注塑成型工艺知识.ppt

Confidential,注塑成型工艺知识射出厂IE课 张建国,注塑成型工艺知识,1.1 塑料的基本概念1.2 塑料的组成1.3 塑料的分类 章节回顾,3.1 注塑成型工艺过程3.2 注塑成型工艺参数3.3 注塑成型特点 章节回顾,4.1 评价塑件质量的三个指标4.2 造成塑件缺陷的原因4.3 注塑成型常见缺陷原因分析及对策 章节回顾,2.1 塑料的流动性2.2 塑料的收缩性2.3 塑料的结晶性2.4 塑料的热敏性 章节回顾,第一章 注塑成型基本术语,塑料是以合成树脂为主要成分，加入各种能够改善其加工及使用性能的添加剂，在一定温度、压力等条件作用下，能够塑化流动成型制成设计要求的形状，并可在常温常压下保持此形状的一类材料。,塑料的定义,1.1.塑料的基本概念,塑料定义的描述,以合成树脂为主要成分（高分子有机化合物）,添加剂：增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂等,在一定温度、压力下，能够塑化，成型,在常温常压下保持此形状,第一章 注塑成型基本术语,1.2.塑料的组成,1.塑料的组成（一）,合成树脂,填充剂,增塑剂,有些树脂的可塑性很低，柔韧性也很差，为了改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，加入能与树脂相溶的不易挥发的高 沸点的有机化合物即增塑剂。,树脂在塑料中的比例一般为 40%65%，主要作用是联系或粘合塑料中的其他一切成分，并决定塑料的类型和主要性能（如热塑性或热固性、机械、物理、电、化 学性能等）。,填充剂又称填料，主要作用是增量和改性。如用玻璃纤维作为塑料的填充剂，能使塑料的机械强度大幅度提高，另外有的填充剂能使塑料具有导电性、导磁性、导热性等特性。,第一章 注塑成型基本术语,1.2.塑料的组成,2.塑料的组成（二）,着色剂,稳定剂,润滑剂,润滑剂是为改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的摩擦和 粘附，以及改进塑件的表面粗糙度等而加入添加剂。常用的润滑剂有硬脂酸及其盐类。,着色剂又称色料，主要是起美观和装饰作用，有的着色剂还具有防止光老化，提高塑料的稳定性等作用。常用的着色剂有有机颜料、无机颜料和染料等。,凡能阻缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂热稳定剂抗氧剂 等。常用的稳定剂有硬脂酸盐、铅的化合物及环氧化合物等。,第一章 注塑成型基本术语,1.3.塑料的分类,1按塑料受热时的行为分类,热塑性 塑料,这类塑料加热时变软以至流动，冷却时却固化定型，这种过程是可逆的，可以反复进行。简单地说，热塑性塑料是由可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料。,常见的热塑性塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、ABS 塑料、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，又称有机玻璃）、聚酰胺（PA，俗称尼龙）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSU）、聚四氟乙 烯（PTFE）、氯化聚醚（CPT）等。,第一章 注塑成型基本术语,1.3.塑料的分类,1按塑料受热时的行为分类,热固性 塑料,这类塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学 交联反应固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。简而言之，热固性塑料是由加热硬化的合成树脂制得的塑料。,常见的热固性塑料有：酚醛 塑料（PF）、氨基塑料（MF）、环氧塑料（EP）等。,第一章 注塑成型基本术语,1.3.塑料的分类,2按塑料的性能和应用范围分类,通用 塑料,通用塑料是指生产量大、货源广、价格低，适于大量应用的塑料。,聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料合称六大通用塑料。它们的产量占塑料总产量的 75%以上，构成了塑料工业的主体。,第一章 注塑成型基本术语,1.3.塑料的分类,2按塑料的性能和应用范围分类,工程 塑料,工程塑料是指那些具有突出力学性能、耐热性，或优异耐化学试剂、耐溶剂性，或在变化的环境条件下可保持良好绝缘介电性能的塑料，它在工程技术中常用作结构材料，如代替一些金属材料用于制造结构零部件和传动结构零部件。工程塑料与通用塑料相比生产批量小，价格也较昂贵，用途范围相对狭窄，一般都是按某些特殊用途生 产一定批量的材料。,常用的工程塑料主要包括聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSU）、ABS、聚四氟乙烯（PTFE）等。