注塑管理方案(1).ppt

1,注塑成型加工事务,知識(正确认识!)X 實踐(即时实践!)=成果(目标达成!),2,注塑成型机的构造,注塑装置,形体装置,Frame,控制装置,注塑部 模具部 形体部,1.成型的原理原则,3,注塑成型机的选定Point,1)注塑部(oz),如果知道成型品重量时,算出计量位置的方法 产品重量(g)计量距离=+Cushion 量 单面积材质的比重 Net重量+Sprue重量=+5mm(/4)D2材质的比重例)计算出成型品重量为400g(Net重量380g+Sprue重量 20g),Screw径为 60mm 材质 P.P比重为 0.9时的计量距离.,4,树脂别比重,2)模具部(oz),按树脂种类别,需要的型内平均压力,5,3)形体部(ton),计算形体力的方法 有效注塑压力 P(kg/)投影面积 A()形体力(吨)=1000kg 适当注塑机容量的计算公式 注塑机的容量(TON)=形体力(TON)安全系数 安全系数:直压式 1.2,Toggle式 1.4,6,7,从接受产品订单到成型完毕的 Process,订单要求产品性能,生产性,成型机的选定,材料选定,模具设计和制造,模具附着,成型条件设定压力,温度,Cycle Time,成型,检查,成型完毕,为下一作业取出模具,产品,8,注塑成型的原理,原则,POINT,模具内熔融树脂流动时的模具温度,对品质,生产性有重大的影响,INPUT,Process,OUTPUT,注塑机,模具,材料,周边机器,原理,原则,熔化,流动,固化,溶解材料,流入模具,再进行固化,温度,时间,压力,速度,距离,MOLDFRAME,9,压力的区分,1,1)注塑压-在Cylinder内,推动熔融树肢的力(对Cavity的单位面积施加的压力)-必须要大于树脂的粘度(黏度)和 Sprue,Runner,Gate的流入阻抗.,2)补压在充填最终部加上推进压力来进行树脂的补给.(通过维持适当的压力,调整收缩量 通过注塑压转换为补压,取出Over Back引起的成型品内部扭转.*从低水准程度开始实施(防止Over Back引起的模具损伤),成型条件的内容,10,3)背压-对Screw后退施加阻抗来适用加塑化作用.-树脂混合的改善.因流动性的增加,表面光泽会改善.Cylinder内的Air,Gas会排除.Silver的海恕(解放)计量的安定化 一直能计量出均等的熔融树脂(如果背压太高,会发生被烧现象或延长加塑化时间.)*从低水准开始实施(防止Over Back引起的模具损伤,树脂的劣化),11,速度的区分,2,1)注塑速度-充填树脂到模具内部的速度(每单位时间,从Cavity注塑的Gram数)调整树肢的流压速度来防止成型品的不良现象发生.如高速进行,可提高充填密度,但会产生Gas而发生未成型.如成型压力低时,会有注塑速度不上升的情况发生.*从晚顺序开始实施.(防止Over Back引起的模具损伤),2)Screw的回转数-通过Screw的回转,进行加塑化作用.如回转快,计量时间变快.(如果对比冷却的时间太快时,对流时间会变多,导致 树脂发生劣化.)回转时间(计量时间)会加到冷却时间上.(如果不改变Screw的回转数,可得到 Screw回转待机时间.)*从晚顺序开始实行.(防止Cylinder的磨损,被烧现象和分解),12,位置的区分,3,1)计量-制造成型品所需要的容量计量值=成型品容量+补压量+残量的确保.残量 3-5mm,2)补压切换通过切换为补压的过程,可调整Cavity内发生的压力.(减小Over Back引起的Burry,防止未成型和调整置数.)*从快水准开始切换.(防止Over Back引起的模具损伤),3)注塑切换在注塑工程中,变化Screw的前进速度.为了改善成型品的外观不良,可在任何位置上进行注塑速度的自由调整.,13,时间的区分,4,1)注塑补压时间Screw发挥Piston作用来推进树脂的时间.设定时间为Gate冷却固化到没有补压效果的时间.Gate 实时间(如果短-树脂会逆流,导致置数不安定.)(如果长-浪费 Energy.)