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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,注塑成型,第1页,1,注塑成型工艺,加热,注射,冷却,偶然看来，注塑工艺很简单：,塑料放在料斗里,在料筒里加热,挤到模具里,需求也很简单：,依据零件特征选择材料,经过注塑机和模具加工,冷却后脱模得到需要产品,对于大多数工艺，因为塑料材料特征和工艺本身复杂性，注塑成型是绝对复杂。,第2页,2,只有从零件设计到最终零件质量确保，全方面了解整个注塑成型工艺，成功注塑成型计划才能实现,第3页,3,有一个任何人都能用注塑成型技术吗？,注塑成型工艺简化成,4,个塑料变量,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内塑料压力,关键点！,第4页,4,课程内容,注塑机,模具,塑料,注塑工艺,注塑工艺曲线,注塑成型经济学,注塑问题处理,第5页,5,第一部分,注塑机,第6页,6,注塑机种类,按料筒和开模角度分类,角式注塑机,立式注塑机,卧式注塑机,第7页,7,按注塑单元不一样分类,柱塞式注塑机,螺杆式注塑机,第8页,8,按锁模单元不一样分类,曲肘式注塑机,液压式注塑机,第9页,9,注塑机成型系统,注射单元,锁模单元,模具,有三个主要成型部件,它们共用：,一个液压系统或伺服驱动系统,一个控制系统,每个成型部件作用是什么？,第10页,10,注射单元,准备塑料（加热,/,混合）,使塑料流动（注射）,压缩和减压塑料（补缩,/,保压,/,减压）,注射单元主要任务：,注射单元主要部件是什么？,反应注塑机优劣主要部分,第11页,11,温度（进料口、料筒、射嘴）,螺杆转速,背压,注射单元实现任务主要控制参数：,准备塑料,塑料流动（第一段）,压缩（第二段）,螺杆回料位置（塑化和松退位置）,注射压力,位置（螺杆速度改变）,填充速度,填充时间,保压压力,保压速度,保压时间,第12页,12,料筒是一个长、厚钢管。,料筒上安装有加热圈、热电偶。,料筒容量是以,PS,料盎司数来表示,料筒、加热圈、热电偶,控制器依据热电偶，测量并经过加热圈调整料筒温度。,控制器只感测热电偶温度，这并不代表塑料温度。,塑料温度才是注塑工艺主要变量。,注塑机最大注射量也是以,PS,料注射量来表示。通常对,于注射量应选择注塑机最大程度,20%-80%,。这也是选择注,塑机主要指标之一。,关键点！,关键点！,第13页,13,螺杆通常分三段：,螺杆,计量段,喂料段,传送塑料,压缩段,喂料段,长度,直径,螺纹深度,压缩段,熔化塑料,计量段,混合塑料,各段螺纹槽深度不一样：,喂料段螺纹槽深度比计量段深，它们比值叫压缩比。,比如，,3,：,1,压缩比螺杆，喂料段螺纹槽深度是计量段三倍。,螺杆有效长度跟直径比值叫长径比（,L/D,）,L/D,大，塑料从进料口到射嘴需要较长距离；,经过这段距离时间叫塑料滞留时间；,螺杆外形结构表示为螺杆三段螺纹圈数：,12-6-6,（,20/1 L/D,）螺杆,=,长径比,20,：,1,螺纹圈数 喂料段：,12,圈；压缩段：,6,圈；计量段：,6,圈。,第14页,14,压缩比选择：,螺杆压缩比和长径比,低,-1.52.5:1(,剪切敏感塑料,如,PVC),长径比（,L/D,）选择,:,L/D,小,塑料熔化效果差；塑料滞留时间短；,L/D,大,传递扭矩大,能量消耗增加；塑料滞留时间长；,中,-2.53.0:1(,普通用途塑料,如,PS),高,-3.05.0:1(,结晶型塑料,如,PA),压缩比大,剪切作用强,塑化能力弱,;,结晶型塑料需要长喂料段,无定型塑料需要长压缩段。,对于滞留时间，应该怎样？我们怎样知道？,第15页,15,螺杆运动方式：,螺杆作用,塑化后退,-,料筒前段塑料压力起作用；,螺杆特殊结构和运动方式能到达以下目标,:,输送塑料到料筒前段；,产生摩擦和剪切热量，快速熔化塑料；,注射前进,-,液压缸内油压起作用,;,混合塑料，提供均匀熔体温度和颜色分布；,塑化转动,-,马达（液压或电动）起作用；,完成注射和保压过程。,关键点！,关键点！,第16页,16,止逆环目标是确保注射期间塑料只能沿一个方向流动,预防塑料出现回流现象。,止逆环,环形,爪形,销钉形,分流形,在加工一些热敏性塑料，如,PVC,，或者热固性塑料时，为了减小剪切作用和滞留时间，通常不用止逆环。,第17页,17,射嘴是连接料筒和模具装置。