,第一章 注塑成型基本术语,1.3.塑料的分类,2按塑料的性能和应用范围分类,特种 塑料,具有某种特殊性能，适于某种特殊用途的塑料，例如用于导电、导磁、感光、防辐射、专用于摩擦磨损用途等塑料。,如氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅树脂、环氧树脂等。这类塑料产量小、价格高，但性能优异。,章节回顾,1.定义中从哪四方面描述塑料的？,2.常用塑料中有哪些成分组成的？,3.按塑料受热行为分哪两种塑料？,4.按塑料的性能和应用范围分哪几类？,第二章 注塑成型工艺特性,2.1.塑料的流动性,塑料的 流动性,所有塑料都是在熔融塑化状态下成型加工的，塑料在成型条件下充满模腔的能力称为 塑料的流动性。流动性好的塑料容易充满复杂的模腔，获得精确的形状。,热塑性塑料的流动性常用熔体流动速率指数，简称熔融指数来表示。熔融指数是指塑料在规定温度下熔融，并在规定压力下从一个规定直径（2.09 mm）和长度的仪器的口模中 10 min 内挤出的塑料质量数。熔融指数的单位为 g/10 min，通常以 MI 代表。熔融指数数值愈大，材料流动性愈好。,1塑料流动性的概念,第二章 注塑成型工艺特性,2.1.塑料的流动性,2影响塑料流动性的因素,塑料品种,模具结构,成型参数,成型压力增大，流动性也增大；料温高，则流动性增大。但不同塑料各有差异。对于热固性塑料要在低于硬化温度的条件下，提高成型温度等来提高塑料 的流动性。,不同品种的塑料，其流动性各不相同。根据流动性分为三类：流动性好的如尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等；流动性中等的如改性聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛等；流动性差的如聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜等。,模具成型表面光滑，型腔形状简单的有利于改善流动性。另外浇注系 统的形式、尺寸、布置，冷却系统的设计，融料的流动阻力等因素都直接影响融料的流动 性。,第二章 注塑成型工艺特性,2.2.塑料的收缩性,塑料的 收缩性,塑料制品在模具中经冷却定型或固化变硬获得确定形状从模具中脱出后，尺寸发生缩 小变化的性质称为收缩性。,收缩性的大小以单位长度塑件收缩量的百分数表示，称为收缩率。收缩率可以按照下面的公式计算：S=（LM-LS）/LM*100%S收缩率()；LM模具成型尺寸（mm）；LS收缩后塑件的相应尺寸（mm）,1塑料收缩性的概念,第二章 注塑成型工艺特性,2.2.塑料的收缩性,2影响成型时收缩率波动的因素,塑料品种,成型工艺参数,热塑性塑料的收缩率一般大于热固性塑料，结晶型塑料大于非结晶型塑料。,工艺参数中影响最大的因素是成型压力，提高压力可以使塑料压 得更密实，使收缩率减小。提高熔体温度会使熔体比容增大，收缩大，但方向性小。提高 模温，一般会使收缩率增大，特别是结晶型塑料。在一定范围内延长保压时间，可以使收 缩率减小，但延长保压至超过浇口封闭所相应的时间，对收缩率就不再有影响了。,第二章 注塑成型工艺特性,2.2.塑料的收缩性,2影响成型时收缩率波动的因素（续）,塑件结构,模具结构,塑件厚度增大，收缩率增大；形状复杂塑件的收缩小于形状简单塑件 的收缩；加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力，因而这些部位的收缩率较小。,主要的影响因素是浇口位置、浇口横截面大小、浇口数量等。采用直 接浇口和大截面的浇口，可减小收缩，但方向性强；浇口宽且短，则方向性小；距浇口近 的或与料流方向垂直的部位收缩大。,第二章 注塑成型工艺特性,2.3.塑料的结晶性,塑料的 结晶性,热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型（又称无定形）塑料两大类。结晶型塑料有PE、PP、PA、POM、PET、PBT等,非结晶型塑料有ABS、PC、PVC、PS、PMMA、AS等。,所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象（产生几何结构）。,1塑料结晶性的概念,大部分聚合物都会有某种程度的结晶部分，我们把结晶部分的含有率称为结晶度（用%表示）；结晶度高的聚合物其强度增加、体积减小。,第二章 注塑成型工艺特性,2.3.塑料的结晶性,2结晶型塑料在成型时的特点,（3）熔态与固态的比重差大，成形收缩大，易发生缩孔、气孔；要注意保压压力的设定；,（1）料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备；,（2）冷凝时放出热量大，要充分冷却，高模温时要注意对冷却时间的控制；,（4）冷却快则结晶度低，收缩小，透明度高；结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，物性好。