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塑料注塑成型工艺基本知识
浏览: 发布日期:2019-09-05

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  塑料注塑成型基本知识 主要内容 ? ? ? ? ? ? ? ? 一、基本概念 二、塑料成型方法 三、生产塑料制品的五个完整工序 四、塑料制品的尺寸精度影响因素 五、热塑性塑料注塑成型工艺 六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素 七、塑料的加工性 八、常用工程塑料性能及加工特点介绍 一、基本概念(1) ? 塑料: 以树脂为主要成分,加入或不加入填料,并在一定温度和压力下塑造成一定形状,并在常温 下能保持既定形状的高分子有机材料。 ? 树脂: 受热时通常有转化或熔融范围,转化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态或半固态或液态 的有机聚合物,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。 广义地讲,在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。 ? 塑料的分类 (一般分类如下): A、按塑料的物理化学性能分: 1--热塑性塑料:在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。 2-- 热固性塑料:因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。 基本概念(2) B、按塑料用选分: 1--通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如PE聚乙烯、PP聚丙烯、 PVC聚氯乙烯等。 2--工程塑料:一般指能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性 能,可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 C、按塑料成型方法分 : 1--模压塑料:供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。 2--层压塑料:指浸有树脂的纤维织物,可经叠合、热压结合而成为整体材料。 塑料。 3--注射、挤出和吹塑塑料:指能在料筒温度下熔融、流动,在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性 4--浇铸塑料:能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。 5---反应注射模塑料:一般指液态原材料,加压注入模腔内,使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。 基本概念(3) ? 按塑料半制品和制品分 : 1--模塑粉:又称塑料粉,主要由热固性树脂(如酚醛)和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如 酚醛塑料粉。 2-- 增强塑料:加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。 3--泡沫塑料:整体内合有无数微孔的塑料。 4--薄膜:一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。 ? 注射成型(或注塑成型或注射模塑): 将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒,经加热熔化呈流动状后,由柱塞或螺杆的 推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合模具中,充满塑模的熔料在受压的情况况下,经 冷却因化后即可保持塑模型腔所赋予的形样。 