,射嘴,射嘴孔直径和球头半径要小于水口套孔直径和球头半径。为何？,水口套,射嘴,射嘴需要安装独立加热圈，热电偶和控制器。,射嘴加热是维持料筒内塑料温度。,关键点！,第18页,18,射嘴球头半径大于水口,套球头半径,射嘴孔直径大于水,口套直径,以上两种情况主流道水口无法正常脱出来！,第19页,19,料斗作用是贮备塑料颗粒。,料斗,正确进料口温度应该是在预防,塑料熔化和水份冷凝温度之间！,料斗,塑料在重力作用下，从料斗经过进料口进入料筒。,进料口处应设置冷却套，预防该处塑料熔化。,关键点！,第20页,20,锁模单元,安装并固定模具,开关模具，提供锁模力,顶出产品,锁模单元主要任务：,提供侧抽芯、机械手接口等,第21页,21,顶出机构普通跟注塑机移动板连接。,液压顶出机构是由液压缸经过顶杆接触模具顶针板,并顶出塑料产品。,多数注塑机上装有顶出机构,用来顶出产品：,顶出压力,顶出机构,顶出要控制参数：,顶出速度,顶出行程,顶出次数,为何模具顶出装置,通常在动模一边？,第22页,22,曲肘锁模,-,尾座板能够移动,锁模机构,液压锁模,-,尾座板不能够移动,固定板,移动板,尾座板,格林柱,通常有两种机构来完成锁模和提供锁模力：,第23页,23,当塑料被注射到模具内，会产生很大压力使模具胀开。,为确保正常注塑过程能够完成，注塑机必须提供足够锁模力。,第24页,24,液压缸使曲肘伸缩并造成移动板前后运动；,曲肘伸直并锁死，格林柱被拉伸产生锁模力；,曲肘锁模机构：,因为曲肘伸直长度不变，经过调整尾座板,位置来适应不一样模具厚度；,锁模力作用在移动板和固定板四面；,锁模力随模具温度改变而改变。,液压缸产生锁模力；,锁模力作用在移动板中心；,液压锁模机构：,锁模力不随模温而改变；,最小模具厚度受到液压缸,活塞杆行程限制。,尾座板固定不可移动；,第25页,25,y,x,2/3y,2/3x,通常固定板一侧中心位置是模具发生变形最大位置，为预防固定板和模具过分变形，普通要求模具长宽尺寸必须超出格林柱空间尺寸,2/3,以上。,假如锁模力设置太高，会造成：,1,）模具损伤；,2,）影响排气；,3,）固定板过分变形。,关键点！,关键点！,第26页,26,分段合模,/,开模,只要产品够空间取出，开模距离尽可能小；,合模步骤：,高速合模 低速合模 低压保护 高压锁模,开模,/,合模速度应合理，最小化机器猛烈抖动。,目标：最小化开模、顶出、合模和锁模时间。,预防前后模主要部件,因速度惯性相撞,预防水口或异物进入,模具而损伤模具,开模步骤：,低速开模 高速开模 低速开模,预防开模损伤产品,预防速度惯性造成开,模位置误差,关键点！,第27页,27,注塑机液压基础,注塑单元,塑料流动,液压注塑机动作和力是由液压提供：,压缩塑料,射嘴和水口套压紧,螺杆转动,螺杆背压设置,螺杆松退,锁模单元,开模,合模,锁模,产品顶出,第28页,28,油箱,装油,百分比阀：控制流量，改变速度,压力阀：调整压力,换向阀：改变流向，转换动作,4,个基本液压机械元素,油泵,使油流动,油阀,控制油流动方向和压力,液压缸：实现直线运动（如螺杆前进、后退，模具开关动作）,马达：实现旋转运动（如螺杆转动）,转换器,把液压油能量转换成机械动作,第29页,29,液体流动产生固体运动,螺杆前进后退、模具开关动作是因为液压油在流动；,螺杆注射速度、开关模速度是由液压油流量决定；,不是注塑机注射压力要求塑料流动，塑料在模具内流动时碰到阻,力产生了塑料压力。,3,个基本液压法则,液体流量决定固体速度,液体流动碰到负载（阻力）决定液体压力,针对液压注塑机：,关键点！,关键点！,第30页,30,力（,Force,）,=,压力（,Pressure,）,X,面积（,Area,）,F=P X A P=F/A A=F/P,压力强化作用,帕斯卡定律：,注塑机注射单元：,塑料给螺杆前端力,=,液压油给螺杆后端力,通常液压缸横截面积螺杆横截面积,所以螺杆给塑料压力液压压力，塑料压力得到加强,螺杆强化率,R=,液压缸横截面积,/,螺杆横截面积,塑料压力,=,液压压力,X,强化率,R,关键点！,第31页,31,相关注塑机液压计算,第32页,32,衡量注塑机等级,2,个主要指标,速度线性度,载荷敏感度,衡量设定注射速度和实际注射速度差异；,计算公式：（设定速度,-,实际速度）,/,设定速度,X 100%,通常差异值在,+/-10%,以内被认为是世界级注塑机。,衡量设定注射速度在碰到不一样阻力时改变差异；,计算公式：,通常差异值在,+/-5%,以内被认为是世界级注塑机。