注塑生产工艺及问题解析.docx

注塑生产工艺及问题解析一、注塑成型工艺过程1、注塑过程完整的注塑过程包括加料、塑化、注射入模、保压冷却和脱模等几个步骤，但究其实质可看做只是塑化和流动/冷却两个过程（1）塑化这是塑料在料筒内经加热及螺杆旋转剪切达到流动状态并具备良好可塑性的全过程。螺杆旋转不断地将料斗中落下的料粒拽入料筒的同时螺杆后退让料筒中的料在外电热及剪切摩擦热下进行熔化,最后将已熔融的胶料定量贮存到螺杆端部等待注射.（2）流动与冷却这一过程是指螺杆在油缸作用下前进,将具有流动性和温度均匀的熔胶注入模具开始,而后经过型腔注满,熔体在受控制条件下（如施以保压）冷固定型，直至塑件在模中脱出.a）充满阶段：这一阶段以螺杆开始向前移动起，直玫模腔被熔胶充满.b）压实阶段：这是指熔胶充满模腔时起至螺杆撤回（倒索）为至的阶段.C）倒流阶段：这一阶段是从螺杆后退时开始的，这时模腔内的压力比流道内高，因此就会发生未凝结的熔胶倒流，使模腔内的压力下降.d）冻结后的冻却阶段：这一阶段是指浇口的塑料完全冻结时起到塑件在模内顶出为止.2、成型工艺条件注塑工艺最重要的条件即是影响塑化流动和冷却的温度、压力及相应的各个作用时间。可以说：要保证塑件质量合格及稳定,必须的条件是准确而稳定的工艺参数。在调整工艺参数时，原则上按压力时间温度的顺序来调机,不应该同时变动两个或以上参数,防止工艺条件紊乱造成塑件质量不稳定.以下是对各工艺参数的说明：（1）温度参数注塑成型过程中需控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度，料筒温度及喷嘴温度主要影响塑料的流动和冷却，a）料筒温度：一般自后至前逐步升高，以使均匀塑化.b）喷嘴温度：通常略低于料筒最高温度，防止喷嘴发生“流涎"现象,但亦不可太低防早凝堵塞.C）模具温度：对塑件内在性能和表现质量影响很大,对于表面要求比较高的胶件模温要求较高.（2）压力参数注塑成型过程中的压力包括塑化压力（背压）和注射压力.a）塑化压力（背压）保证螺杆在旋转覆位时增加塑化压力使熔胶的温度均匀及把挥发性气体包括空气排出射料缸外.把附加剂（如：色粉.色种.扩散剂等）与熔胶均匀地混合起来提供均匀稳定的塑化熔胶以便保证塑件重量稳定.在保证塑件质量的情况下尽可能低以免徙耗损材料背压的大小调节视胶料不同而异,一般不超过20KG/CM2（具体各胶料背压值可参见本工艺资料第一部分有关内容）b）注射压力克服塑料熔体从料筒流向型腔的滞阻力,给予充模压力及对充入的熔料进行压质.对于流动性差的塑料,注射压力要取大,对于型腔阻力大的薄壁胶料,注射压力也要取大.时间参数（成型周期）I充模时间注射时间1保压时间总冷却时间成型周期闭模冷却时向其它时间（如：开模.脱模.喷脱剂等）注射时间和冷却时间是基本组成部分，其多少对啤塑件的质量有决定性的影响.充模时间一般不超过10S.保压时间较长,与胶件臂厚有关（厚壁取长时间），以保证最小收缩.冷却时间取决于塑料结晶性,制品料厚,模具温度等因素视具体情形调整.（4）注射速度注射速度通过调节单位时间内向注射油缸供油多少来实现.一般说来（在不引负作用的前提下）尽量使用高射速充模，以保证塑件熔接强度及表现质量,而相对低的压力也使塑件内应力减小提高了强度.用高压低速进料的情况可使流速平稳，剪切速度小,塑件尺寸稳定,避免缩水缺陷.二、塑料模的基本认识塑料模具是注射成型生产中赋予塑料形状所用部件的组合体，塑料模的结构视塑料性质、制件形状、结构以及注射机的不同等因素而可能形式大小差异很大,然而其基本结构大致相同，即主要由浇注系统、成型零件、结构零件三大部分组成.