所以结晶性料应按要求必须控模温，模具水路应尽可能多，保证成型时模具温度均匀；,第二章 注塑成型工艺特性,2.3.塑料的结晶性,2结晶性塑料在成型时的特点（续）,（5）各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形，翘曲；模具设计中要注意浇口位置和大小以及加强筋位置和大小，而后要靠成型工艺去改善是相当难。,（6）结晶性较好的聚合物，如PA尼龙系列，因其结晶化的进行而产生体积收缩，引起较大的收缩率，进而影响其塑件的尺寸稳定性。因此必须设法在成型时尽可能使其结晶度在固有结晶度，以防止后收缩引起塑件尺寸稳定性下降。,第二章 注塑成型工艺特性,2.4.塑料的热敏性,塑料的 热敏性,热敏性是指塑料对热降解的敏感性。系指某些塑料对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降聚，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。,如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性；,模具设计、选择注射机及成形时都应注意，应选用螺杆式注射机，浇注系统截面宜大，模具和料筒应镀铬，不得有死角滞料，必须严格控制成形温度、塑料中加入稳定剂，减弱热敏性能。,章节回顾,1.影响塑料流动性的因素有哪些？,2.影响成型时收缩率波动的因素？,3.结晶性塑料在成型时的有哪些特点？,4.热敏性塑料的注射成型时注意什么？,第三章 注塑成型工艺技术,3.1.注塑成型工艺过程,概述,塑料注塑成型，又称注射成型，使塑料粒子在加热机筒中均匀塑化而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中冷却成型；是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，注塑成型生产效率高、易于实现机械化和自动化、并能制造外形复杂、尺寸精确的塑料制品，大约 60%70%的塑 料制件用此方法生产。,概述,一个完整的注塑成型工艺过程应包括成型前的准备、注塑成型过程、塑件的后处理三 个过程。,第三章 注塑成型工艺技术,3.1.注塑成型工艺过程,1成型前的准备,（2）对料筒进行清洗或拆换；,（1）检验塑料原料的色泽、颗粒大小、均匀性等；测定塑料的工艺性能；如果来料是粉料，则有时还需要对其进行染色和造粒；对易吸湿的塑料进行充分的干燥和预热；,（3）塑件带有金属嵌件时，应对嵌件进行预热，防止嵌件周围产生过大的内应力；,（4）脱模困难的塑件，要选择合适的脱模剂；常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等。,第三章 注塑成型工艺技术,3.1.注塑成型工艺过程,2注塑成型过程,首先将准备好的塑料加入注塑机的料斗，然后送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成粘流态塑料，在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴压入模具型腔，塑料充满型腔后，需要保压一定时间，使塑件在 型腔中冷却、硬化、定型，压力撤消后开模，并利用 注塑机的顶出机构使塑件脱模，最后取出塑件；,注塑成 型过程包括加料、塑化、注射、脱模等几个步骤,注射过程均可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却四个阶段。,注塑成型过程包括合模和锁模、注射系统前移和注射及保压、制品冷却定型和预塑化计量、开模和取出制品等几个步骤，循环进行；,第三章 注塑成型工艺技术,3.1.注塑成型工艺过程,浇口冻结后冷却阶段,继续保持施压状态，料筒内 的熔料会向模具型腔内继续流入进行补缩，以形成形状完整而致密的塑件；,注射过程的四个阶段,倒流阶段,保压阶段,螺杆开始后退保压结束时开始的，这时型腔内的压力比流道内的高，会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅速下降，直到浇口处熔料冻结倒流才结束；,这一阶段型腔内塑料继续进行冷却，没有塑料从浇口处流进或流出，但型腔内还可能有少量的流动；这一阶段也是注塑机同时在进行塑化计量。,从柱塞或螺杆开始向前移动起，到塑料熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满 型腔时为止；,充模阶段,第三章 注塑成型工艺技术,3.1.注塑成型工艺过程,3塑件的后处理,为改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性，塑件经脱模或机械加工后应进行适当的后处 理。后处理主要是指退火和调湿处理。,后处理 目的,（1）退火处理,（2）调湿处理,调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中隔绝空气进行防止氧化的退 火，同时加快达到吸湿平衡的一种后处理方法。