,第33页,33,注塑机安全操作,注塑成型潜在危险原因：,高温烫伤,-,加热料筒和熔化塑料,高压伤害,-,注射时塑料和液压油,触电伤害,-,电气元件,机械伤害,-,开模、合模等机械运动部件,安全生产谁负责？什么时候能够不恪守注塑机安全操作规程？,关键点！,第34页,34,注塑机安全保护装置：,按下紧急停机按钮,-,电路断开，马达停顿，注塑机没有任何动作。,打开前安全门,-,没有锁模和注射动作。,打开清洗安全盖,-,注射单元座和螺杆停顿动作。,打开电路板保护盖,-,除非主电源断开，不然不能打开。,打开后安全门,-,马达和油泵停顿，注塑机没有任何动作。,第35页,35,第二部分,模具,第36页,36,模具部件,第37页,37,模具分类,单型腔模具,多型腔模具,家族模具,单型腔单浇口模具是注塑,能力最强模具。,家族模具是每个型腔成型不一样产品多型腔模具。因为每个型腔填充和补缩不一样，工艺控制也相对困难。,第38页,38,冷流道模具,热流道模具,流道里塑料一直保持熔,化状态。能够节约原料、,降低周期、自动切断浇口等。,第39页,39,主流道,主流道通常有斜度（,26,度）：,与注塑机射嘴接触一端直径较小，但该端直径依旧要,大于射嘴孔直径；,主流道在流动方向需要高度抛光。,主流道为何要有斜度？为何要抛光？,主流道能够尽可能粗吗？,主流道另一端直径较大，而且设有拉料杆。,关键点！,第40页,40,拉料杆,拉料杆能够确保开模时水口被拉在动模一侧；,拉料杆能够确保从动模顶出水口；,关键点！,拉料杆还含有冷料井作用。,“,Z,”形拉料杆,倒扣形拉料杆,第41页,41,分流道,圆形流道压力损失最小，优先选取；,半圆形和矩形流道压力损失最大，尽可能不要采取。,关键点！,为何圆形流道压力损失最小？,第42页,42,流道平衡性,假如流道面积和流动长度不一致，那么流道是不平衡；,不平衡流道,不平衡流道,平衡流道,第43页,43,就算流道是平衡，因为流道截面剪切速率分布不一样，,也不一定各型腔同时进胶或同时充满（塑料流动记忆效应）。,第44页,44,浇 口,不一样浇口形状：,凸耳浇口,薄膜浇口,边缘浇口,扇形浇口,直接浇口,潜伏浇口,第45页,45,浇口有三个关键尺寸：,深度,宽度,长度,冷却后冻结塑料能够封闭浇口；,浇口冻结封闭时间通常取决于浇口深度。,怎样知道浇口多久才会封闭？怎样设定保压时间？,关键点！,第46页,46,流道系统是模具设计主要方面之一，尤其是浇口,数量和位置对产品质量有决定性影响。,关键点！,第47页,47,模具排气方式有：,边缘排气,排气槽,顶针排气,闭合模具里面充满了空气，假如空气不能及时排出，,塑料注射时产品将出现烧焦、熔接线显著等缺点。,排 气,真空排气,动力排气,模具上不要设置不合理排气,但模具上永远不会有多出设计,合理排气。,排气合理位置通常在填充期间塑料流动前沿困气位置。,产品烧焦是怎样产生？,关键点！,第48页,48,塑料转移到模具热量排出路径：,传递给注塑机模板,经过空气对流和辐射,冷却水带走,模具冷却系统带走了大部分模具内热量。,冷却系统,第49页,49,冷却系统是模具设计另一主要方面，,冷却水道有三个关键尺寸：,直径,深度,孔距,冷却水道必须集中到模具里热量,集中区域。,关键点！,第50页,50,冷却水道应该尽可能与产品表面,保持一致距离；,有一些装置能够使冷却水直接,流到模具所需要地方，如隔板。,第51页,51,不一样顶出,/,脱模方式：,顶针,推板,笥筒,顶出,/,脱模系统,滑块,斜顶,液压,气动,机械,顶针,笥筒,推板,滑块,第52页,52,飞边产生原因：,模含有缺点,型腔内塑料压力大于锁模力,飞 边,第53页,53,第三部分,塑料,第54页,54,什么是塑料？,1,、塑料是一个材料,材料分类：金属、无机非金属、有机高分子材料,金属材料,：金、银、铜、铁、铅、汞、钠、镁等,无机非金属材料,：水泥、陶瓷、石头、金刚石等,有机高分子材料,：塑料、橡胶、纤维等,第55页,55,2,、塑料是一个有机高分子材料（聚合物）,普通经典有机,高分子材料相对分子量为,1,万,100,万；,而水分子量为,18,（,H,2,O,），氧气为,32,（,O,2,），二氧化,碳为,44,（,CO,2,）；,第56页,56,有机,高分子材料（聚合物）通常是由一个或几个含碳元素小,分子（单体）经过聚合反应形成；,原材料经过化学反应生成单体（,monomer,）。