*从长时间开始实施行(确保Gate Seal来获得良品.),2)冷却时间进入模具内的树脂,固化所需要的时间设定成型品顺利可突出和不发生变形的时间.(如果充分 可减小变形.)(如果不充分 由于离型的外力,可发生变形和置数的不安定.)*从长时间开始实施(正确进行冷却来获得良品.),14,温度的区分,5,1)Cylinder 温度有实施树脂的预热,援助熔融,保温 等功能温度对树脂的流动性和收缩率有很大的影响.(如果高-Flow距离长时,要改良表面光泽时)Cycle的延长(如果太高 会发生被烧现象,分解)(如果低 Frame厚度成型)*从低水准开始实行(防止被烧现象和分解,连接到Cycle Up),15,2)模具温度通过模具温度的安定,可提高成型效率和防止成型条件的变动.在适当温度下,均衡会再加提高.如果提高温度 流动阻抗减小,配向减小,残留应力减小.光泽会改善.收缩率变大,生成收缩和成型的Cycle会延长*从低温度开始实施(会连接到Cycle Up.),*以上的所有条件,要在模具温度安定之后,才可以去设定,16,模具温度的重要性,问题 1,不能遵守成型条件的标准,-.模具的温度是指,树脂流动的壁面温度.-.如果按模具温度变动成型条件,虽然也能制造出形态,但不能 达到均等的品质.,问题点,成型 条件和 模具 温度的 关系,模具温度,成型条件,适当模具温度,模具温度,树脂在流动的表面温度,值 形态,成型条件的标准,在模具温度达到标准时才有效,温度,时间,压力,速度,位置,Cylinder,Oil,干燥,模具,H/R,注塑,补压,干燥,冷却,干燥,计量机器,转换距离,补压转换,Custion,强制Ejection,注塑,Screw RPM,注塑,补压,排压,GAS压,17,问题2,有模具的磨损,破损等 强制劣化.,问题3,问题4,品质的散布大,初期不良率高(30Shot),机种变更时间过多(2小时以上),POINT,模具在附着注塑成型机之前,先要进行预热,提高温度到适当模具温度后,进行附着.,未预热引起的问题区域,设备停止,模具温度变化引起的品质变化,注塑压力等 上升,通过Burr等,调整压力等,周围温度的上升,设备停止,适当温度,置数/重量,不良,未成型,品质,问题,品质,问题,模具温度,成型条件的变化模具内部的劣化,18,在注塑成型机上多阶段控制 注塑速度,注塑压力,补压的注塑方法.熔融树脂按 Sprue Runner Gate Cavity顺序流入形成产品,在此过程中 为了达成流动的效率性和均等充填Cavity内,采用多阶段控制树脂的流入速度(注塑速度)方式效果好.在注塑工程中,因不适当的控制而造成的不良现象-Flow mark-表面光泽(Haze)-Weld line-收缩(Sink mark)-Jetting-黑点,黑线,2.多段注塑的成型条件,多段注塑是什么?,19,注塑速度Pattern(标准)速度区间 Sprue,Runner部分,中速高速.速度区间 为了压制Gate附近发生的Jetting,Silver Streak(银线)等,低速.速度区间 为了防止发生Flow mark,Weld,高速.速度区间 为了防止发生Gas燃烧,Burr 和补压切换位置的正确化,中速低速.,注塑过程的控制,充填完毕,Screw Stroke,Gate,注塑开始,注塑速度,Weld,Flow Mark,Gas燃烧Burr,Air吸入,Jetting,20,补压低时-Sort Shot-Sink-置数小-收缩性,补压高时-Burr-弯曲-置数大-破裂-残留 Stress-模具分离不良,按产品的形状,Gate的方式补压方式可分为多种,像上图的情况是 1段 刻度调低对应下列的Burr 2段 刻度调高对应变形,置数 3段 调低刻度对应残留胁变,模具分离不良 弯曲 残留胁变,Burr,Sink Short 置数小,补压力,补压时间,(Gate Seal),(补压切换),21,项目,在一般成型时的问题点,多段注塑成型,成型Cycle的缩短(注塑时间的缩短),用小形体力来成型,高速,低速Screw位置,Core的不安定 如提高注塑速度,Core会发生倾斜,成型品也会向一个方向发生倾斜.