目的是使塑件的颜色、性能、尺寸得到稳定。聚酰胺类塑料制件通常需要进行调湿处理。,退火处理是将塑料制件放在定温的加热液体介质中（如热水、热的矿物油、乙二醇和液体石蜡）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过 程。目的是减少或消除塑件的内应力。,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,温度,料筒温度喷嘴温度模具温度,压力,时间,1,2,3,塑化压力 注射压力,注射时间 其他辅助时间,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,1温度-料筒温度,（1）料筒温度,料筒温度应控制在塑料的粘流温度T f（对于结晶型塑料为熔点T m）和热分解温度T d 之间。料筒温度直接影响到塑料熔体充模过程和塑件的质量。,料筒温度高，有利于注射压力向模具型腔内传递;另外,使熔体粘度降低，提高流动性，从而改善成型性能，提高生产率，降低制品表面粗糙度。但料筒温度过高，时间过长时，塑料的热降解量增大，塑件的质量会受到很大影响。,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,1温度-料筒温度,塑件及模具结构特点 薄壁塑件的型腔比较狭窄，塑料熔体注入时的阻力大，冷却快。料筒温度应选择高一些，反之则低一些。对于形状复杂或带有嵌件的制件，或者熔体充模流程曲折较多或较长时，料筒温度也应选择高一些。,注塑机类型 螺杆式注塑机螺杆转动时的剪切作用能获得较大的摩擦热，促进塑料的塑化，因而料筒温度选择比柱塞式注塑机低 1020。,塑料的特性 热敏性塑料如聚甲醛、聚氯乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间；玻璃纤维增强的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒温度；对于热固性塑料，为防止熔体在料筒内发生早期硬化，料筒温度倾向于取小值。,选择料筒温度时，应考虑以下几方面的影响因素：,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,1温度 喷嘴温度,（2）喷嘴温度,选择喷嘴温度时，考虑到塑料熔体与喷孔之间的摩擦热能使熔体经过 喷嘴后出现很高的温升，为防止熔体在直通式喷嘴可能发生的流涎现象，通常喷嘴温度 略低于料筒的最高温度。,但对于热固性塑料一般都将喷嘴温度的取值高于料筒温度，这样 一方面使其自身具有良好的流动性，另一方面又能接近硬化温度的临界值，即保证了注射 成型，又有利于硬化定型。,料筒温度和喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动，由于其影响因素很多，一般都在成 型前通过对空注射法或塑件的直观分析法来进行调整，以便从中确定最佳的料筒,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,1温度 模具温度,（3）模具温度,模具温度主要影响塑料在型腔内的流动和冷却，它的高低决定于塑料的结晶性、塑件的尺寸与结构、性能要求以及其他工艺条件（熔料温度、注射压力及注射 速度、成型周期等）。,如对于熔体粘度高的非结晶型塑料应采用较高的模温；塑件壁厚大时 模温一般要高，以减小内应力和防止塑件出现凹陷等缺陷。对于热固性塑料模温一般较高，通常控制在 150220度范围，另外动模温度有时还需要比定模高出 1015，这样会更有利于塑件硬化定型。,对于要求模具温度较低的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 塑料、聚氯乙烯等应在模具上设冷却装置；对模具温度要求较高的塑料，如聚碳酸脂、聚砜、聚甲醛、聚苯醚等应在模具上设加热系统。,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,2压力 塑化压力,（1）塑化压力,塑化压力又称背压，是注塑机螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时受到的压力。增加塑化压力能提高熔体温度，并使温度分布均匀，但增加塑化压力会降低塑化速率、延长成型周期，甚至可能导致塑料的降解。,一般操作中，塑化压力应在保证塑件质量的前 提下越低越好，具体数值随所选用的塑料品种而变化，通常很少超过6MPa。如聚酰胺塑化压力必须较低，否则塑化速率将很快降低。,注射热固性塑料时一般塑化压力都比热塑性 塑料取的小，约为 3.4 5.2 MPa，并在螺杆启动时可以接近于零。但要注意的是，背压力 如果过小，物料易充入空气，使计量不准确，塑化不均匀。,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,2压力 注射压力,（2）注射压力,注射压力是指柱塞或螺杆头部注射时对塑料熔体所施加的压力。