其中浇注系统与成型零件是塑料直接接触的部分,并随塑料制品而变化,它是模具中最重要、最复杂、变化最大、要求表面精度及光洁度最高的部分.*浇注系统&成型零件浇注系统指塑料从喷嘴进入型腔的流道部分，包括:主流道、冷料穴、分流道和浇口等.成型零件指构成成品形状的各零件，包括：动、静模型腔/型芯、排气槽、（成型）顶针等.*典型的模具结构典型的模具结构包括以下几个主要部分：1.主流道:是模具连接注射机喷嘴通至型腔或分流道的一段,主流道进口顶部呈凹形，以便与喷嘴连接.主流道进口直径应略大于喷嘴也径（O.8mm）以免溢料并防止两者连接不准而发生堵截.进口直径根据制品大小而定，一般为中4-8mn主流道直径应向内扩大,呈3-5角度，以便流道顺利出模.2.分流道:在多型腔模中连接主流道和各个型腔的通道.为使熔料能等速度地充满各型腔,分流道在模里的排列应尽可能等距对称,而分流道的截面积形状/尺寸对熔料的流动有很大影响,且对脱模/造模的难易都有影响.常用的分流道截面形状是梯形或半圆形而旦是开在带有脱模杆的半模上.流道的表面必须抛光以减小流动阻力而提供较快速度充模，流道的尺寸决定于塑料品种，制品尺寸及壁厚（具体参见有关数据数据）在满足成型要求的前提下应尽量减少截面积，以免增加水口料的比例及使冷却时间增加，降低了生产效率.3.冷料位:设在主流道末端的空穴,用来容纳喷嘴两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或水口堵塞.如果冷料进入型腔则会导致制件内应力加大或机械强度不足,冷料位尺寸一般为3-10rnm,深度6mm左右，为便于脱模（拉出水口），其底部通常都是拉料杆位（脱模杆），拉料杆的头部通常都设计成下凹陷或带有沟槽形成，便于拉出主流道连整个流道系统.4.浇口（入水口）是熔料通过电/分流道后进入型腔的通道,浇口的截面积通常是整个流道系统中截面积最小的部分.内浇口的尺寸形状对制件的质量影响很大,其主要的作用可列述以下几点：D控制料流速度：2）成型中水口位早凝结可防其倒流；3）使料通过时产生较高的剪切力使料温提升，从而降低其表面粘度,提高其流动性：4）便于制件与流道分离：浇口的形状尺寸和位置设计都须根据塑料品种，制件结构和形状等具体情况做出选择,一般来说,浇口的位置都是开在制件厚壁位（以利补缩）及不影响外观的位置.浇口尺寸设计应考虑熔体的性质.5.型腔是制件在模具中成型的部分,用来构成型腔的零件称为成型零件,一般包含以下：1）凹模构成制件外形的成型零件；2）凸模/型芯构成制件内部形状，如：沟、孔、槽等；由于熔体进入型腔后产生很高的压力,故对成型零件的材料强度、刚度要求较高,且材料应具耐腐蚀性.成型零件一般都经过热处理提高硬度注：常用于塑料模的钢材有：718、S-136,而合金模具是用热作钢8407.6.排气位1）开设在模具内的槽形排气位,防止熔料进入型腔时卷入气体.当熔料进入型腔时，原存入型腔的空气及熔料带入的气体必须在料流的尽头通过排气槽向外排出，如排出不完全,则可能会造成件带气孔、熔接痕、充模料不齐,甚至困入高温压缩空气而烧伤胶件的情况出现.2）一般情况下,排气孔既可开设在型腔内熔料流动的尽端，也可开设在模具的分模面上.（在凹模上开一般0.03-0.06mm深，L5-6.Oran宽的槽）3）注射件排气孔是不会有很多熔料渗（迫）出的，因为熔料会在该处冷却固化而自动将通道堵死.此外,实际应用中亦可利用顶出杆与顶出孔配合间隙，顶块和脱模皮与型芯的配合间隙来排气.7.