良的化学稳定性绝大多数的塑料对酸、碱等化学物质都具有良好的抗腐蚀能力。特别是俗称为塑料王的聚四氟乙烯(PTFE),它的化学稳定性甚至胜过黄金,放在“王水”中煮十几个小时也不会变质。由于PTFE具有优异的化学稳定性,是理想的耐腐蚀材料。如PTFE可以作为输送腐蚀性和粘性液体管道的材料。3优异的电绝缘性能优异的电绝缘性能普通塑料都是电的不良导体,其表面电阻、体积电阻很大,用数字表示可达1
2、09一1018欧姆。击穿电压大,介质损耗角正切值很小。因此,塑料在电子工业和机械工业上有着广泛的应用。如塑料绝缘控制电缆。4热的不良导体,具有消声、减震作用热的不良导体,具有消声、减震作用一般来讲,塑料的导热性是比较低的,相当于钢的1/751/225,泡沫塑料的微孔中含有气体,其隔热、隔音、防震性更好。如聚氯乙烯(PVC)的导热系数仅为钢材的1/357,铝材的1/1250。在隔热能力上,单玻塑窗比单玻铝窗高40%,双玻高50%。将塑料窗体与中空玻璃结合起来后,在住宅、写字楼、病房、宾馆中使用,冬天节省暖气、夏季节约空调开支,好处十分明显。5机械强度分布广和较高的比强度机械强度分布广和较高的比强
3、度有的塑料坚硬如石头、钢材,有的柔软如纸张、皮革;从塑料的硬度、抗张强度、延伸率和抗冲击强度等力学性能看,分布范围广,有很大的使用选择余地。因塑料的比重小、强度大,因而具有较高的比强度。与其它材料相比,塑料也存在着明显的缺点,如易燃烧,刚度不如金属高、耐老化性差、不耐热等。二:高分子的基本概念二:高分子的基本概念什么是高分子?什么是高分子?什么是高分子?什么是高分子?由由许许多多相相同同的的、简简单单的的结结构构单单元元(unit)通通过过共共价价键键(covalent bond)重重复复键键接接而而成成的的相相对对分分子子质质量量很很大大的的化化合合物。物。高分子高分子(大分子大分子)(ma
4、cromolecule)高聚物高聚物 (high polymer)聚合物聚合物 (polymer)这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用高高 分分 子子单单 体体聚合反应聚合反应Polymerization单单 体体(Monomer)聚合聚合例如:聚苯乙烯例如:聚苯乙烯例如:聚苯乙烯例如:聚苯乙烯单体单体单体单体聚合物聚合物聚合物聚合物缩写成缩写成非晶体晶体高高聚聚物物试试样样,施施一一恒恒定定外外力力,记记录录试试样样的的形形变变随随温温度度的的变变化化,可得到可得到温度形变曲线温度形变曲线或或热机械曲线热机械曲线。TgTf 形形变变 玻璃态玻璃态
5、高弹态高弹态 粘流态粘流态高聚物形变高聚物形变-温度关系曲线温度关系曲线 温度温度高分子聚合物的构成:分子链高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度,指无定型聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度,是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用Tg表示,随测定的方法和条件有一定的不同。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性,在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80。但是,他不是制品工作温度的上限。比如,橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上,否则就失去高弹性。塑料按照熔融状态
6、在其冷却凝固时,是否出现结晶现象可分为结晶性塑料和非结晶性塑料(或称无定形塑料).作为塑料使用时,非结晶塑料应用温度范围是脆化温度与玻璃化温度(Tg)之间,即Tg是最高使用温度.而对于结晶性塑料在Tg温度以上仍然不转变为高弹态,扩大了塑料应用温度范围,所以结晶塑料的应用温度范围在脆化温度与熔点之间,但离熔点越近其机械强度越低,一般应低于熔点2040下使用.聚乙烯属于结晶性塑料,使用温度范围是在脆化温度与熔点之间,如高密度聚乙烯使用温度40110之间.材料使用的温度:塑料在长时间受热时,即使温度远低于热分解温度,也会引起材料的变化,比如降解、氧化、交联或水解等,这些变化将导致材料工作性能降低,所
7、以塑料制品都是有寿命的。作为塑料的长期耐热性温度指标,应反映出塑料在该温度下仍可以长时间安全工作。一般认为塑料在该温度下仍能保持不低于初始性能值的50%,或不低于某一要求的临界值,这样的温度,称为塑料的最高连续使用温度,可以通过设计热老化试验获得塑料最高连续使用温度。三:注塑机三:注塑机15注射成型工艺条件注射成型工艺条件具有三大工具有三大工艺条件:温度、压力、时间艺条件:温度、压力、时间一、温度注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度等。塑化物料的温度(塑化温度)和从喷嘴注射出来的熔体温度(注射温度)主要取决于料筒和喷嘴两部分的温度。为了保证制品有较高的形状的尺寸精度,应避免制品脱模