,单体经过“烹调”包括到加热、加压和催化剂等，把单体连接到一起，这个过程叫聚合。,我是单体！,我们在聚合！,第57页,57,聚合物分子中有重复性结构单元（单体）；当由单体,生成“链”足够长时，所生成材料叫做聚合物。,我们是一样，当我们在一起时候，我们是聚合物！,第58页,58,名称,分子式,重复单元,单体,聚乙烯,(PE),CH,2,-CH,2,-CH,2,-CH,2,n,-CH,2,-CH,2,-,CH,2,=CH,2,聚丙烯,(PP),CH,2,-CH-CH,2,-CH,n,CH,3,CH,3,-CH,2,-CH-,CH,3,CH,2,-CH,CH,3,聚苯,乙烯,(PS),CH,2,-CH-CH,2,-CH,n,C6H,5,C6H,5,-CH,2,-CH-,C6H,5,CH,2,-CH,C6H,5,聚甲醛,(POM),O-CH,2,-O-CH,2,n,-O-CH,2,-,O=CH,2,第59页,59,实际上，一些分子在加工过程早期开始反应，形成了很长分子,有些开始反应稍迟一点，形成中等大小分子,有些开始反应很迟，形成了短分子,第60页,60,所以，一批聚合物是由不一样长度,分子所组成。,每一批分子长度分布是不一样。,结果聚合物属性是改变。,通常分子比较长，聚合物流动性比较差，压力损失也大。所以在注塑成型工艺中，聚合物本身就是一个变量。,短分子,长分子,批次,A,批次,B,批次,C,为何同一品牌、同一厂家不一样批次原料用一样设备和模具注塑出来产品质量却不一样？,关键点！,第61页,61,聚合物链（高分子）化合物：,单聚物：全部重复单元相同,PS,共聚物：两种不一样重复单元,SAN,或,HIPS,三聚物：三种不一样重复单元,-ABS,第62页,62,3,、塑料在加工过程中能够显示塑性且能流动成型,塑性：加热可软化变成熔体，在一定,温度和压力下能流动成型，,冷却后能保持既定形状特征。,第63页,63,塑料优点,1,、,质轻、比强度高,惯用塑料密度为,0.92.2g/cm,3,为钢铁,1/41/3,铝,1/2,左右,其中泡沫塑料密度更低,约,0.010.6g/cm,3,比强度是强度与密度比值。因为塑料密度小，比强度,就比金属要高。部分特殊塑料强度本身就比金属 高，如玻璃纤维增强,PA,，其拉伸强度为,170MPa,以上，而有些金属材料拉伸强度才,160MPa,。,广泛应用于建筑和交通运输行业。,第64页,64,2,、,耐化学腐蚀性好,塑料对普通酸、碱、盐和各种化学药品有较强,抗腐蚀能 力。聚四氟乙烯（,PTFE）,号称,“,塑料之王,”,，,能耐,“,王水,”,腐蚀，即不与任何化学药品起反应作,用，其耐腐蚀性已经 超出黄金。,广泛应用于防腐设备、容器和部件。,第65页,65,3,、,优异电绝缘性能,广泛应用于电力设备和电子零部件。,几乎全部塑料都是电不良导体。其电绝缘性能,可与陶瓷相媲美。,第66页,66,4,、,良好消声性、减震性、和耐磨性,广泛应用于交通运输和包装业中,防震装置、衬垫，电器行业机械,零部件。,塑料轴承及传动机构，不但耐用而且减震，消音也大为改进；,而且很多塑料含有耐磨、减磨和自润滑性，运转终生不用加,润滑油，不用维修，不会生锈。,第67页,67,5,、,热导率小、保温性能良好,塑料热传导率比金属小,34,个数量级，所以其隔热,保温性能是其它材料所无法比拟，如泡沫塑料。,广泛应用于交通工具、仓库和管道输送等隔热保温工程。,第68页,68,6,、,加工性能很好、经济效益显著,塑料轻易成型，投入少，加工周期短，适于,大批量生产，且大多塑料能够回收再用。,第69页,69,塑料缺点,1,、,刚性、硬度低,2,、,耐热性差,3,、,导热性差、热膨胀系数大,4,、,易出现老化,很多塑料机械强度、刚性、硬度不如金属、陶瓷等材料。,多数塑料使用温度低，遇火易燃烧。,塑料制品轻易变形，尺寸稳定性受温度影响大。,塑料在光、氧、水、热和大气环境作用下会老化，性能变劣。,第70页,70,塑料分类,1,、按塑料产量和使用情况区分,通用塑料,工程塑料,指普通用途塑料。其生产成本低、性能改变大，产量,和使用量大，但刚度、强度及耐热性不高；如,PE、PP、,PS、PVC,等，其产量约占塑料总量,80%,以上。,指适于作工程结构部件和化工设备等工业用途塑料。,其生产成本高、产量和使用量相对小，刚度、强度及耐,热性好，能代替一些金属；如,PC、PA、ABS、POM、,PBT、PEEK,等。