模具会破损.,到Core安定位置进行低速注塑,因Burr的发生引起的形体力上的问题,而用一般型的机器进行成型时虽然按成型品形状,模具构造,树脂种类而有变化,但在一般成型,以低于模具内平均压力2040%的树脂压力,可得到良质的产品.,正确确认补压转换位置,在模具填满树脂到 8090%时降低注塑速度,进行冷却和成型.,(模具构造上注塑速度不会上升),高速,Screw的位置,注塑速度,低速,注塑速度,注塑速度,Screw的位置补压转换位置,Screw的位置补压转换位置,22,不良现象,利用多段注塑的对策Pattern,正确确定补压转换的位置.,在充填完了之前,降低注塑速度 同时进行冷却和充填.,防止不良现象 Burr发生的 相同方式.,在Flow Mark发生部位压制树脂的流动速度,冷却并进行慢速充填,然后在形态完成部位提高注塑速度,图谋Cycle up.,不制造低速型,一边冷却一边进行充填.,Burr,Crack,Crazing,Flow Mark,注塑速度,一边冷却,一边充填,注塑速度,Screw的位置,Frame厚度厚的部位,Screw的位置补压转换位置正确补压转换位置,23,不良现象,利用多段注塑的对策Pattern,改变Weld Line发生的位置.(改变Weld Line位置到 强度上没有问题,外观上看不到的位置上.),Sink Mark 防止和Weld Line对策,纠正不良现象对策上相反的2个现象.,发生部注塑降低速度,同时进行冷却和充填.,从低速到高速,调整转换位置来变动Weld为位置.,降低注塑速度进行成型,使 Air,Gas能通过空气Fan充分飞出去.,Weld Line,Gas燃烧,发生部提高注塑速度来进行成型.,24,Sink Mark,Gate周边表面粗糙的Burr,Flow Mark,银线,Gate Balance,在Sink Mark发生部分,对树脂的充填,降低,注塑速度进行冷却和充填会有效.,因留在Nozzle先端的树脂所引起的Flow Mark,会按照下面记录的Pattern改善.,放进留在Nozzle先端的树脂后,提高注塑速度,在模具上,如果没有严密调整Gate Balance,在一定范围内也会被多段注塑来所Cover,.,直到树脂到达所有Gate位置,低速实施.,利用多段注塑的对策Pattern,不良现象,注塑速度,Screw的位置补压转换位置提高补压,注塑速度,Screw的位置,留下Slug,注塑速度,Screw的位置,25,为了补压不足导致的Sink Mark问题,提高补压会产生Burr,如按下图处理会有改善.,在低压力下表明层形成时,可通过提高补压来防止Burr和Sink Mark.,通过补压内压力的阶段性降低,可减小残留应力,得到成型品.,Sink MarkBurr,成型品残留应力的减小,注塑速度,注塑压力,利用多段注塑的对策Pattern,不良现象,26,不良现象,Program设定,孔的背面生成的Weld,提高速度来防止树脂的降低温度.,在Frame厚的部分降低速度而安定化,末端部降低速度提高补压.,通过Gate时,降低速度.,如果是由于流路狭小提高了流动速度而引起就降低速度.,因树脂温度降低,Frame厚部位流动不一致而发生时,就提高速度.,在充填完了之前,降低速度,防止Cavity内的Peak压.同时通过提高补压转换位置的精密度,可在小形体力下进行成型.,Weld Line,Sink Mark,Gate周围的Jetting,银线 和被烧现象,Flow Mark,变动转换位置来移动Weld到看不见的位置.,注塑速度和补压力 Program的一般设定方法,27,不良现象,Program设定,降低Gas,被烧现象发生部分速度,确保Gas的排除寻常.,如果采用多数Cavity时,提高速度使Cavity内的树脂同时流入,并保持Cavity间的一定间隔.