它的 作用：一是克服塑料熔体从料筒流向型腔时的阻力，保证一定的充模速率；二是对塑料熔 体进行压实。,注射压力的大小，取决于塑料品种、注射机类型、模具浇注系统的结构、尺 寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程大小等多种因素,近年来，采用注塑流动模拟的计算机分析软件，可对注射压力进行优化设计。,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,2压力 注射压力,在其他条件相同的情况下，柱塞式注塑机作用的注塑压力应比螺杆式的大，因为 塑料在柱塞式注塑机料筒内的压力损失比螺杆式的大。,对于热固性塑料，由于熔料中填料较多，粘度较大，且在注射过程中对熔体有温升要求，注射压力一般要选择大一些，常用范围约为 100170 MPa。,对于热塑性塑料，注射压力一般在 40130MPa 之间。熔体粘度高，冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件，采用高压注射有利于充满型腔；成型玻璃纤维增强 塑料时采用高压注射有利于塑件表面光洁。其他均应选用低压慢速注射为宜。如果注射压力过高，塑件易产生飞边使脱模困难，另外使塑件产生较大的内应力，甚 至成为废品。注射压力过低则易产生物料充不满型腔，甚至根本不能成型等现象。,确定注射压力的原则是：,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,3时间（成型周期）,（1）注射时间,注射时间包括充模时间、保压时间和合模冷却时间。其中保压时间和冷却时间合计为总的冷却时间。,充模时间直接反比于充模速率，生产中约为 3 5 s。保压时间就是对塑料的压实时间，在整个注射时间中所占比例较大，约为 20 120 s。冷却时间以保证塑件脱模时不引起变形为原则，一般约为 30 120 s。,完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。它包括以下几部分：,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,3时间（成型周期）,（2）辅助时间,包括开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、合模等时间。,成型周期直接影响劳动生产率和设备的利用率，因此，在生产中，在保证塑件质量的 前提下，应尽量缩短成型周期中各阶段的时间。其中，注射时间和冷却时间对塑件质量起着决定性的作用，要根据实际情况合理选择。,完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。它包括以下几部分：,第三章 注塑成型工艺技术,3.2.注塑成型工艺参数,塑 料 品 种 聚乙烯 硬聚氯乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚甲醛 聚酰胺（尼龙 66）聚碳酸酯 ABS 聚苯醚 氯化聚醚 聚砜 氟塑料 F-3,注射温度/180280 150200 200260 160215 180250 240350 250300 236260 320 180240 345400 260310,注射压力/MPa 4998.1 78.5196.1 68.7117.7 49.098.1 58.8137.3 68.7117.7 78.5137.3 54.9172.6 78.5137.3 58.898.1 78.5137.3 137.3392,成形收缩率/%1.53.5 0.10.5 1.02.0 0.40.7 1.53.5 1.52.2 0.50.8 0.30.8 0.71.0 0.40.6 0.70.8 12.5,表 3.1 常用塑料的注塑工艺条件,章节回顾,1.注射成型前要做哪些准备？,2.注塑成型过程包括哪几个步骤？,3.塑料的后处理主要有哪两种？,4.注塑成型参数主要指哪些？,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.1.评价塑件质量的三个指标,4.1.1质量,塑件质量包括内部质量和外观质量.,外观质量包括完整性、颜色和光泽。完整性是指注塑成型后塑件要和产品设计图纸中要求的结构形状完全相符，并且不能有熔接痕、填充不足和收缩凹陷等缺陷。颜色是指成型塑件的颜色必须和客户的色板一致，对于透明塑件，透明度要很好，不能有白雾、黑点黑斑、银纹震纹等缺陷。光泽是指成型塑件表面的粗糙度要符合客户要求，蚀纹和喷砂都要符合客户要求的规格。,内部质量包括组织是否疏松,以及内部是否有气泡、裂纹及铄斑、银纹等缺陷.,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.1.评价塑件质量的三个指标,4.1.2尺寸及相对位置的准确性,成型塑料制品的尺寸必须符合设计图纸的公差要求，产品装配后必须达到客户的功能要求。