,第71页,71,2,、按塑料化学结构和热行为区分,热塑性塑料,热固性塑料,加热变软，冷却变硬（物理状态改变）,能重复软化,限制高温应用,加热变硬，交叉连接（化学结构改变）,不能重复软化,高温应用,热固性塑料能够加回料使用吗？,第72页,72,3,、按塑料分子聚集态结构区分（热塑性塑料）,结晶型,塑料,非结晶型,塑料（无定形）,规则结构,显著熔点,通常不透明,收缩率高,耐溶剂,耐磨,随机结构,宽软化范围,通常透明,收缩率小,溶剂敏感,不耐磨,第73页,73,结晶型热塑性,塑料,非结晶型热塑性,塑料,聚乙烯（,PE,）,聚丙烯（,PP,）,尼龙（,PA,）,聚甲醛（,POM,）,聚酯（,PBT,）,乙缩醛（,Polyacetal,）,聚笨乙烯（,PS,）,聚碳酸酯（,PC,）,聚氯乙烯（,PVC,）,有机玻璃（,PMMA,）,SAN,ABS,热固性,塑料,酚醛树脂,环氧树脂,氨基树脂,不饱和聚酯,第74页,74,塑料原料与组成,1,、树脂,2,、添加剂,树脂是塑料主要成份，它决定了塑料基本性能。,通常塑料名称是以树脂名称命名。,树脂原材料来自于：,石油,天然气,农产品,添加剂是塑料辅助成份，它能够改变塑料一些性能。,第75页,75,添加剂,种类,稳定剂,抑制和阻缓塑料老化。,润滑剂,增塑剂,填料和增强剂,着色剂,减小摩擦，改进流动性和脱模性，增加美观。,降低成型温度，提升韧性，改进塑料成型时流动性。,如玻璃纤维可提升强度和硬度，改进耐热性，降低收缩率。,阻燃剂可降低塑料可燃性。,使塑料含有特殊光学性能和颜色。,第76页,76,聚合物分子链降解,添加剂降解,过热,化学破坏（如,PBT,水解）,高温时间过长,过高剪切作用,加工过程，添加剂损失,塑料降解,Bye-Bye,塑料降解后会改变物理性能。添加剂含量改变是原料和早期回料主要不一样，但回料是坏材料吗？怎样有效和安全地使用回料？,关键点！,第77页,77,塑料吸水性,塑料吸水性比金属、陶瓷、玻璃等无机材料要大，但比木材小,。,水分会改变一些塑料属性，所以在注塑前必须烘干移除水分,。,吸水性塑料有：,ABS,聚酯（如,PBT,高温下易水解）,尼龙（,PA,）,聚碳酸酯（,PC,）,有机玻璃（,PMMA,）,关键点！,第78页,78,注塑过程结晶塑料状态转变,固体（原料）,液体（粘流态）,成型,加热,固体（制品）,冷却,压力,熔点温度（,Tm,）,分解温度（,Td,）,成型温度范围,Td,越高，塑料分解几率越小,TmTd,越宽，塑料热稳定性越好,塑料热性能,怎样设定注塑机料筒温度？,第79页,79,注塑过程非结晶塑料状态转变,玻璃态（原料）,高弹态,粘流态,加热,成型,加热,玻璃化温度（,T,g,）,粘流温度（,T,f,）,成型温度范围,T,d,越高，塑料分解几率越小,T,g,高代表什么？,高弹态,玻璃态（制品）,冷却,冷却,压力,分解温度（,T,d,）,T,f,T,d,越宽，塑料热稳定性越好,第80页,80,几个常见塑料热性能温度,塑料名称,塑料类型,T,g,（）,T,m,（）,T,f(),T,d(),PP,结晶,30,165170,350,PS,非结晶,70100,150200,300,PC,非结晶,150,215225,330,POM,结晶,125,165175,220240,PA,结晶,100120,200290,300,第81页,81,结晶度,对塑料产品,影响,结晶度越高，产品收缩越大，,尺寸越不稳定，且轻易引发变形。,最大结晶速率温度：,T,c,，,max,(0.80.85)T,m,POM,料，熔点约为,170,，模温要控制在什么温度才能尽快稳定产品尺寸？,采取退火处理，可提升产品结晶度，,改进产品内应力。,塑料结晶度,为何结晶度越高，产品尺寸收缩越大？,第82页,82,塑料流动性,大部分塑料熔体流动表现为层流，含有非牛顿流体特征。,流体流动方式,层流,湍流,第83页,83,衡量塑料流动性好坏一个主要参数是黏度。而塑料非牛顿流体,特征表现为伴随剪切速率增加，黏度会下降。,剪切应力,黏度,剪切速率,第84页,84,注射速度增加，剪切速率会变大，塑料黏度会降低，流动性变好。,黏度,高,低,注射速度,快,慢,这条曲线说明了什么？,黏度对注射速度高敏感区,黏度对注射速度低敏感区,拐点,哪个区域产品质量比较稳定？,关键点！,第85页,85,哪个型腔先充满？,第86页,86,塑料在模具内流动表现为“喷泉”效应。,假如,1,张没有褶皱纸放在模具型腔里，注塑时会被冲走吗？,第87页,87,塑料填满型腔次序。,关键点！