二、塑料成型方法 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 注射成型(*) 挤出成型:如管材类产品、型材类产品(建材用)… 吹塑成型:如油箱、加注管、民用油/水壶… 热成型(真空吸塑成型) :如轿车塑料地垫、防水帘等 浇铸成型:如方向盘、仪表板 压延与涂层:如人造革 烧结成型:主要PTFE制品 搪塑成型:如玩具类产品,车门扶手表皮 模压成型:(板材) …… 三、生产塑料制品的五个完整工序 ? ? ? ? ? ? 1)预处理(塑料干燥或嵌件预热处理) 2)成型 3)机械加工(如需要) 4)修饰(去飞边) 5)装配(如需要) 注:以上五个工序应依次进行,不容颠倒, 四、塑料制品的尺寸精度影响因素 1)原材料的收缩率的影响 原料收缩率越大,制品的精度越低。 塑料材料进行增强或无机填充改性后,其收缩率会大大降低1—4倍。 塑料的收缩加工条件(冷却速率及注射压力、加工方法等)、制品设计及模具设计等因素有关。 不同成型方法成型精度由大到小的顺序: 注塑>挤出>注吹成型>挤吹成型>压制成型>压延成型>真空吸塑成型 塑料制品的尺寸精度影响因素 2)原料蠕变的影响(蠕变即制品在受力状态下所产生的形变)。 一般: ? 耐蠕变性好的塑料材料:PPO、ABS、PC及增强或填充改性后的塑料。 ? 塑料材料进行增强或无机填充改性后,其耐蠕变性会大大提高。 3)原料线性膨胀的影响:线性膨胀系数(热胀系数) 塑料制品的尺寸精度影响因素 ? 4)原料吸水率的影响: 吸水后收起体积膨胀,导致尺寸增大,严重影响制品的尺寸精度。(原料的吸水 率性,还会严重影响原料加工成零件后的物理机械性能。) ? 吸水率性较大塑料: 如:PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、 PEAK ? 要注意这些塑料存贮、包装状况。 塑料制品的尺寸精度影响因素 5)原料溶胀的影响 注意!! ? 原料耐溶剂性会严重响制品的尺寸精度及制品的物理机械性能。 ? 对与化学介质接触的塑料制品,要选用介质不能引起其溶胀的塑料材料。 塑料制品的尺寸精度影响因素 ? 6) 填料影响:塑料材料进行增强或无机填充改性后,可提高塑料制品的尺寸精度 。 五、热塑性塑料注塑成型工艺 ? 塑料注塑加工过程流程 : …成型前的准备 加料 塑化 注射入模 (修整) (后处理 ) … 保压冷却 脱模 ? 成型前的准备 ? 1、原料或嵌件预处理 (并非所有原料或嵌件都需要进行预处理——干燥、预热,视产品技术要求程度、 原材料品种、气温状况而定,对于金属嵌件,在冬季一般都需要预热处理。) 原料干燥(烘料)工序关注 ? ? ? ? ? ? ——要有明确的干燥工艺文件、操作规程。 ——注塑使用前其水份的检测控制。 ——烘料设备有状态标识,且设备完好。 ——对出入原材料的记录清晰、明确,且按规定执行,不会混淆。 ——烘好后原料使用周转过程中防潮情况(周转包装及临时存放厂地的条件)。 ——烘料设备上的温控仪表、真空度仪表等进行了计量、检定,有检定标识并 且处于有效使用期。 原料干燥补充说明 ? 干燥时间,与原材料本身湿度大小、干燥时的料厚及干燥温度、干燥方 式不同,可适当延长或缩时间,关键是要控制干燥后使用前原料的湿含 量。 ? 有些品种塑料还不能长时间在热空气中干燥,否则会产生氧化降解、变 色,严重影响制品质量。 ? **原料水份过多,会导致产品表面银丝、斑纹、气泡(内部或外表)等 缺陷,甚至引起塑化过程中降解。 附:加工前要干燥的塑料常见几种塑料 PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、PEAK ? 常 见 几 种 塑 料 的 干 燥 条 件 塑料 PS ABS PA POM PSF * PC *干燥温度℃ (参考) 70---80℃ 80---85℃ 80--100℃ 110--120℃ 120--160℃ 线℃ **干燥时间H(参考) 2-4H×20-30mm 2-4H×20-30mm 10-36H×(20-40) 3-5 H×20-30mm 2--6h×20-30mm 10—20H 25—30H *对嵌件预热工序要重点关注 ? ? ? ? ----预热温度; ----嵌件预热时间。