,4.1.3.与用途相关的力学性能、化学性能,力学性能包括承受拉力和压力的性能、承受冲击力的性能等；化学性能包括耐酸耐腐蚀性能、抗辐射性能、耐特殊环境的性能等。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.2.造成塑件缺陷的原因,4.2.1塑料问题,塑料问题包括塑料质量、配料及干燥等。塑料品种如果不良不纯、共混比例不当或者应该干燥的塑料（如PC、ABS、PA等）没有干燥，都会造成塑件诸如内部组织疏松、强度差、内部有气泡、表面有银纹等质量问题。,4.2.2成型工艺问题,成型工艺三要素包括注射压力、温度、周期等。调机就是在这三者之间找到一组合适的值，使模具能够在最短的时间内，成型出合格的制品。但是调机是一门细致而复杂的技术，很多缺陷都是因调机不当造成的。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.2.造成塑件缺陷的原因,4.2.3模具问题,即使是模具设计高手，再加上高水平的做模师傅，也难以保证模具在试模和生产时没有任何问题。模具问题包括模具设计、制造及磨损。,有一点要注意，塑件结构不合理，也会造成塑件出现缺陷。塑件结构问题直接导致模具问题，作为模具设计工程师必须对塑件结构不合理可能带来的问题要有先知先觉，并及时和产品工程师或客户沟通，将问题杜绝在模具制造之前。,在以上所有问题中，塑料问题最易解决，成型工艺参数的调整对于有经验的调机师傅来说也不难；最复杂、最难解决的问题是模具问题，如果模具设计不合理，或者制造精度差，则必须卸模，进行修模改模。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.1塑件尺寸不稳定,注塑机方面,1.塑化容量不足,塑料方面,模具方面,成型工艺方面,塑件尺寸不稳定,2.供料不稳定,3.螺杆转速不稳定,4.温度失控，比例阀、总压力阀工作不正常，背压不稳定,1.模具强度和刚性不足，型芯、型腔材料耐磨性差；,2.一模多腔的模具浇注系统不合理，或进胶不平衡；,3.模具冷却系统设置不平衡，模具各处温差大，致使塑件各处收缩不一致；,1.再生料的使用量太大,2.干燥条件不一致，塑料熔体黏度增大；,1.塑料加工温度过低，应提高温度，因为温度越高，尺寸收缩越小；,2.对结晶型塑料，模具温度应低些；,3.注射量不稳定,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.2塑件成型不完整,注塑机方面,1.注塑机塑化容量小,塑料方面,模具方面,成型工艺方面,塑件成型不完整,2.温度计显示温度不真实,3.喷嘴直径太大或太小,4.塑料块堵塞加料通道,1.模具浇注系统设计不合理,2.模具结构设计不合理,1.塑料流动性差；,2.使用再生料过多，增加了塑料的黏度,1.进料调节不当，缺料或 多料；,2.注射压力太低，注射时间短，螺杆退回太早；,3.注射速度慢；,5.喷嘴冷料入模,6.注塑周期过短,4.料温过低；,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,1.模具方面,（1）.塑件结构不合理 塑件壁厚不一致，结构严重不对称，塑件成型后极易变形；塑件厚薄的过渡区必须平缓、圆滑过渡，否则不但影响熔体流动，而且会导致塑件变形开裂。,说明：薄的地方先冷，厚的地方后冷。厚薄差异大时，体积收缩率差异大，残余应力大。当残余应力克服零件的强度，就会产生翘曲，甚至开裂。定型治具或许可以治标，但不能治本，因为定型治具无法消除残余应力。当制品移至高温或其它恶劣环境下，残余应力会释放出来，翘曲或开裂还是有可能产生。治本之道是作好制品设计，使得制品厚度均一，冷却时体积收缩率差异小，残余应力小，翘曲或开裂的可能自然小。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,图示：不均勻的產品肉厚設計,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,1.模具方面,（2）.模温不均衡 冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀，尽量消除型腔内的温度差。塑件出模温度一致，则收缩率也一致，结构就不易变形了。模具冷却不均，造成不均匀的体积收缩而翘曲。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,1.模具方面,（3）.浇注系统不合理 大型塑件、平板类、深腔类塑件都应该采用点浇口浇注系统，否则容易变形。浇口位置应对着型腔宽敞部位，浇注系统设计尽量消除型腔内密度差、压力差。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,1.模具方面,（4）.顶出系统不合理 顶出件布置不平衡，脱模斜度过小，型芯、型腔表面粗糙度差，抛光方向不对，导致脱模力不平衡，都会使塑件脱模时变形开裂。