,第88页,88,塑料收缩率,塑料收缩原因,:,热胀冷缩（伴随体积改变）,流动过程分子取向，静止过程分子紊乱,结晶过程分子排列整齐,第89页,89,塑料收缩对产品影响,:,尺寸变小,表面缩水,内部空穴,内部应力，产品变形,第90页,90,影响收缩率原因,注射和保压压力,注射和保压压力越大，收缩越小。,产品冷却速度,塑料跟模具温度差越大，产品脱模后跟环境温度差越大，,收缩越 大。其中模温在浇口封闭后冷却阶段对收缩起主导,作用，通常模温越高，塑料结晶完全，分子取向消除，收缩,也越大。,塑料原料种类,结晶度越高、分子量越大、填充剂越大，收缩越大。,假如产品尺寸偏大，工艺上怎样处理？,透明产品内部有空气泡，工艺上怎样处理？,透明产品内部有真空泡，工艺上怎样处理？,第91页,91,圆环半径（,R,1,，,R,2,）收缩后怎样改变？,R,2,R,1,假如增大保压压力，,R,1,，,R,2,收缩后又怎样改变？,第92页,92,塑料内应力,全部塑料零件存在,3,种应力,分子,取向应力,压缩应力,拉,应力（包含结晶）,第93页,93,不均匀内应力对产品影响,开裂,翘曲变形,降低力学性能,第94页,94,产品,内应力改进方法,分子取向应力,注射速度慢,冷却速度慢,料温和模温高。,产品设计,壁厚尽可能均匀，厚薄结合处采取圆弧,或阶梯过渡；金属嵌件采取预热办法。,模具设计,小浇口开设在壁厚处；模具冷却系统,确保塑料产品冷却均匀。,产品后处理,退火可改进内应力。,压缩应力,保压压力小,保压时间短,料温和模温高。,拉应力（结晶应力）,冷却速度慢,料温和模温高。,假如产品变形，工艺上怎样处理？,第95页,95,常见塑料性能和用途,第96页,96,第97页,97,第98页,98,第四部分,注塑工艺,第99页,99,注塑技术人员法则,假如你是注塑技术人员，请恪守以下两条法则：,先学习，再思索，最终才动手：,学习注塑理论知识并掌握它；,思索注塑问题发生原因；,利用所学知识和积累经验针对性地去处理问题。,化繁为简：,注塑工艺归根结底只跟塑料,4,个变量相关：,只调整跟问题相关参数；,不要同时调整多个参数；,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内塑料压力,关键点！,第100页,100,假如你是注塑技术人员，请记住以下原理：,稳定工艺取决于以下四个变量是否稳定；,塑料温度,塑料流动速度,塑料冷却速度和时间,模具内塑料压力,关键点！,为何没有调机，产品质量也不稳定？,尽可能选择确保以下四个变量能够稳定工艺参数。,任何注塑产品缺点都跟四个变量中部分变量相关；,第101页,101,影响塑料温度原因：,螺杆结构（压缩比和长径比）,螺杆背压,料筒和射嘴温度,螺杆转速,塑料温度,进料口温度,第102页,102,料筒和射嘴加热,注射单元料筒和射嘴都有加热圈和热电偶；,料筒和射嘴被分成不一样加热段（如：后段、中段、前段和射嘴）；,每一加热段都有热电偶测量温度；,加热圈和热电偶共同控制每段温度；,热量由加热圈产生，经过料筒和射嘴传递到塑料；,关键点！,在正常注塑生产时，加热圈热量只提供塑料熔化所需热量,20%,，,主要是用于调整和控制塑料温度；其余,80%,热量来自螺杆转动。,热电偶测得温度和塑料温度是不一样；,第103页,103,螺杆转动,塑料颗粒与料筒内部因螺杆转动产生摩擦生热；,在螺杆熔化段，被加热和压缩固体塑料颗粒与料筒内壁,产生摩擦，摩擦造成热量使塑料熔化；,熔化塑料因螺杆转动造成剪切生热。,螺杆转动带来,80%,塑料熔化热量：,这是个快速有效塑料熔化过程，就象冰块在热砂轮上摩擦。,在螺杆熔化段和计量段，已经熔化塑料熔体因螺杆转动,产生剪切作用，剪切速率增加使塑料熔体被深入加热；,这不是个被期望过程，因为高剪切速率会破坏塑料内,纤维填料。,关键点！,柱塞式注塑机有何不足？,第104页,104,螺杆转速和背压,螺杆转速：,螺杆转速决定最大剪切速率；,螺杆背压：,在不增加周期情况下，螺杆转速应尽可能慢，,以减小剪切,速率，使塑料熔化愈加均匀，并降低塑料填料中纤维破坏。,背压能够有效改变剪切速率，从而快速改变塑料熔体温度，,一定背压能够使塑料熔体保持一定密度，但过高背压,则会破坏塑料内部纤维填料；,为防止不均匀熔体温度，背压尽可能不要分段。,关键点！,第105页,105,进料口温度,进料口应该设置冷却管道，预防塑料结块；,关键点！,加热,不要加热,冷却管道,进料口温度也不能够太低，预防出现露珠；,通常进料口温度要高于,35,。