塑料名称 | LDPE | HDPE | 乙丙共聚PP | PP | 玻纤增强PP | PS | HIPS | ABS | 高抗冲ABS | 耐热ABS | 电镀级ABS | 阻燃ABS | 透明ABS | ACS | AS(SAN) | PMMA |
注塑工艺条件 | ||||||||||||||||
1、注塑机类型 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 |
2、螺杆 形式 | 1 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 111 | 111 | 111 |
转速,r/min | 111 | 30-60 | 1 | 30-60 | 30-60 | 1 | 30-60 | 30-60 | 30-60 | 30-60 | 20-60 | 20-50 | 30-60 | 20-30 | 20-50 | 20-30 |
3、喷嘴 形式 | 111 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 |
温度℃ | 11 | 150-180 | 1 | 170-190 | 180-190 | 11 | 160-170 | 180-190 | 190-200 | 190-200 | 190-210 | 180-190 | 190-200 | 160-170 | 180-190 | 180-200 |
4、料筒温度 前℃ | 11 | 180-190 | 11 | 180-200 | 190-200 | 11 | 170-190 | 200-210 | 200-210 | 200-220 | 210-230 | 190-200 | 200-220 | 170-180 | 200-210 | 180-210 |
中℃ | 11 | 180-220 | 11 | 200-220 | 210-220 | 111 | 170-190 | 210-230 | 210-230 | 220-240 | 230-250 | 200-220 | 220-240 | 180-190 | 210-230 | 190-230 |
后℃ | 11 | 140-160 | 11 | 160-170 | 160-170 | 111 | 140-150 | 180-200 | 180-200 | 190-200 | 200-210 | 170-190 | 190-200 | 160-170 | 170-180 | 180-200 |
5、模具温度,℃ | 30-45 | 30-60 | 50-70 | 40-80 | 70-90 | 11 | 20-50 | 50-70 | 50-80 | 60-85 | 40-80 | 50-70 | 50-70 | 50-60 | 50-70 | 40-80 |
6、注射压力,MPA | 11 | 70-100 | 11 | 70-120 | 90-130 | 11 | 60-100 | 70-90 | 70-120 | 85-120 | 70-120 | 50-100 | 70-100 | 80-120 | 80-120 | 90-120 |
7、保压压力,MPa | 1 | 40-50 | 1 | 50-60 | 40-50 | 1 | 30-40 | 50-70 | 50-70 | 50-80 | 50-70 | 30-60 | 50-60 | 40-50 | 40-50 | 40-60 |
8、注射时间,s | 1 | 2-5 | 1 | 2-5 | 2-5 | 1 | 1-3 | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 2-4 | 3-5 | 2-4 | 2-5 | 2-5 | 2-5 |
9、保压时间,s | 1 | 15-60 | 1 | 20-60 | 15-40 | 1 | 15-40 | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 20-50 | 15-30 | 15-40 | 15-30 | 15-30 | 20-40 |
10、冷却时间,s | 1 | 15-60 | 1 | 15-50 | 15-40 | 1 | 10-40 | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 10-30 | 10-30 | 15-30 | 15-30 | 20-40 |
11、总周期,s | 1 | 40-140 | 1 | 40-120 | 40-100 | 1 | 40-90 | 40-70 | 40-70 | 40-70 | 40-90 | 30-70 | 30-80 | 40-70 | 40-70 | 50-90 |
12、干燥 设备 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 |
温度℃ | 90-100 | 90-100 | 100-120 | 100-120 | 100-120 | 90-100 | 90-110 | 100-110 | 100-110 | 100-110 | 100-110 | 100-110 | 100-110 | 1 | 1 | 100-120 |
时间,h | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.00 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 1 | 1 | 1.0 |
塑料名称 | PMMA/PC | 软PVC | 硬PVC | 氯化聚醚 | 均聚POM | 共聚POM | PET | PBT | 玻纤增强PBT | PA6 | 玻纤增强PA6 | PA11 | 玻纤增强PA11 | PA12 | PA66 | 玻纤增强PA66 |
注塑工艺条件 | ||||||||||||||||
1.注塑机类型 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 |
2.螺杆形式 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 | 突变 |
转速r/min | 20-30 | 1 | 20-30 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-50 | 20-40 | 20-50 | 20-40 | 20-50 | 20-50 | 20-40 |
3.喷嘴形式 | 直通式 | 1 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 |