(金属嵌件,应有最短时间) ----预热摆放方式是否引起嵌件变形。 ----预热工艺规定的时段或季节。 ? 成型前的准备 ? 2—料筒清洗注意: ? 在改变原料品种,或调换颜色时,必须对料筒进行清洗,清洗后 的料应做好标识。严禁误用!! ? 被清洗料为*PC ,不得用ABS或PA ; ? 被清洗料为POM ,不得接触PVC ; ? 注塑成型过程(加料 、塑化、注射入模 、保压冷却 、脱模、(修整)) ? 关注: ? ? ? ? ? ? 1、回料使用情况。 2、脱模剂选用。 3、注塑(工艺参数 ) 4、工序产品:模腔(数量及流道状况)、检测手段、检测项目及频次。 5、零件顶出过程中有无明显变形。 6、修边 ? 7、零件周转及流转标识。 ? 注塑成型过程(加料 、塑化、注射入模 、保压冷却 、脱模、(修整)) 回料使用注意!!! *以下为禁用回料情况: ? ? ? ? ? 1)---对于透明性塑料制品。如灯罩 2)---对卫生性要求很高的塑料制品。如医用注射器 3)---对于易分解性树脂。如CA、PVC等 4)—对于颜色要求较高的塑料制。如刹车灯罩 5)---对于承载结构件。如连杆,背门撑杆。 *在可以使用回料时应注意: 1) 回料比例应进行严格上限规定,并记录。 2) 新/旧料必须混均匀。 3) 回料在粉碎过程中,不能同其他品种回料混杂(如粉碎机必须清理干净)。 4)回料的标签必须清晰明了(有品种及牌号)。 5)允许使用回料厂合,如材料本身易吸潮,使用前必须 脱模剂 使用应注意!!! ? 所选脱模剂品种是否合适。(不能对产品有浸蚀) ? 对产品表面要喷油漆的零件,严禁使用脱模剂; 注塑过程(工艺)参数应关注: 工艺参数: ? ? ? ? ? ? ? 注塑量 注塑料筒各段温度 各级注塑压力、塑化时背压、保压压力 各级注塑速度 注塑时间、保压时间、冷却时间 模具温度 使用回头料情况 工序产品: ? ? ? ? 首模产品检查是否涉及每一腔模产品(建议:对各腔产品重量确认)。 多腔模流道分布状况(分布均匀、流道一致性) 检测方式方法的适宜性。 产品外观状况:熔接痕、缺料、缺口、气孔、烧蚀、外表流痕等) ? 制件后处理过程 ? 后处理方法: 1---退火处理 消除制品内残留内应力,避免产品在使用时产生应力开裂。 2---调质(湿)处理: 调节制品内的湿含量,提交产品的综合物理机械性能。 修边应关注 ? 削边工具 ? 工人操熟练状况 ? 削边后零件外观控制 注:对于缺口敏感塑料如PC,修边后,应逐一检查零件表面,不应有刀痕。 ? 制件后处理过程--退火处理 常见几种塑料后处理: ---POM、PC、ABS、 PA、PS、 --- PSF、 PEAK(聚芳醚酮) 后处理过程关注点: ? --加热至升温及冷却速度(冷却速度应缓慢,要有自动控制装置,否则使用其 反。) ? -零件摆放方式。 ? --温度。 ? --后处理完的零件变形状况控制——尺寸检测 ? 制件后处理过程--调质(湿)处理 ? 调质(湿)处理零件所用材料:如PA类 ? 调质(湿)处理过程要关注点: ----环境温度及湿度控制。 ----零件摆放方式(有无挤压)。 ----调湿处理后零件变形状况控制——尺寸检测。 ----调湿处理后零件存放过程包装。(塑料袋以保证在存放过程中零件的湿 度保持良好)。 六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素(例) 产品缺陷形式 银纹、气泡、针 孔 原料因素 成型工艺因素 设备工装因素 产品设计 树脂未充分干燥。注射速度过高;模具温度过低。 螺杆背压过小; 注射压力过小。 螺杆压缩比小。 制定壁厚过渡 不均匀。 喷嘴和模具浇口接合处 不紧密。模具排气不好。 模具分型面不当 翘曲变形、弯曲、 原料后收缩大。 模具温度导致产品冷却不均; 凹陷等 有异物(杂料)。注射压力过高或过低;保压时间过长; 填料未混均匀。 注射速度过大或过小; 注射时间过程短; 产品在模内冷却时间过短; 产品成型后收缩大。 结合线(熔接 痕)、熔接部强 度不足 制品烧伤 原料后收缩大。 注射时间(过长);注射速度过小; 原料水份过多。 注射压力不足;背压过低; 模具温度过低;料温过低。 模内有残料 注塑速度不合理(过高) 模具顶出机构不合理 加强筋过厚, (顶点位置分布等)。 