塑模的冷却装置（冷却系统）1）使熔料在模具内冷却定型而设置的，在模具中通入冷却介质的流通（通常是水或油），然后凭借着循环流动带走热量来达到H的,通入冷却介质种或温度可能随塑料的种类和塑件结构而异.2）采用的介质有：冷水、热水、热油、蒸汽等3）模具冷却的关健就是:要求高效率的均匀冷却.因为冷却快慢及均匀与否会直接影响制件的质量和尺寸4）设计冷却系统应根据熔料的热性能（如结晶因素）.制品的形状和模具结构,考虑冷却通道的排布和冷却介质的选择.三、附件附件一*注塑成型常见问题及改善指引（）、填充不足（SHORTSHOT）表现为注塑件不完整或细节不完全，是因为塑料未完全充满模腔所致.*改善指引：a）检讨成型工艺增加注射压力：增加注射速度：增加熔胶温度：增加注射时间：适当增加背压：b）检查注塑机检查料斗料量及料斗口是否堵塞：是否正确设置了喷射行程：机器塑化能力不足以提供足够料量，需换大机：料筒温度计显示不真实，明高实低：喷嘴部分封住,检查是否嘴孔是否有异物或未熔料：C）检查模具是否排气不足影响,检查排气孔有否堵塞或增加多排气位：入水口太小或流道太细长，需相应加大入水口，加粗主入水,转角应圆弧过渡：塑件局部断面过薄，需在结构上改进,加多入水口：对多型腔而言，入水口位置是否恰当（平衡），视情形做调整：（二）、披锋（FLASHING）表现为塑料上有多余的飞边、棱角，通常出现在分型面或模腔拼合线或孔位.*改善指引：a）检讨成型工艺注射氏力过大,需降低或早些从注射压转到保压.减少螺杆向前时间及降低注射速度.适当减少射胶量及将熔料温度降低.b）检查注塑机锁模力太小，换用大机；机器锁模力不稳定；C）检查模具外来物粘附于分型面，致锁模不密合模具物料配合不准，针对性检修.多型腔模需调整分流道及浇口尺寸以平衡压力.（三）、气泡（BUBBLES）如果熔胶中含有气体（挥发物质）那么熔胶去除压力后会在塑件中留下气泡.*改善指引a）检讨成型工艺提高注射压力；将注射速度降低；降低料筒温度（特别是后段的）；增加背压,并适当调低螺杆转速，防止透入空气量增多：注射熔胶量不足，需适当增加；b）检查模具增加浇口尺寸，防止材料在浇口处过早固化：增加排气槽或加深现有排气槽,改善型腔排气：模具上浇口位置开设不合理,致胶料流不均,有空气困于其中：检查运水情况是否使模温不均并改善,模温不能过低：加粗流道：制件厚壁薄壁的转角处圆滑过渡,避免胶料流速变化过大裹入空气：塑件壁过厚，改模将原料处偷空减薄；C）检查胶料主要是干燥问题，要保证充分干燥及避免在成型前回潮:（四）、缩水痕（SINKMARKS）通常表现为塑件表面收缩缺料所致凹痕*改善指引a）检讨成型工艺温度太高或过低,都会使保压补缩达不到效果；适当增加冷却时间，减少热收缩：胶料射入量不足，增加射胶量；增加注射压力和速度：b）检查注塑模螺杆磨损,注射保压时熔料漏流：增加加料量,保留一定缓冲区以发挥保压作用；减小加料量,减小缓冲垫厚度,使注射压力不过份消耗而发挥作用：C）检查模具模具温度太高使胶料冷凝太慢；模具温度太低使胶料冲填不完全；模上局部高温区，改善冷却水布置；适当加大浇口以增加进胶量；增大缩短流道/注口，减少压力损失,使料流顺；通过改变浇口位置及流道粗细,必要时增加多浇口：如可能将件厚处改模偷空减小厚壁料位收缩差异；（五）、熔接痕（POoRWELDLINE）产生在塑件表面的冷料熔接的痕线.