温度,℃ | 220-240 | 1 | 150-170 | 170-180 | 170-180 | 170-180 | 250-260 | 200-220 | 210-230 | 200-210 | 200-210 | 180-190 | 190-200 | 170-180 | 250-260 | 250-260 |
4.料筒温度 前,℃ | 230-250 | 1 | 170-190 | 180-200 | 170-190 | 170-190 | 260-270 | 230-240 | 230-240 | 220-230 | 220-240 | 185-200 | 200-220 | 255-265 | 260-270 | 1 |
中,℃ | 240-250 | 1 | 165-180 | 180-200 | 170-190 | 180-200 | 260-280 | 230-250 | 240-360 | 230-240 | 230-250 | 190-220 | 220-250 | 190-240 | 260-280 | 260-890 |
后,℃ | 210-230 | 1 | 150-170 | 180-190 | 170-180 | 170-190 | 240-260 | 200-220 | 210-220 | 200-210 | 200-210 | 170-180 | 180-190 | 160-170 | 240-250 | 250-260 |
5.模具温度℃ | 60-80 | 1 | 30-60 | 80-110 | 90-120 | 90-100 | 85-120 | 65-80 | 70-110 | 60-100 | 80-120 | 60-90 | 60-90 | 70-110 | 70-120 | 100-120 |
6.注射压力,MPa | 80-130 | 1 | 80-130 | 80-110 | 80-130 | 80-120 | 80-120 | 60-90 | 80-100 | 80-110 | 90-130 | 90-120 | 90-130 | 90-130 | 80-130 | 80-130 |
7.保压压力,MPa | 40-60 | 11 | 40-60 | 30-40 | 30-50 | 30-50 | 30-50 | 30-40 | 40-50 | 30-50 | 30-50 | 30-50 | 40-50 | 50-60 | 40-50 | 40-50 |
8.注射时间,s | 2-5 | 1 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 1-3 | 2-5 | 2-4 | 2-5 | 2-4 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 |
9.保压时间,s | 20-40 | 1 | 15-40 | 15-50 | 20-80 | 20-90 | 20-50 | 10-30 | 10-20 | 15-50 | 15-40 | 15-50 | 15-40 | 20-60 | 20-50 | 20-50 |
10.冷却时间,s | 20-40 | 1 | 15-40 | 20-50 | 20-60 | 20-60 | 20-30 | 15-30 | 15-30 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-40 |
11.总周期,s | 50-90 | 1 | 40-90 | 40-110 | 50-150 | 50-160 | 50-90 | 30-70 | 30-60 | 40-100 | 40-100 | 40-100 | 40-90 | 50-110 | 50-100 | 50-100 |
12.干燥设备 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 |
温度,℃ | 100-120 | 60-70 | 70-80 | d1 | 110-120 | 110-120 | 150-170 | 120-135 | 120-135 | 120-130 | 120-130 | 100-120 | 100-120 | 100-120 | 120-130 | 120-130 |
时间,h | 1.0 | <0.5 | <0.5 | d1 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 |
塑料名称 | PA610 | PA612 | PA1010 | 玻纤增强PA1010 | 透明尼龙 | 聚碳酸酯PC | PC/PE | 玻纤增强PC | 聚砜PSU | 改性PSU | 玻纤增强PSU | 聚芳砜PAS | 聚醚砜PES | 聚苯醚PPO | 改性PPO | 聚苯硫醚PPS |
注塑工艺条件 | ||||||||||||||||
1.注塑机类型 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 | 螺杆- 线式 |
2.螺杆形式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 | 突变式 |
转速r/min | 20-50 | 50-50 | 20-50 | 20-40 | 50-50 | 20-40 | 50-40 | 20-30 | 20-30 | 20-30 | 20-30 | 20-30 | 20-30 | 20-30 | 20-50 | 20-30 |
3.喷嘴形式 | 自锁式 | 自锁式 | 自锁式 | 直通式 | 自锁式 | 延伸式 | 延伸式 | 直通式 | 延伸式 | 延伸式 | 直通式 | 延伸式 | 延伸式 | 延伸式 | 延伸式 | 延伸式 |
温度,℃ | 200-210 | 200-210 | 190-200 | 190-210 | 220-240 | 230-250 | 220-230 | 240-260 | 280-290 | 250-260 | 280-300 | 380-410 | 240-270 | 250-280 | 220-240 | 280-300 |
4.料筒温度 前,℃ | 220-230 | 210-220 | 200-210 | 230-250 | 240-250 | 240-280 | 230-250 | 250-290 | 290-310 | 250-280 | 300-320 | 385-420 | 250-290 | 250-280 | 230-250 | 300-310 |
中,℃ | 230-250 | 210-230 | 220-240 | 230-250 | 250-270 | 260-290 | 240-260 | 270-310 | 300-330 | 280-300 | 310-330 | 345-385 | 280-310 | 260-290 | 240-270 | 320-340 |