,（5）.排气系统不合理 脱模时塑件和型芯或型腔接触的局部产生真空，导致推出不平衡而变形。,（6）.模具所用材料强度不足 镶件或型芯在成千上万次的高温、高压熔体的作用下变形，导致模塑件变形。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,2.成型工艺方面,（1）.注射压力太高、保压时间不够、熔体温度太低、速度太快都会造成内应力增加而出现翘曲变形。,（2）.模具温度过高、冷却时间太短、脱模时的塑件过热 而出现顶出变形。,（3）.在保持最低限度充料量下，减少螺杆转速和背压，以及降低密度来限制内应力的产生，可改善塑件变形。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,3.塑料方面,结晶型塑料各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶的倾向，处于能量不平衡状态，易发生翘曲变形（如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及PET树脂等）比非结晶性树脂（如PMMA树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂及AS树脂等）的变形大。另外，由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性，变形也大。,在实际工作中，塑件的结构和塑件的材料往往是不能轻易改变的，对付塑件翘曲变形的办法通常只有针对性的模具设计和注射成型工艺参数，必要时对容易翘曲变形的塑件进行治具定型或脱模后立即进行退火处理，以消除内应力。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.3塑件翘曲变形,翘曲变形原因分析与对策,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（1）.注塑机锁模力不足。注塑机的额定锁模力低于注射时型腔胀型力，造成胀模，出现飞边。,飞边又称溢边、披锋、毛刺，大多数发生在模具的分型面、镶件结合面或顶出件和镶件型芯配合面上，飞边在很大程度上是由于模具制造精度差、零件变形或注塑机锁模力不足造成。,1注塑机方面,（2）.合模装置调节不佳，肘杆机构没有伸直，动定模合模不均衡，模具平行度不能达到要求，造成模具单侧一边被锁紧而另一边贴合不良状况，注射时将出现飞边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（3）.注塑机动、定模板平行度差，或模具安装不平行，或拉杆受力分布不均匀、变形不均匀，都将造成合模不紧密而产生飞边。,1注塑机方面,（4）.锁模机构磨损或锁模油缸密封组件磨损出现滴油或回流造成锁模力下降；加稳系统失控造成实际温度过高，应检查热电偶、加热圈是否出故障；,（5）.注塑机计量不稳定，塑料计量过多(由少到多)。塑料计量过多，过量的熔胶被挤入模穴，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，产生毛边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（1）.模具分型面制造精度差。活动模板（如中板）变形翘曲；分型面上沾有异物或模框周边有凸出的毛刺；旧模具因早先的飞边挤压而使型腔周边疲劳塌陷等。,2模具方面,（2）.模具设计不合理。模具型腔分布不平衡或平行度不好导致受力不平衡而造成局部飞边、局部填充不足，应在不影响塑件完整性的前提下使流道尽量平衡布置。,（3）.模具排气不良，排气口太深或太浅。排气口太深时，熔胶渗出，产生毛边。排气口太浅时，积风不易排出。加压排气时，模板有可能被撑开，熔胶溢出，产生毛边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（4）.模板太薄。模板太薄时，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，模板中央处的分模面产生毛边。尤其支承板设计较薄而变形以致产生毛边，应当在支承板和可动侧安装板之开加宽间隔块，缩短跨距。,2模具方面,（5）.钢材太软。钢材太软时，易生凹陷，凹陷若发生在模穴周围，熔胶 渗入，产生毛边。,（6）.浇口位置不当或设计不当。浇口位置不当，使得流长太长，须高压才能填模，模板有可能撑开，熔胶溢出，在浇注系统上游处的分模面产生毛边。对于多型腔模具应注意各分流道和浇口的合理设计，否则将造成充模受力不均匀而产生飞边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（1）.注射压力过高。由于高压高速，对模具的胀开力增大导致溢料。射压可从些许缺料注射(Short Shot)开始，每次增加3Bar(50psi)，直到填压适度为止；,3成型工艺方面,（2）.料筒温度、喷嘴温度、或模具温度太高。