*改善指引a）检讨成型工艺增加熔胶温度及喷嘴温度；适当增加背压力及调整螺杆转速以获得更高的均匀的熔胶温度；有效型腔压太低，增加注射压力,增加螺杆向前时间；增加注射速度；b）检查模具使用了过多的清洁剂，省模或对模做其它处理,尽可能不用脱模剂；模具表面太冷，增高模温,限制冷却液速度；模内排气不足，在熔接区加排气孔或增大排气孔尺寸；浇口、流道太小，增加浇口尺寸,增大流道直径；浇口离熔接区太远，改变浇口位置或增加辅助浇口；塑件在熔接区部位太薄，改模加厚料；C）检查塑料保证原料干燥良好，以改善其流动性；（六）、银条纹（SILVERSTREAKS）由于气泡及充填过程中沿拉应力的垂直方向产生应力集中点使塑件对外呈现银现象.*改善指引.a）检讨成型工艺熔胶温度太高至挥发物过多，降低料筒温度（尤其是后端温度）：也可能熔胶温度太低至充填不稳定，内应力增大，相应增高料温及喷嘴温度：可能胶料滞用在料筒内时间过长,需减短总周期时间：增加或减小射胶速度：适当调低注射压力：适当增高背压（如过高需调低）及减小螺杆转速：b）检查注射机是否温度控制器不精确,控制有差异：清理喷嘴部位有可能堵塞：减小螺杆蓄压段距离：C）检查模具模表面温度太低,增高模温（限制冷却剂流量、流速）：检查浇口及流道是否有堵塞情况，如有需增加浇口深度和流道史径：模具表面过多脱模剂，限制脱模剂使用，或转用无硅型脱模剂：成型检查是否有油、水泄漏致模腔物料受污染：检查排气情况要保持良好,必要时加深或增加排气：d）检查胶料要保证原料的充分干燥,清除水份：胶料已被（其它种料）污染，正改善.另外,需彻底将料筒清洗干净后再使用洁净料生产.原料中（水口）细粉末过多或是多次回料导玫在料筒中易降解,需过筛清除及控制多次回料加入量.*注:对成品塑件可试用退火方法消除银纹；对PS类，78C保持15分钟：对PC类，16OC以上保持数分钟;（七）、空洞（VOLDS）塑件料截面出现的空心孔（如是透明件清晰可见），常因材料收缩所致.*改善指引：a）检讨成型工艺增加注射量；增加注射压力；增加保压时间及适当增加射胶时间：降低溶液温度；降低或增加注射速度（例如：对非结晶性料要增加速度）；增加料温使流动畅及降低料温减小收缩（视情形而调节）；缩短塑件在模内冷却时间，必要时投入热水缓冷；b）检查模具适当提高模温,特别是形成"真空泡”位的局部模温；将模具浇口开设在塑件厚壁位,检讨改善流道.浇口流动情况,必要时将其加粗加大；改善模腔排气；*可参见"3.气泡（BUBBLE）"部分（八）、弯曲弯形（WARPAGEDISTORTION）塑件形状与型腔相似，但呈现弯曲或弯形.*改善指引：a）检讨成型工艺；增加冷却时间；调整注射压力,减小螺杆向前时间；在保证充料情况下,减小螺杆转速和背压,降低料密度：料温太高或太低，根据具体情况调整（流动性差的塑料温度不可调低）：顶出塑件时要缓慢；出模后借助夹具定型在水中快速冷却；b）检查模具增加模具冷却能力,使冷却液速度加快,将模温降低（以增硬塑件外表面）:塑件不均匀的收缩导致变形，检讨件的设计及运水分布情况并修正：浇口位置是否开在最厚位处：增大浇口尺寸及流道尺寸且尽可能使流道粗而短,减少成型取向性：检查是否型芯、型腔偏移导致壁厚变化引起变形：模内有倒扣,导致出模时变形,改善方法是减少倒扣深度及在任何可能处增加转角R及省滑模具：顶针太小,数量太少或分布不合理,这些都会使顶出不平衡,针对性做改善；改善排气,减小塑件内应力不平衡程度：在设计上的可能位增加加强筋：调整模温，厚壁位强水冷,偏远薄壁位应提高温度，以使整件收缩均匀,减小内应力：C）检查胶料结晶性塑料变缩率普遍偏大，易产生应力变形；（九）、困气烧痕（TRAPPEDGASBURNMARKS）表现为塑件表部变色（从黄到黑）通常出现在塑流道尾处和空气压缩地带.