后,℃ | 200-210 | 200-205 | 190-200 | 190-200 | 220-240 | 240-270 | 230-240 | 260-280 | 280-300 | 260-270 | 290-300 | 320-370 | 260-290 | 230-240 | 230-240 | 260-280 |
5.模具温度℃ | 60-90 | 40-70 | 40-80 | 40-80 | 40-60 | 90-110 | 80-100 | 90-110 | 130-150 | 80-100 | 130-150 | 230-260 | 90-120 | 110-150 | 60-80 | 120-150 |
6.注射压力,MPa | 70-110 | 70-120 | 70-100 | 90-130 | 80-130 | 80-130 | 80-120 | 100-140 | 100-140 | 100-140 | 100-140 | 100-200 | 100-140 | 100-140 | 70-110 | 80-130 |
7.保压压力,MPa | 20-40 | 30-50 | 20-40 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 50-70 | 50-70 | 50-70 | 40-60 | 40-50 |
8.注射时间,s | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-7 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 | 2-5 |
9.保压时间,s | 20-50 | 20-50 | 20-50 | 20-40 | 20-60 | 20-80 | 20-80 | 20-60 | 20-80 | 20-70 | 20-50 | 15-40 | 14-40 | 30-70 | 30-70 | 10-30 |
10.冷却时间,s | 20-40 | 20-50 | 20-40 | 20-40 | 20-40 | 20-50 | 20-50 | 20-50 | 20-50 | 20-60 | 20-50 | 15-20 | 15-30 | 20-60 | 20-50 | 20-50 |
11.总周期,s | 50-100 | 50-110 | 50-100 | 50-90 | 50-110 | 50-130 | 50-140 | 50-110 | 50-140 | 50-130 | 50-110 | 40-50 | 40-80 | 60-140 | 60-130 | 40-90 |
12.干燥设备 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 |
温度,℃ | 110-120 | 110-120 | 110-120 | 110-120 | 110-120 | 130-150 | 120-140 | 130-150 | 130-150 | 120-140 | 130-150 | 150-170 | 130-150 | 130-150 | 125-140 | 150-170 |
时间,h | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 0.5-1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0-2.0 | 1.0-2.0 | 1.0-2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0-2.0 | 1.0-2.0 | 2.0 |
塑料名称 | 聚酰亚胺PI | 聚芳酯 | 聚胺酯 | 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物FEP、F46 | 醋酸纤维素CA | 醋酸丁酸纤维素CAB | 醋酸丙酸纤维素CAF | 乙基纤维素EC | 聚丙烯热塑性弹性体PP/EPDM | 聚4-甲基戊烯 | 聚三氟氯乙烯PCTFE |
注塑工艺条件 | |||||||||||
1.注塑机类型 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 1 | 1 | 1 | 1 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 | 螺杆-线式 |
2.螺杆形式 | 1 | 1 | 1 | 突变式 | 1 | 1 | 1 | 1 | 均熔渐变 | 渐变式 | 1 |
转速r/min | 20-30 | 20-50 | 20-70 | 20-30 | 1 | 1 | 1 | 1 | 25-50 | 20-30 | 20-30 |
3.喷嘴形式 | 延伸式 | 1 | 1 | 延伸式 | 1 | 1 | 1 | 1 | 直通式 | 直通式 | 延伸式 |
温度,℃ | 290-300 | 230-250 | 170-180 | 290-300 | 1 | 1 | 11 | 1 | 200-230 | 280-290 | 265-270 |
4.料筒温度 前,℃ | 290-310 | 240-260 | 175-185 | 300-330 | 11 | 1 | 1 | 11 | 200-230 | 290-310 | 275-280 |
中,℃ | 300-330 | 250-280 | 180-200 | 270-290 | 11 | 11 | 1 | 11 | 200-230 | 250-270 | 280-290 |
后,℃ | 280-300 | 230-240 | 150-170 | 170-200 | 11 | 11 | 11 | 11 | 190-220 | 230-250 | 200-210 |
5.模具温度℃ | 120-150 | 100-130 | 20-40 | 110-130 | 1 | 11 | 1 | 1 | 38-66 | 80-130 | 80-130 |
6.注射压力,MPa | 100-150 | 100-130 | 80-100 | 80-130 | 1 | 1 | 1 | 1 | 35-138 | 80-130 | 80-130 |
7.保压压力,MPa | 40-50 | 50-60 | 30-40 | 50-60 | 1 | 1 | 1 | 1 | 28-110 | 30-50 | 20-60 |
8.注射时间,s | 2-5 | 2-8 | 2-6 | 1-3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3-5 | 2-5 | 1-3 |
9.保压时间,s | 20-60 | 15-40 | 30-40 | 20-60 | 1 | 1 | 1 | 1 | 15-45 | 20-60 | 20-60 |
10.冷却时间,s | 30-60 | 15-40 | 30-40 | 20-60 | 1 | 1 | 1 | 1 | 15-40 | 20-60 | 20-60 |