(在类似Pin Gate的小Gate时.),按型内树脂的冷却,逐渐降低补压力,在Frame薄的情况下 短时间提高1段来 取出Sink Mark.,在Frame厚的情况下降低设定1段,Gas,被烧现象,GateBalance,弯曲,残留Stress,Sink Mark,Burr,28,成型条件的设定例子,1)计量距离的理论算出标准表,目的,调整成型条件时,按各产品的比重,重量,利用注塑机的诸元标记,算出理论计量距离图谋条件调整时间的缩短和品质的安定.,问题点,1.无论在相同Ton数成型机的情况下,按Screw Type注塑量的重量是明确的.所以现在的成型作业场上,没有明确认知到此事实.2.在调整成型条件时,会按经验值进行多次距离调整,使注塑后,保护维持压力的 Cushion量,发生很大的差异,导致成型条件的不能管理和维持.,效果,1.使任何人,如只能知道重量,就能计算计量距离,易于条件的调整.2.因能知道成型机的诸元能力,能找出问题核心Point来进行改善.3.因成型条件上的Cushion量一定,可图谋品质的安定.,3.成型条件的设定方法,29,1)计量距离的理论算出标准表,Rule,1.模具更换担当者,必须要把产品的 Net+Sprue 重量记录在成型条件标准书上.2.按重量,参照Graph,记录计量距离3.按材质的Grade,必须参照比重,如有新的材质入库时,询问资财科,Point,1.按Cylinder Type,虽然是同样Ton数的形体力,会有不同注塑量和注塑压力.注塑量 注塑压力ABC ABC2.在计划注塑成型条件和生产计划时,要熟记各成型机的注塑量和注塑压力,对精密的 以 A-TYPE,对注塑量以 C-TYPE来实施.3.要注意的成型机:(3,4号机)(5,6号机)(7,8,9号机)(10,11号机),30,2)注塑成型机的注塑容量,31,3)计量距离算出表(1号机-SCREW TYPE:B 850T),1号机,计量距离算出表,公式,直径2 X 比重,量,重量,距离,举例,时,材质,计量距离,量,总计量距离,32,4)计量距离算出表(3号机-SCREW TYPE:A 650 T),3号机,计量距离算出表,公式,直径2 X 比重,量,重量,距离,举例,时,材质,计量距离,量,总计量距离,33,1)计量位置 如果知道成型品重量时,用Screw径算出所需要体积,以Cushion量和此数加 5mm的量作为计量值.如果重量不明时,用Short-Shot法,把握树脂流动作为计量值.此时也最好 在Cushion量加上5mm左右.2)注塑速度的设定方法 注塑速度以 1速 1压,或 2压(注塑压力可在计算有效注塑压力时得到的 必要注塑来计算)来固定,从低速逐渐变化速度,按产品充填状态来作判断.Ex)此时,注塑速度是中心值的 15%左右.,找出安定成型条件的程序,34,3)充填压力的设定 注塑速度固定在2项的所得值,进行注塑压的变化,观察良品范围来推测出注塑压力.,在此Graph算出变曲点,在此变曲点的1020%UP的数值作为 1次 注塑压.,1次压力时间,1次压力,在设定注塑速度之前,前提条件是模具的温度需要按树脂来设定温度.4)2次 注塑压力的切换位置设定 改变1次压状态的切换位置,按产品的外观,充填状况来作判断.在这种情况下,首先需要确认该产品的重量,进行安定化.Ex)在上表上,安定领域为 6.0-7.0范围,最佳范围,参照中心值是 6.5.,35,5)维持压的设定 固定注塑压,注塑速度而变化维持压,观察产品的状况和重量来设定维持压.Ex)按上述的结果可判断20-40之间,成为良品领域,设定在 35左右为此产品的安定维持压.重量和置数成问题的成型品,需要进行测定置数6)注塑时间的设定 认知改变注塑时间与产品重量的关系,可推测出Gate的固化时间.此时间包括了维持 时间.注塑时间=1次变更点 时间1.1 维持时间=2次变更点 时间1.2,时间,重量,36,*在以上的案例 注塑时间=3.2 1.1=3.62 维持时间=4.2 1.2=5.047)冷却时间的设定 在最低,需要计量时间以上的设定.虽然按模具的温度有差异,冷却时间的推测一般使用下列公式.