*改善指引a）检讨成型工艺胶料过热，降低熔液温度：降低注射速度，太快使气体不易排出：降低背压,减小螺杆转速：锁模力过度,在不致披锋情况下稍降低；材料在料筒内滞留时间过长，需减少总循环时间；b）检查模具检查并清洁排气位,并在燃烧痕处加多加深排气位；浇口太小，增加浇口深度、宽度；C）检查材料必须保证彻底干燥去除水份；（十）、黑褐斑点（BLACKBROWNSPECKS）注塑件呈现黑色、褐色、浓淡的斑或条纹,塑件染色无根本变化.*改善指引：a）检讨成型工艺降低熔液温度（特别是后料筒区），避免过热；注射速度过快引致过度剪切；调低注射压力；减少冷却时间；b）检查注射机胶料困于炮筒装置的“死角"或不流动区，使它在高温下停留时间过久，将筒和螺杆拆下来彻底清洁与聚合物接触的表面；C）检查模具浇口过小,增大浇口尺寸；塑件壁部分太窄,材料在高压下流过时产生衰变,需检直修正,保持壁厚的正确性和一致性：d）检查胶料材料中混入的热敏感的其它已多次回用的胶料,检套来源,清除杂质:（十一）、脆弱性（BRITTLENESS）表现为注塑件在顶出时断裂，或在出模后易断裂.*改善指引：a）检讨成型工艺熔胶温度太低：增加料筒（后区）温度及喷嘴温度：熔胶温度过高致胶料降解,需降低各区域料筒温度以及调低背压力，降低螺杆转速；增加注射速度,保证熔合强度：b）检查模具增加模温,限制冷却剂循环速度：流道和浇口过小,注射中过度剪切,需加粗加大流道及浇口：C）检查胶料塑件内应力过大没释放出来，需进行退火处理（如尼龙件浸热水）：水口料过多，或多次回用杂料的使用，需通过试验控制用量：异类胶料混入（熔点低的），查明改善并将料筒彻底洗净：（十二）、粘模（STlCKINGINTHEMOLD）塑件（可能连水口）在模内被粘住,不能出模或出模困难.*改善指引：a）检讨成型工艺模内胶料过度充填，减低注射量,减低注射压力及注射速度：料温过高需适当调低：保压时间过长，减少螺杆向前时间：增加冷却时间或缩短冷却时间（视型腔或型芯粘模而不同）：在允许的情况下借助脱模剂脱模:b）检查模具模具表面刮伤、擦花等,需做抛光处理；模内出模角不够，改模加大；设计有不合理的倒扣；高度抛光的模面会使塑件在真空负压作用下难以出模；顶出机构不适当，如顶出面不足等；（十三）、尺寸差异（DlMENSIONALVARIST10NS）注塑件尺寸变化超过允许范围*改善指引a）检讨成型工艺注射压力低：提高注射压力；适当增加射胶时间及保压时间；料筒温度/喷嘴温度过高,相应调整；模型充填太慢，增加注射速度/采用多级充填速度：b）检查注塑机不同机种的注塑机所致成型工艺条件的差别；螺杆转速,停止动作不稳定；不稳定的注射压力，如检查是否每次循环都有恒定的熔胶缓冲,返回塑流阀是否泄漏等,相应修理或更换;熔料温度波动，检杳热电偶及温度控制器是否出现故障；C）检查模具检查是否有残留物堵塞浇口，尤其是潜水式浇口；模温是否恒定，冷却液通道是否顺畅,冷却回路是否正确连接；检查是否模具成型构件出现问题，如行位、镶块松动等；d）检查胶料不同型号材料收缩率的差异：水料回用时注意筛去细粉末不用:（十四）、碎裂（CRAZlNG）注塑件表面有细小裂纹或裂缝*改善指引:a）检讨成型工艺调整注射压力：升高压力,使充模顺畅，降低粘度：过高压力致内应力大易开裂，故需降低.