11.总周期,s | 60-130 | 40-90 | 70-110 | 50-130 | 1 | 1 | 1 | 1 | 30-100 | 50-130 | 50-130 |
12.干燥设备 | 卧式沸腾卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 1 | 1 | 1 | 1 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 | 卧式沸腾 |
温度,℃ | 150-170 | 1 | 1 | 1 | 80-90 | 80-90 | 80-90 | 80-90 | 100-110 | 120-150 | 1 |
时间,h | 2.0 | 1 | 1 | 1 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | 1 |
注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上,塑料熔体在压力的推动下,经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道(对于部分模具来说也是主流道)、主流道、分流道,并经浇口进入模具型腔,这个过程即为注塑过程,或者称之为填充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力,或者反过来说,流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消,以保证填充过程顺利进行。
在注塑过程中,注塑机喷嘴处的压力最高,以克服熔体全程中的流动阻力。其后,压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低,如果模腔内部排气良好,则熔体前端最后的压力就是大气压。
影响熔体填充压力的因素很多,概括起来有3类:(1)材料因素,如塑料的类型、粘度等;(2)结构性因素,如浇注系统的类型、数目和位置,模具的型腔形状以及制品的厚度等;(3)成型的工艺要素。
这里所说的注塑时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间,不包括模具开、合等辅助时间。尽管注塑时间很短,对于成型周期的影响也很小,但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充,而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。
注塑时间要远远低于冷却时间,大约为冷却时间的1/10~1/15,这个规律可以作为预测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时,只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下,分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注塑时间。如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换,那么分析结果将大于工艺条件的设定。
注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有5~6个加热段,每种原料都有其合适的加工温度(详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据)。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低,熔料塑化不良,影响成型件的质量,增加工艺难度;温度太高,原料容易分解。在实际的注塑成型过程中,注塑温度往往比料筒温度高,高出的数值与注塑速率和材料的性能有关,最高可达30℃。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。在作模流分析时可以通过两种方式来补偿这种差值,一种是设法测量熔料对空注塑时的温度,另一种是建模时将射嘴也包含进去。
在注塑过程将近结束时,螺杆停止旋转,只是向前推进,此时注塑进入保压阶段。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料,以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压,制件大约会收缩25%左右,特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。保压压力一般为充填最大压力的85%左右,当然要根据实际情况来确定。
背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利于色料的分散和塑料的融化,但却同时延长了螺杆回缩时间,降低了塑料纤维的长度,增加了注塑机的压力,因此背压应该低一些,一般不超过注塑压力的20%。注塑泡沫塑料时,背压应该比气体形成的压力高,否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机可以将背压编程,以补偿熔化期间螺杆长度的缩减,这样会降低输入热量,令温度下降。不过由于这种变化的结果难以估计,故不易对机器作出相应的调整。
注塑成型工艺工艺流程
这6个阶段直接决定着制品的成型质量,而且这6个阶段是一个完整的连续过程。
填充是整个注塑循环过程中的第一步,时间从模具闭合开始注塑算起,到模具型腔填充到大约95%为止。理论上,填充时间越短,成型效率越高;但是在实际生产中,成型时间(或注塑速度)要受到很多条件的制约。
高速填充。高速填充时剪切率较高,塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形,使整体流动阻力降低;局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段,填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段,由于高速填充,熔体的剪切变稀效果往往很大,而薄壁的冷却作用并不明显,于是速率的效用占了上风。
低速填充。热传导控制低速填充时,剪切率较低,局部粘度较高,流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢,流动较为缓慢,使热传导效应较为明显,热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象,固化层厚度较厚,又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。