8、后发生较大的翘曲变形,模具温度必须低于塑料的热变形温度。注射成型过程中的压力包括注射压力、保压力和背压力。1、注射压力注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力,提供充模速度及对熔料进行压实等。2、保压力和保压时间保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力,与制品的形状、壁厚有关。一般来说,形状复杂和薄制品,由于采用的注射压力大,保压力可略低于注射压力。对于厚壁制品的保压力的选择比较复杂,保压力大时容易加大分子取向,使制品出现较为明显的各向向性。在保压力与注射力相等时,制品的收缩率可降低,批量产品中的尺寸波动小,但会使制品出现较大的压力。3、背压力与螺杆转速背压力是指注射螺杆顶部的熔体在螺杆转动后
9、退时所受到的压力,简称为背压。背压主要体现对物料的塑化效果及其塑化能力,故也称为塑化压力。增大背压除了可驱除物料中的空气,提高熔体密实程度之外,还可使熔体内压力增大,螺杆后退速度减小,塑化时的剪切作用增强,摩擦热量增大,塑化效果提高。但是,背压增大后若不提高螺杆转速,熔体在螺杆槽中将会产生较大的逆流和漏流,使塑化能力降低。二、压力完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。它包括以下几个部分:成型周期总冷却时间在保证塑料制品质量的前提下,应尽量缩短成型周期中的各段时间,以提高生产率。其中,最重要的是注射时间和冷却时间,它们对产品的质量有着决定性的影响。充模时间(螺杆前进时间),即注射时间压实时
10、间(螺杆停留时间),即保村时间闭模冷却时间(螺杆后退时间也包括在这段时间内)其它时间(开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件和闭模等)三、时间欠注飞边熔接痕气穴翘曲变形缩痕流痕条纹裂纹四:产品缺陷及原因四:产品缺陷及原因欠注:欠注:熔料进入型腔后没有充填完全,导致产品缺料叫做欠注或短射。如图所示。二.故障分析及排除方法:1.设备选型不当。在选用注塑设备时,注塑机的最大注射量必须大于塑件重量。在验核时,注射总量(包括塑件、浇道及飞边)不能超出注射机塑化量的85%。2.供料不足,可适当增加射料杆注射行程,增加供料量。3.原料流动性能太差。应设法改善模具浇注系统的滞流缺陷,如合理设置浇道位置、扩大浇口、流道
11、和注料口尺寸以及采用较大的喷嘴等。5.冷料杂质阻塞流道。应将喷嘴拆卸清理或扩大模具冷料穴和流道的截面。6.浇注系统设计不合理。浇口位置大小等7.模具排气不良。8.模具温度太低。9.熔料温度太低。10.喷嘴温度太低。在开模时应使喷嘴与模具分离。减少模温对喷嘴温度的影响,使喷嘴处的温度保持在工艺要求的范围内。11.注射压力或保压不足。12.注射速度太慢。13.塑件结构设计不合理。当塑件厚度与长度不成比例,形体十分复杂且成型面积很大时,熔体很容易在塑件薄壁部位的入口处流动受阻,使型腔很难充满。因此,在设计塑件的形体结构时,应注意塑件厚度与熔料极限充模长度有关。在注射成型时,塑件的厚度应采用1-3mm
12、,大型塑件为3-6mm。通常,塑件厚度超过8mm或小于0.5mm都对注塑成型不利,设计时应避免采用这样的厚度。飞边飞边:当塑料熔料被迫从分型面挤压出模具型腔产生薄片时便形成了飞边,薄片过大时叫做批锋。二.故障分析及排除方法:1.合模力不足。应检查增压器是否增压过量,同时应验核塑件投影面积与成型压力的乘积是否超出了设备的合模力。成型压力为模具内的平均压力,常规情况下以40Mpa计算。如果计算结果为合模力小于乘积。则表明合模力不足或者注射定位压力太高。应降低注射压力或减小注料口截面积,也可缩短保压及增压时间,减小射料杆行程,或考虑减少型腔数及改用合模吨位大的注塑机。2.料温太高。应适当降低料筒、喷
13、嘴及模具温度,缩短注射周期。对于聚酰胺等粘度较低的熔料,如果仅靠改变成型条件来解决溢料飞边缺陷是很困难的。应在适当降低料温的同时,尽量精密加工及研修模具,减小模具间隙。3.模具缺陷。模具缺陷时产生溢料飞边的主要原因。必须认真检查模具,应重新验核分型面,使东模预定模对中,并检查分型面是否贴合,型腔及模具型芯部分的滑动件磨损间隙是否超差,分型面上有无粘附物或落入异物,模板间是否平行,有无弯曲变形,模板的开距有无按模具厚度调节到正确的位置,锁模块表面是否损伤,拉杆有无变形不均,排气槽孔是否太大太深。4.工艺条件控制不当。如果注射速度太快,注射时间过长,注射压力在模腔中分布不均,充模速率不均衡,以及加
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