调整料筒温度：过高温度,使料降解：过低温度,使熔接位强度不足：适当增大射胶速度；适当提高模温,减小分子取向性：降低背压及调低螺杆转速,避免胶料降解；冷却时间太短,未充分硬化,顶出时发白或开裂：b）检查注塑机机器的塑化能力不足（塑化容量小,不充分），需换用大机器：C）检查模具增加顶针直径，降低顶针顶出速度：顶针油传到模腔表面,检修模具：型腔或型芯内漏水,检查是否模有细裂痕,或是“0"封闭环不良引起漏水；浇口过大使塑件过分受压，减小浇口尺寸：塑件设计过于单薄，需增加加强筋：检查型腔、型芯是否足够脱模斜度：模具排气不良，易形成夹水纹使强度下降；d）检查胶料原料被污染，查明原因作出控制：过多的水口料加入，用试验结果确定适宜的加入量；保证充分的干燥去除水份：（十五）、表面粗糙（MATTPATCHES）塑件表面精度不一,有些部分比其它部分有光泽*改善指引：a）检讨成型工艺增加喷嘴温度；增加熔胶温度（检查是否料筒加热带混乱失调，局部过热或过冷）;可能填充过快过度剪切，适当调低注射速度；增加射出压力；廷长射料时间；背压不足,熔料疏松并带有气体；b）检杳注塑机检查喷嘴处有否滴漏有冷胶；C）检查模具增大或增加冷料穴收集冷料；模表面质量不良,抛光改善并检杳是否有运水泄漏：提高模温；料流在模型内突然转变，模内避免尖利边缘,尽可能用圆角过度;型腔内的喷射痕，增大浇口或用薄片形浇口入水；在表面光泽差的部位加排气位改善：使用脱模剂的影响，停止使用脱模剂；d）检查胶料掺入水口料过多,或多次回用料降解；（十六）、颜色分布差（PoORCOLORDISPERSION）塑件颜色不一致，局部有浓淡差别或有条纹，斑块形状出现*改善指引:a）检讨成型工艺增加背压,降低料筒温度以使色料混合充分：严格限定生产工艺参数，特别是不可随便变更料温及生产周期；b）检查胶料混料不均匀：新料与水口料配比的差异：色粉扩散不良,加入扩散剂改善：附件二：常见塑料材料干燥条件常用塑胶材料干燥条件塑料燃料温度CC）煽料时间（HRS）ABSXo9(34POM90100PMMA809023离子交换聚合物SURLYN7078NYLON809045PeH)4SAN8090PBT12013023热塑性弹体TpE(HYTREL)9010023热塑性橡胶TPR(SAMToPRENE)7023聚氨酯PUR809023附件三：塑料着色性比较及注意事项塑料着色性比较塑料名称颜色透明状况可染色种类热稳定性迁移性PE白半透明半透明.珠光.不透明稳定易PP白半透明半透明.珠光.不透明稳定易GPPS无色透明透明.半透明.珠光.不透明稳定无HIPS白不透明不透明Y定无AS(SAN)无色透明透明.半透明.不透明不稳定无ABS微黄色不透明不透明易变色无MBS无色至微黄透明透明.不透明稳定无PMMA无色透明透明.半透明珠光.不透明G定宝PC无色至微黄透明透明.半透明.不透明稳定无PA白色至微黄半半透明至不透明半透明.不透明稳定无POM白色至微黄不透明不透明稳定无PBT白色不透明不透明总定无PVC白色透明透明.半透明.珠光.不透明易变色易*塑料着色时注意的几个问题：1.PE、PP、PVC、GPPS、PMMA,SAN、PC、PBT染不透明色时需加入钛白粉.2.PVC,GPPS、SA*PMMA,PC染透明或珠光色时不得加入钛白粉.锌钗白或其它无机物.3.需注意多种色剂用于PE、PP、PVC时会发生不同程度的迁移现象,选用时注意.4.由于ABS、SAN类中有A(丙烯睛)组份,而甄基(-CN)会引起着色不理想(色不稳定,不够鲜艳)，另一方面，A组份会使熔体粘度增大,摩擦剪切热较多,所以对色剂的耐热性要求较高.5.PMMA及PC因含有酯基而易水解,故混色后在成型前须彻底结予干燥.6.PA中含有极性很强的胺基,吸水性强,故混色后在成型前亦必须彻底进行烘煽.7.因PVC(尤其是软PVC)中含有大量的增塑剂、热稳定剂等添加剂会使着色鲜艳性差,而且添加剂的析出易使色剂渗出发生迁移现象.另外,PVC在高温下分解出的氯化氢(HCL)也会使色剂颜色发生变化.