由于喷泉流动的原因,在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时,接触面的高分子链互相平行;加上两股熔胶性质各异(在模腔中滞留时间不同,温度、压力也不同),造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察,可以发现有明显的接合线产生,这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观,而且其微观结构松散,易造成应力集中,从而使得该部分的强度降低而发生断裂。
一般而言,在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳。因为高温情形下,高分子链活动性相对较好,可以互相穿透缠绕,此外高温度区域两股熔体的温度较为接近,熔体的热性质几乎相同,增加了熔接区域的强度;反之在低温区域,熔接强度较差。
保压阶段的作用是持续施加压力,压实熔体,增加塑料密度(增密),以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中,由于模腔中已经填满塑料,背压较高。在保压压实过程中,注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动,塑料的流动速度也较为缓慢,这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段,塑料受模壁冷却固化加快,熔体粘度增加也很快,因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期,材料密度持续增大,塑件也逐渐成型,保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止,此时保压阶段的模腔压力达到最高值。
在保压阶段,由于压力相当高,塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域,塑料较为密实,密度较高;在压力较低区域,塑料较为疏松,密度较低,因此造成密度分布随位置及时间发生变化。保压过程中塑料流速极低,流动不再起主导作用;压力为影响保压过程的主要因素。保压过程中塑料已经充满模腔,此时逐渐固化的熔体作为传递压力的介质。模腔中的压力借助塑料传递至模壁表面,有撑开模具的趋势,因此需要适当的锁模力进行锁模。涨模力在正常情形下会微微将模具撑开,对于模具的排气具有帮助作用;但若涨模力过大,易造成成型品毛边、溢料,甚至撑开模具。因此在选择注塑机时,应选择具有足够大锁模力的注塑机,以防止涨模现象并能有效进行保压。
在新的注塑环境条件下,我们需考虑一些新的注塑工艺,比如说气辅成型,水辅成型,发泡注塑等
在注塑成型模具中,冷却系统的设计非常重要。这是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性,脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%~80%,因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间,提高注塑生产率,降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长,增加成本;冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。
根据实验,由熔体进入模具的热量大体分两部分散发,一部分有5%经辐射、对流传递到大气中,其余95%从熔体传导到模具。塑料制品在模具中由于冷却水管的作用,热量由模腔中的塑料通过热传导经模架传至冷却水管,再通过热对流被冷却液带走。少数未被冷却水带走的热量则继续在模具中传导,至接触外界后散溢于空气中。
注塑成型的成型周期由合模时间、充填时间、保压时间、冷却时间及脱模时间组成。其中以冷却时间所占比重最大,大约为70%~80%。因此冷却时间将直接影响塑料制品成型周期长短及产量大小。脱模阶段塑料制品温度应冷却至低于塑料制品的热变形温度,以防止塑料制品因残余应力导致的松弛现象或脱模外力所造成的翘曲及变形。
影响制品冷却速率的因素有:
塑料制品设计方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大,冷却时间越长。一般而言,冷却时间约与塑料制品厚度的平方成正比,或是与最大流道直径的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍,冷却时间增加4倍。
模具材料及其冷却方式。模具材料,包括模具型芯、型腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很大。模具材料热传导系数越高,单位时间内将热量从塑料传递而出的效果越佳,冷却时间也越短。
冷却水管配置方式。冷却水管越靠近模腔,管径越大,数目越多,冷却效果越佳,冷却时间越短。
冷却液流量。冷却水流量越大(一般以达到紊流为佳),冷却水以热对流方式带走热量的效果也越好。
冷却液的性质。冷却液的粘度及热传导系数也会影响到模具的热传导效果。冷却液粘度越低,热传导系数越高,温度越低,冷却效果越佳。
塑料选择。塑料的是指塑料将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度。塑料热传导系数越高,代表热传导效果越佳,或是塑料比热低,温度容易发生变化,因此热量容易散逸,热传导效果较佳,所需冷却时间较短。
加工参数设定。料温越高,模温越高,顶出温度越低,所需冷却时间越长。
冷却系统的设计规则:
所设计的冷却通道要保证冷却效果均匀而迅速。
设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔应使用标准尺寸,以方便加工与组装。
设计冷却系统时,模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数--冷却孔的位置与尺寸、孔的长度、孔的种类、孔的配置与连接以及冷却液的流动速率与传热性质。
脱模是一个注塑成型循环中的最后一个环节。虽然制品已经冷固成型,但脱模还是对制品的质量有很重要的影响,脱模方式不当,可能会导致产品在脱模时受力不均,顶出时引起产品变形等缺陷。脱模的方式主要有两种:顶杆脱模和脱料板脱模。设计模具时要根据产品的结构特点选择合适的脱模方式,以保证产品质量。
对于选用顶杆脱模的模具,顶杆的设置应尽量均匀,并且位置应选在脱模阻力最大以及塑件强度和刚度最大的地方,以免塑件变形损坏。
而脱料板则一般用于深腔薄壁容器以及不允许有推杆痕迹的透明制品的脱模,这种机构的特点是脱模力大且均匀,运动平稳,无明显的遗留痕迹。
注射成型的生产周期短,生产率高,采用注射成型可以生产形状复杂,尺寸要求高及带有各种嵌件的塑件,这是其它塑料成型方法都难以达到的;其次,注射成型在生产过程容易实现自动化,如注射、脱模、切除浇口等操作过程...