加强筋布局不 均。 模具浇口数目及浇口大 小不合理。 定型工装固定不良 模具冷却系统分布不好。 模具结合处排气不良。 制品结构 模具流道上冷料腔过小。 浇口位置不合理。 模腔汇料处排气不畅; 模具浇口太小。 波流痕 模具温度过低。 模具浇口位置不当。 七、塑料的加工性能 注:不同品种塑料有不同的加工特点,应根据具体品种、牌号制定合理的加工 方式、加工流程、加工工艺,同时要适合所选用的设备。 1)(了解)易热分类树脂及加工注意点: ? ? ? PVC、PVDC、CPE、PVF及纤维素(CA)等塑料受热分解;(常加入热稳定剂或增塑剂) POM、TPU、PA等,加工过程中易发生热氧化降解。(常加入抗热氧稳定剂如抗氧剂) 加工过程中,一定要对温度(料温)控制 2)后收缩较大的塑料:如PP、PA等 ? 后定型工装及后定型时间控制。 3)对缺口敏感性的塑料:如 PC(聚碳酸酯) ? 削边过程中要注意不要损伤本体(刀口) …… 八、常用工程塑料性能及加工特点介绍 一、POM(聚甲醛) ? 热稳定性差,温度过高或时间过长,会分解,温度超过250 ℃ ,分解加快,并产生强烈 刺眼的甲醛气体,严重时会爆炸。 ? 制品易产生内应力,后收缩较大,应进行后处理(100--130 ℃ ,3—6H), ? 吸水率不高,干燥处理可提高制品表面光泽。(110--120 ℃ ,3—5H)。 ? 强度大,耐磨、耐疲劳、冲击高,自润滑性高。(齿轮、阀门、轴承、滑轮、皮带轮等) 二、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯) ? ? ? ? 吸水性大,加工前必须干燥处理(130--150 ℃ ,3—4h) 加工温度范围窄,一般(270--290 ℃),分解温度约300 ℃ ,加工过程中温度不能太高。 结晶速度慢,为促进结晶,模温一般在100--130 ℃ 。 成型收缩率大,高精度制品要进行后处理(一般130--140 ℃ ,1—2H)。 八、常用工程塑料性能及加工特点介绍 三、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯) ? ? ? ? ? ? 玻纤增强改性后,力学性能大大提高。 自润滑性好、热稳定性好、电绝缘性优异,刚性和硬度高、冲击性好,尺寸稳定性高,耐热性好、耐油性好、自熄 等 结晶型热塑性树脂。 不耐强酸、强碱及苯酚类化学试剂。 有良好的成型流动性,成型中对温度要求较严格(太高会溢料,太低会堵塞喷嘴)。 吸水率最低的工程塑料品种之一,一般不干燥,如要干燥,条件为120--130 ℃,3—5H。 四、PC(聚碳酸酯) ? 冲击性、透明性、力学性及电绝缘性优良,使用温度范围广(-130--130 ℃),成型收缩率低、尺寸稳定高,耐 ? ? ? 蠕性高,自熄。 吸湿性大,加工易产生气泡及银丝,对水极为敏感,不耐60 ℃以上的热水,长期接触会应力开裂并失去韧 性。加工前必须干燥处理,使用含水量0.02%以处。(干燥110--120 ℃,10-12H,料厚30mm以下) 制品易产生内应力,并对缺口敏感性大,耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好。 制品若带有嵌件,嵌件应预热到200 ℃或更高。 八、常用工程塑料性能及加工特点介绍 五、PA(聚酰胺塑料) ? 成型时有结晶产生,成型收缩较大,应严格控制模温。 ? 热稳定性较差,热降解倾向严重。——应避免温度过高或在高温下长时间停留。 ? 吸水率较大,加工前必须干燥(100--120 ℃) ? 成型后,制品需进行调湿处理(在水、熔化石蜡、矿物油或聚乙二醇中进行,温度高于使 用温度10--20 ℃(如PA11——120--140 ℃ ),30—60min)。 ? 加工过程中易产生内应力,应进行退火处理(缓慢升温到规定温度如160--190 ℃,停 15min左右后缓慢冷却即可。)。 ? PA塑料品种很多,如PA6、PA11、PA12、PA66、PA610、PA46、PA1010、PA1010、 MCPA、芳香PA等。其性能及用途上的差异也很大。 THE END

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