,每种塑料都有粘贴温度，它能够让塑料和料筒内壁更加快粘贴，,降低熔胶时间。,第106页,106,塑料熔体温度测量,采取,30-30,方法：,把探针加热到高于设定温度,30,；,把探针插入塑料熔体,30,秒后读数；,被测量塑料熔体按注塑周期取样。,第107页,107,与温度相关参数设定和优化,应该控制在原料供给商推荐温度范围内。,应该控制在原料供给商推荐温度范围内。,关键点！,怎样确定塑料熔化后目标温度？,怎样设定模具温度和烘料温度？,目标：经过相关温度工艺参数设定使塑料能够均匀熔化，,并到达所需要塑料目标温度，降低因塑料温度不均,匀或不恰当造成质量缺点。,第108页,108,通常取原材料供给商推荐温度范围中间值为初始设定值；,测量塑料熔体实际温度；,适当调整螺杆转速和背压；,主要调整料筒中段和后段温度使塑料温度满足目标温度。,应该控制在使塑化时间比冷却时间短,24,秒范围内。,应该控制在原料供给商推荐范围内（注意利用强化率换算）。,关键点！,怎样设定料筒、射嘴、进料口温度？,怎样设定螺杆转速？,怎样设定螺杆背压？,第109页,109,塑料能够流动是因为注射单元功劳,塑料流动速率,塑料流动速率与螺杆注射速度亲密相关,假如螺杆止逆环泄漏会怎样？,第110页,110,注射速度快，塑料黏度低，流动性好，而且速度波动,造成黏度改变相对小。,黏度,高,低,注射速度,快,慢,关键点！,注射速度越快，工艺越稳定,尽可能选择快速填充,注射速度,第111页,111,填充期间，注射速度是关键变量，注射压力是次级变量；,注射压力,在型腔充满之前，塑料流动阻力到达最大，出现填充期间,压力峰值：,假如填充时间不变，压力峰值改变说明塑料黏度在改变；,所以压力峰值改变能够用于检测黏度改变。,注射压力峰值,第112页,112,液压法则告诉我们：,关键点！,足够注射压力去支撑注射速度,足够液压流量去到达需要注射速度,流量决定速度；,阻力决定压力。,所以填充期间为确保有足够和稳定注射速度，,我们需要：,深入我们需要：,确保填充期间实际注射压力永远不能到达设定压,力；通常设定压力要高于压力峰值,15%,。,检验注塑机油路是否有泄露，油泵和阀门是否有损坏。,关键点！,第113页,113,产品质量允许情况下，尽可能少；,注射速度分段,取消没有作用分段；,目标是降低因为注射速度改变而造成塑料黏度改变，确保,工艺愈加稳定。,关键点！,第114页,114,传统成型方法：,注射成型方法,填充和补缩在第一阶段完成；,用第一阶段压力完成补缩；,即保压切换前产品已经,100%,打饱。,稳定成型方法：,把填充和补缩分离；,用第二阶段压力完成补缩；,即保压切换前只打满,95-99%,产品；,第一阶段用尽可能快速度填充；,优势在于能够降低黏度改变而造成产品改变，能够提升,工艺能力，总是生产好零件。,填充,补缩,填充,补缩,第115页,115,填充阶段参数设定和优化,设定注射压力要高于实际压力峰值,15%,；,尽可能用一致、较快速度完成填充；,关键点！,目标：尽可能采取快速填充方法，并确保注射速度尽可能稳定。,速度分段尽可能少；,控制螺杆位置，确保填充结束时产品只打满,95-99%,。,第116页,116,牛顿流体（如液压油）系统静态压力处处相等,塑料压力,非牛顿流体（如塑料）系统内存在很大压力损失,第117页,117,补 缩,补缩压力确保模具型腔表面特征能够反应在产品表面上；,填充完成后必须有部分缓冲塑料来传递补缩压力：,最终料垫（余料）通常控制在塑化量（不包含松退）,5-10%,。,关键点！,料垫,填充阶段主要经过速度控制，当,95-98%,型腔被充满时，经过螺,杆位置切换为补缩和保压，而补缩保压阶段主要靠压力控制。,补缩是为了完成填充并压入更多塑料填补冷却后体积收缩；,第118页,118,保 压,补缩结束后，塑料必须被保留在模具里直到浇口冻结；,保压压力和时间决定多少塑料保留在模具型腔里；,通常保压时间比浇口封闭时间长,1,秒左右。,关键点！,假如浇口没有冻结，塑料会发生泄压或回流；,浇口冻结时间能够用产品称重来确定。,第119页,119,塑料冷却,塑料冷却过程包括两方面：,热量从塑料中移出,-,速度较慢,热量从模具中移出,-,速度较快,塑料冷却速率取决于塑料温度和模具表面温度差。,热量,产品带走约,40%,热量,关键点！,第120页,120,模具内热量有三个路径排出：,传递给注塑机模板,经过空气对流和辐射,冷却水带走,冷却速度跟以下相关：,冷却孔直径、距离和深度；,冷却水温度；,冷却水流动速率；,通常冷却水冷却效果作为工艺控制重点。