塑料盆是用高密度聚乙烯或聚丙烯塑料经注塑成型工艺制成的.制造塑料盆首先必须有一台2000克塑料注射成型机及模具.其次是选用注射级高密度聚乙烯或聚丙烯原料,经配色或掺入色母粒后直接加入到注射成型机.希望...
1.做法是将直尺放在欲切割的板材上,划折:这是亚克力的一种直线截料方法。尺的边缘与切割线重合,固定好直尺。用钩刀沿着尺的边缘拖划,就会在板材欲切割处划出细槽,当细槽深度约有一半厚度时,就可以折了折的时...
随着塑料工业的迅速发展,塑料制品日益普及,现已广泛应用于各行各业。近年来,由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注塑制品的需求日益增长,注塑成型技术水平也得到了逐步发展和提高。塑料制品的生产过程非常复杂。其中,注塑成型是塑料制品的一种重要成型方式,在目前的工程塑料业中,80%采用了注塑成型。注塑成型的工艺非常复杂,塑料制品的成型质量也因此受到很多因素的影响,例如注塑机械、注塑模具的设计参数、注射压力、成型温度、工件的几何形状和尺寸等。
注塑成型是塑料加工中重要成型方法之一,注塑工艺不仅决定着成型件的形状、外观质量,更重要的是对产品性能有明显的影响,本文主要总结了注塑工艺对成型品性能的影响,提出了要获得优异性能的产品对工艺控制的建议。
用金属和陶瓷生产复杂的成型零件
如今,使用粉末材料的注塑成型技术主要用于制造工业用复杂组件。 粉末注塑成型是除了其它成型工艺(精密铸造和轴向或均衡压制)外的另一种可供选择的工艺。
近年来,用陶瓷或金属粉末来制造注塑成型零件的应用领域主要包括汽车工业、刀具工业、磁体生产、纺织工业、钟表工业、家居用品、精密工程、医疗和牙科技术以及陶瓷工业。
表1: 金属和陶瓷组件的典型公差
粉末注塑成型技术使组件的批量生产成为可能,因为采用机械加工或压制技术进行批量生产已经不再是一种经济有效的方式。注塑成型技术使组件的设计和制造过程具有几乎无限的自由度。
粉末注塑成型制造过程包括成型零件的初始注塑成型、脱脂和烧结。
组件公差由以下重要因素确定:
粘合剂含量
粉末特性
混合过程
注塑成型参数
重力变形
在烧结托盘上的滑动性能
可用材料范围广泛
原则上,所有细颗粒、可烧结的粉末都可以和相应的粘合剂混合并在注塑机上加工。包括氧化陶瓷、金属、碳化物及氮化物。
由于混合和注塑设备在处理粉末材料的过程中会受到较强磨损,因此建议选择粒度尽可能小的粉末。 较细的粉末可降低表面粗糙度,从而在加工过程中降低磨损并提高生坯强度。 各种粉末材料的性能范围如表3中所示。
表2: 在严格的公差范围内的高重复性
粘合剂使粉末可用来注塑
对粘合剂最重要的要求是:脱脂过程中的尺寸稳定性、良好的保存特性、不与粉末材料发生反应、很高的零件强度、良好的脱模特性、热稳定性和在脱脂过程中易于去除并可完全去除。
粘合剂与粉末颗粒之间的粘附力还应尽可能高,以便在注塑过程中增高压力不会使两个组份分离,而导致填充的零件不均匀。 为了获得良好的注塑成型特性并以低收缩率获得均匀的烧结质量,建议采用球形粉末。
具有最佳配比的粘合剂与粉末
在混合过程中,粘合剂和粉末混合成一种匀质的混合物,即原料。 市场上有出售金属粉末和陶瓷粉末的原料供货商。 他们供应的材料品种繁多,并不断推出新品。
因此,MIM(金属注塑成型)或 CIM(陶瓷注塑成型)所需的原料都是现成的,可立即用于注塑,而不再需要内部制作。如果可用材料的性能不能充分满足所需的用途,专业化的材料供货商可以开发并生产客户需要的特定原料。
注塑成型过程中的加工步骤
用原料(粉末/粘合剂的混合物)制造成型零件的过程与塑料的注塑成型过程相似。
▲ 预塑
在塑化单元中,原料的粘合剂部分会在温度的作用下熔化。