设定产品Ejector上没有白化等的变化为此计算式的条件.T=a(h1+2h1*h2)k a=产品形状的置数 0.81.25,h1=一般厚度,h2=最大厚度 h22h1 k=(参考值)ABS=0.85 PA=1.3 PE=0.95 PP=1.1 PS=1.0 POM=0.8 PC=1.2 PVC=0.75 a:考虑产品构造的复杂程度和模具形状等来作决定(0.81.25),37,有效注塑压力是强度计算,形体力(拧紧的力)计算的基础.按树脂有差异,但因树脂的流动性不同,降低有效注塑压力较为困难.作为标准,可用下列公式来推测.P:有效注塑压力,p:各树脂的基本压力(P=p1 KK)p1:PE 180kg/,ABS 300kg/PP 200kg/,POM PS 230kg/,PA PMMA,PCk1 树脂的性质k2 Glass filler 混入率,P=pk1k2k3k4k5,简易有效注塑压力的计算方法,38,K1 Gate 形状 Pin Gate,Tuner Gate-1.0,Side Gate-1.1 Direct Gate-1.2K2 从Gate到产品最远处的距离 50mm-1.0,100mm-1.15,200mm-1.3 300mm-1.5,400mm-1.75K3 一般Frame的厚度 1.0mm-1.3,1.5mm-1.15,2.0mm-1.3,2.5mm-0.95 3.0mm-1.0,3.5mm-1.15,4.0mm-1.25K4 收缩(但,Rib,Boss部分 设定t=0.8T以下)看不出收缩.1.25 收缩与否无关.1.0 收缩会成问题.0.9K5 成型品的形状 复杂和Rib等较多的外观部分 1.2 普通(虽有Rib,但是内装品)1.1 单纯 1.0,39,1)公式 计量距离=(cm)=例)成型品重量为400g(Net重量 380g+Sprue 重量 20g),Screw径为 60mm 材质 P.P比重为 0.9时,算出计量距离.2)树脂别比重,产品重量(g)单面积材质的比重,+Cushion量,Net重量+Sprue重量 D2 材质的比重,4,+5mm,计量位置的算出方法,40,1)计算形体力的公式 形体力(吨)=2)计算适当注塑机容量的方法 注塑机容量(Ton)=安全系数:直压式 1.2 Toggle式 1.4 例)计算出注塑成型下列成型品时的各项目.注塑机的安定系数定为 1.2.*使用材料:ABS一般(无添加混合物)300kg/*GATE:Direct 1.2*一般Frame厚度:2.0mm 1.0*有所收缩无关 1.0*没有Rib.1.0*从Gate到 A的距离大约 300mm 1.5,有效注塑压力 P(kg/)投影面积A()1000kg,形体力(Ton)安全系数,安定的注塑成型机适用算出方法,Sprue,41,(1)投影面积(cm)=20cm10cm200(2)有效注塑压力(kg/)=300kg/1.21.01.01.01.5=540kg/(3)形体力(Ton)=540kg/200108,000kg=108Ton(4)适当注塑容量(Ton)=1081.2=130TON 参照1),2)简易有效注塑压力计算方法.,42,冷却Time一般和成型条件,模具构造,冷却水通路的形状和构造等诸多影响因素有关.但一般决定在,下列简易公式所得时间值的80%内,是能达到Cycle up的重要 Point.*实际冷却时间设定在计算所得值的 80%以内.A:考虑产品的形状置数(0.81.25)产品构造的复杂程度,模具的形状等来决定H1:一般Frame 厚度(mm),H2:最大Frame厚度(mm)H2 2H1K:材料置数,冷却 Time T(sec)=A(H+2HH)K,计算冷却Time的方法,43,例)以下成型品的冷却时间会是多少Sec?*成型品的形状:复杂(置数 1.2 左右),*使用材料:PP*成型品的厚度:2mm*最厚的部分:3 mm冷却Time=产品的形状置数(一般Frame厚度+2一般Frame厚度 最大Frame厚度)材料置数=1.2(2+2 2 3)1.1=18.48sec,