造成塑料黏度下降，熔胶变稀，流动性增大，容易渗入模穴各处的间隙，产生毛边；料筒温度太低。料筒温度太低，熔胶太稠，须高压才能填模，模板有可能撑开，熔胶溢出，产生毛边。,（3）.调机时，锁模机构未伸直，或开、锁模时调模螺母经常松动而造成锁模力不足出现飞边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（4）.射速过高或过低。射速过高时，熔胶太稀，容易渗入模穴各处的间隙，产生毛边。射速过低时，熔胶温度降低，熔胶太稠，须高压才能填模，模板有可能撑开，熔胶溢出，产生毛边。每次射压或射速调整的增量以10%为原则。,3成型工艺方面,（5）.塑料停留时间太长或太短。塑料在机筒或/和热浇道中停留时间太长，会使得塑料变稀，熔胶容易渗入模穴各处的间隙，产生毛边。停留时间太短，熔胶温度太低，熔胶太稠，须高压才能填模，模板有可能撑开，熔胶溢出，产生毛边。,（6）.保压时间太长。保压时间太长，高压在熔胶内向低压处传递，熔胶在模穴各间隙处伺机渗出的或然率提高，有可能产生毛边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.4塑件产生飞边,（1）.塑料黏度太高或太低都可能出现飞边。黏度低的塑料如PE、PP、PA等，流动性好，易产生飞边，则应提高锁模力。塑料黏度太高，则流动阻力增大，产生大的背压使模腔压力提高，造成合模力不足而产生飞边。,4塑料方面,（2）.吸水性强的塑料在高温下会大幅度地降低流动黏度，增加出现飞边的可能性，对这些塑料必须彻底干燥。,（3）.再生料的比例要严格控制，掺入再生料太多的塑料黏度会下降。,（4）.塑料原料粒度大小不均会使加料量变化不定，造成塑件或不满，或飞边。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,塑件产生飞边的原因分析与对策,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.5塑件收缩凹陷或空洞,成因：“凹痕”是由于浇口封口后或缺料注射引起的局部内收缩造成。一般是由于塑料制品壁厚增加引起制品收缩率局部增加而产生，最常出现在外部尖角附近或壁厚突变处，如凸起、加强筋或支座的背面。,注意：“凹痕”产生的根本原因是材料的热胀冷缩，因为热塑性塑料的热膨胀系数相当高；膨胀和收缩的程度取决于许多因素，其中塑料的性能，最大、最小温度范围以及模腔保压压力是重要的因素，还有塑件的尺寸和形状，以及冷却速度和均匀性等。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.5塑件收缩凹陷或空洞,位置:在加强筋附近,位置:胶位厚薄变化大之部位,位置:该处的温度控制不良而产生收缩,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.5塑件收缩凹陷或空洞,肋(Rib)太厚肋厚时，肋和底板相遇处也厚，此塑料集中，冷却时，周围的肋和板先行固化，此一肋、板交会处的中央仍然保持液态，后凝的塑料在先固化的塑料上收缩，对其周围塑料有吸入的作用。如果任何一处凝结层较为薄弱(一般就在和肋相对的模面处)，该处就可能因为塌陷而形成凹陷。如果凝结层够强，上述肋、板交会处的中央就会形成空洞。,1制品结构因素,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.5塑件收缩凹陷或空洞,2注塑机方面因素,（1）.注射机喷嘴孔尺寸太大或太小。太大会造成熔料回流而出现收缩；太小又会因为注射量不足而出现收缩。,（2）.锁模力不足。锁模力不足会造成产品飞边，使型腔内熔体减少也会出现收缩，应检查锁模系统是否有问题。,（3）.塑化量不足。应选用塑化量大的机台，检查螺杆与料筒是否磨损。,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,4.3.5塑件收缩凹陷或空洞,3模具方面因素,（1）和肋相对的模面温度太高。和肋相对的模面温度若较其附近高(一般的确如此，因为附近熔胶集中，热负荷大，模温居高不下)，该处凝结层薄，刚性不够，中央的熔胶固化时，有可能将较薄的凝结层向内拉成凹陷。和肋相对的模面须加强冷却，降低该处模温，使得凝结层较快形成，当凝结层较厚时，刚性较大，凹陷不易产生。,（3）.竖浇道、流道或/和浇口太小。竖浇道、流道或/和浇口太小，流阻提高，如果射压不足，型腔无法填实，熔胶密度小，发生凹陷或空洞的机率大。,（3）.浇口的数目或位置不当。如果浇口的数目或位置不当，都会使得流道太长，流阻太大。如果射压不足，型腔无法填实，熔胶密度小，发生凹陷或空洞的机率大。(如下图所示）,第四章 注塑成型常见问题分析与对策,4.3.塑件常见缺陷原因分析与对策,肉厚處表面易縮水,改善后,當塑膠熔體通過一較薄的截面后其压力損失很大,很難保持很高的壓力來填充較厚的截面,而形成凹坑,但如果將澆口位置做改變后,凹坑就會明顯改善.,图示：浇注系统不合理。浇口位置应对着型