▲ 注塑
塑料混合物在高压下被注塑到固定在锁模装置中的模具中。 模具保持闭合,同时成型零件硬化。
▲ 开模
在零件冷却后,喷嘴会通过注塑装置的移动从模具位置移开。 锁模装置打开,注塑成型机的顶针系统会自动顶出成型零件。
▲ 零件脱模
使用机械手系统从模具中脱出易碎的零件而不造成损坏。 在粉末材料的注塑成型时,推荐使用此工艺来保护绿件免受震动或冲击,从而避免损害成型零件的质量。
及时适量生产
材料和模具的更换可以在不到 20 分钟之内完成,这使它适用于精益生产(Just-In-Time Production)。 由于具有各种自动化选配件,因此可在无需操作者太多参与的情况下,对由金属或陶瓷粉末制造的组件实现批量生产。
注塑成型机的结构
传统螺杆式注塑成型机由锁模装置、注塑装置和控制系统构成。 由两个半面构成的模具固定在锁模装置中。 锁模装置本身具有静止模板(即所谓的固定模板)和可移动范本。 当锁模装置合闭以及模具随之合闭时,即可以注入材料。 当通过打开锁模装置而打开模具时,即可将成型零件脱出。
注塑装置的结构
注塑成型机上的注塑装置由螺杆(用于进料、压缩混合料并去除气泡)、加热系统(将混合料加热到一定温度)和喷嘴(经过压缩和加热的材料通过该喷嘴在压力下注塑到模具中)构成。 注塑成型机的所有移动和生产过程都可以通过屏幕控制功能加以协调控制。 调节参数一经确定,即可以保存到数据媒体上,从而确保了以前使用的生产周期的可重复性。 在生产过程中,可以自动识别并分离不合格零件和合格零件。
注塑模具
塑料注塑成型技术中常用的模具设备(如滑板、抽芯机构、脱螺纹装置和内部压力传感器)也可以用于粉末材料的注塑成型。 不过,由于粉末/粘合剂熔化材料具有研磨性,因此必须保护模具型腔和注塑装置以防止磨损(例如通过特殊硬化工艺或合金)。
粉末注塑成型适合于复杂、高精度成型零件的大批量生产;对具有内螺纹、难于加工的底切和不规则表面的组件实现简单、自动化的生产,同时保证出色的表面质量。
粉末材料注塑成型的好处包括:
批量生产
使用传统工艺无法生产的零件可以一步完成生产
实现复杂的成型零件设计
可以快速调整生产
成型零件表面质量高
成型零件尺寸稳定性高
零件无需费时耗资的再加工
可以自动化生产
生产基本无浪费
别以为懂了这些!就可以装X了!
这些只是小case!
接下来才是重点!
……
欲知详情,请到7月28号深圳“CIMIC2017中国注塑产业大会”会议现场,当面聆听专家娄嘉的精彩演绎!
专家简介
娄嘉,男,在中南大学和新西兰怀卡托大学(2017年QS世界排名第292位)分别获学士和博士学位,现担任湘潭大学讲师、湖南瀚德微创医疗科技有限公司研发部负责人。
长期从事金属注射成形新工艺、粉末冶金和新材料的研发工作。2010年获国外全额奖学金赴新西兰攻读博士学位。作为项目组成员参与了国家高技术研究发展计划项目(863),新西兰商业、创新和就业部项目(MBIE)等项目的工作。
在注射成形理论、粉末压制、粉末热加工、微创医疗器械、钛合金、铁基合金、镍基合金等领域积累一定的研究工作经验和成果,以第一作者和通讯作者在Powder Technology, Materials& Design, Journal of Alloys and Compounds, Metallurgical and Materials Transactions A, Journal of Materials Processing Technology, Powder Metallurgy等国外知名刊物发表论文9篇。
想听一听娄嘉以及各路行业大咖的演讲?想了解最新的行业动态?想学习新的技术研发?那就来CIMIC2017第五届中国注塑产业大会吧!!