,冷却水路连接方式。,冷却速度,第121页,121,出,冷却水用量少,压力损失大,进出水温差大,冷却水路连接方式,进,出,进,串联,并联,进,出,进,出,串/并联组合,冷却水用量多,压力损失小,假如冷却水流量小，,冷却效果会很差,可能是最好方式,第122页,122,湍流,冷却效果改进法则,由最少冷却水回路，在管道内有足够流量形成,湍流（紊流）；,尽可能控制进出水温差在,4,以内；,关键点！,第123页,123,塑料冷却开始于补缩开始；,冷却优化方法：,确保冷却水有足够流量来维持模具表面温度；,更低冷却水温度能够缩短冷却时间；,冷却水也不能过低，预防模具表面冒汗；,必须有一定冷却时间来确保产品能够,承受顶出力和预防变形；,清理模具表面有利于缩短冷却时间；,冷却时间,关键点！,冷却时间占整个注塑周期,80-85%,；,均匀一致冷却产生良好产品和一致注塑周期。,第124页,124,优化注塑工艺,10,个技巧,1,）塑料温度控制在材料供给商推荐范围内；,把填充和补缩分离开；,填充结束时只打满产品,95-99%,；,为降低塑料分子取向，可适当放慢填充速度。,3,）结束填充用位置切换到补缩；,关键点！,2,）填充速度尽可能快，且少分段：,4,）补缩用压力和时间控制；,5,）保压要确保连续到浇口封闭；,填充阶段确保压力足够。,塑料温度,塑料流动速度,模具内塑料压力,统计并保持填充时间一致。,第125页,125,确保冷却管道内形成紊流；,控制冷却水进出口温度；,7,）不用自动调整控制技术；,关键点！,6,）控制冷却速率和时间：,8,）在不增加周期前提下，塑化过程尽可能慢；,9,）背压不要分段；,10,）假如材料属性改变，不要经过调整温度来赔偿，主要通,过调整填充速度来赔偿。,冷却速度和时间,第126页,126,同一模具使用在不一样注塑机时，您将怎样确保塑料产品品质基本一样？,第127页,127,第五部分,工艺曲线,第128页,128,第129页,129,第130页,130,第131页,131,第132页,132,第133页,133,第134页,134,第135页,135,第136页,136,第137页,137,第138页,138,第六部分,注塑成型经济学,企业盈利能力对您主要吗？,企业有机会提升盈利能力吗？,第139页,139,注塑企业卖出最终产品是时间,注塑企业销售概念,卖给客户直接产品是在预定周期内生产好塑料产品,卖给注塑企业自己是不合格品、停机、维修、换模和计划改变,第140页,140,注塑成型周期,决定周期三个基本元素：,快速填充,快速冷却,快速脱模,关键点！,第141页,141,注塑周期对利润影响,销售价格,1.00,（不包含原料成本,),周期,20,秒,22,秒,18,秒,成本,利润,0.80,0.88,0.72,0.20,0.12,0.28,成本增加,10%,成本降低,10%,关键点！,您实际卖出是预算周期时间，还是实际周期时间？,第142页,142,模具穴数对利润影响,销售价格,1.00/PCS,（不包含原料成本,),穴数,4,穴,3,穴,成本,利润,0.80X4=3.20,3.20,0.20X4=0.80,1.00X3-3.2=-0.20,关键点！,第143页,143,注塑盈利控制要素,更低成型周期,更低不良率,不要堵掉型腔,最少停机时间,关键点！,第144页,144,第七部分,注塑问题处理,第145页,145,填充和补缩分离,第146页,146,第147页,147,第148页,148,第149页,149,第150页,150,第151页,151,第152页,152,第153页,153,第154页,154,第155页,155,第156页,156,第157页,157,第158页,158,第159页,159,第160页,160,第161页,161,第162页,162,第163页,163,第164页,164,第165页,165,第166页,166,第167页,167,第168页,168,第169页,169,第170页,170,第171页,171,第172页,172,第173页,173,第174页,174,第175页,175,第176页,176,第177页,177,第178页,178,第179页,179,第180页,180,第181页,181,第
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