主办单位:
PMMA注塑简介
成型工艺
1、 塑料的处理
PMMA具有一定的吸水性,其吸水率达0.3-0.4%,而注塑须在0.1%以下的温度,通常是0.04%。水份的存在使熔体出现气泡、气纹,透明度降低等。所以要进行干燥处理。干燥温度80-90℃,时间为3小时以上。回收料在某些情况下可100%的使用,实际份量要视品质要求而定,通常可过30%,回收料要避免污染否则会影响透明度和成品的性质。
2、 注塑机选用
PMMA对注塑机没有特别要求。因为其熔体粘度大,需要较深的螺槽和较大直径的射嘴孔。如果对制品的强度要求较高,则要用较大长径比的螺杆实行低温塑化。另外PMMA一定要用干燥料斗贮料。
3、 模具及浇口设计
模肯温度可为60℃-80℃,主流道的直径应配合内锥度,最佳的角度是5°至7°,若要注塑4mm或以上制品,角度应为7°,主流道直径达8至10mm,浇口的整体长度不要超过50mm。对于壁厚小于4mm的制品,流道直径应为6-8mm
对于壁厚大于4mm的制品,流道直径应为8-12mm
对边形、扇形及垂片形浇口深度应为0.7至0.9t(t为制品壁厚度),针形浇口的直径应为0.8至2mm;低粘度的应选用较小的尺寸。常见的排气孔有0.05至0.07mm深、6mm宽
脱模斜度为30′-1°型腔部分35′-1°30°之间。
4、 熔胶温度
可用对空注射法量度:由210℃-270℃不等,具体视供应商提供的资料而定。
5、 注射温度
可用快速注射,但要避免产生高度内应力,宜用多级注射,如慢-快-慢等,注塑厚件时,则采用慢速。
6、 滞留时间
若温度为260℃,滞留时间最多不超过10分钟,若温度为270℃,滞留时间不能超过8分
LCP工程塑料LCP注塑成型工艺
LCP的成型温度高,因其品种不同,熔融温度在300~425℃范围内。LCP熔体粘度低,流动性好,与烯烃塑料近似。LCP具有极小的线膨胀系数,尺寸稳定性好。成型加工条件参考为:成型温度300~390℃;模具温度100~260℃;成型压力7~100MPa,压缩比2.5~4,成型收缩率0.1~0.6。
通常料筒温度、喷嘴温度、材料熔融温度如表所示。
如考虑到螺杆的使用寿命,可以缩小后部、中部、前部的温差。为了防止喷嘴流涎,喷嘴温度可以比表中所示的温度低10℃,如果要提高流动性的话,所设温度可以比表中所示的温度高出20℃,但是必须注意下列情况。
降低料筒温度时:滞留时间过长,不会引起粒料在料筒中老化,也不会产生腐蚀性气体,所以滞留时间长一般不会产生什么大的问题。但是,如果长时间中断成型的话,请降低料筒温度,再次成型时,以扔掉几模为好。
各品级成型时的料筒温度(℃)
2. 模具温度
LCP塑胶原料可成型的模具温度在30℃-150℃之间。但是我们一般将模具温度设定在70℃-110℃左右。为了缩短成型周期、防止飞边及变形,应选择低的模具温度;如果要求制品尺寸稳定(特别是用于高温条件下的制品),减少熔接缝的产生及解决充填不足等问题时,则应选择高的模具温度。
螺杆的转速一般为100rpm。如果是含玻纤或者含碳玻纤的材料(例:A130、A230等),为了防止玻纤被折断,我们必须选择比较低的转速。此外,背压也尽可能低一点。料筒温度设定为300℃时,材料在料筒内滞留时间对塑料的机械性能、颜色都有影响。
最合适的注射压力必须取决于材料、制品形状、模具设计(特别是直浇口、流道、浇口)及其他的成型条件。但是LCP无任何品级其熔融粘度都是非常低的,所以注射压力比一般的热可塑性树脂要低。成型刚开始时采用低压,然后慢慢地增加压力,这是一种比较好的方法。大抵的成型品在15MPa-45MPa的注射压力下即可成型。另外,LCP的固化时间比较快,所以注射速度快则易得到好的结果。
成型周期取决于成型品的大小、形状、厚薄、模具结构及成型条件。正如上面所说的那样LCP具有良好的流动性,所以它的填充时间比较短,且固化速度也比较快,所以我们可以得到较短的成型周期。代表性的成型周期为10秒-30秒。