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        (上海璟鈺實業有限公司)分享給大家一片注塑加工注意事項

        2016年06月24日

        注塑加工 - 注塑加工簡介

         

          注塑加工: 是指委托方提供原料和模具,注塑加工廠家按照委托方要求制造注塑產品并收取加工費的業務。 
          注塑加工是一門知識面廣,技術性和實踐性很強的行業。注塑生產過程中需使用塑膠原料、色粉、水口料、模具、注塑機、周邊設備、工裝夾具、噴劑、各種輔料及包裝材料等,這些給注塑車間的管理帶來了很大的工作量和一定的難度,與其它行業或部門相比,對注塑車間各級管理人員的要求更高。 
          注塑生產需要24小時連續運作,一般為兩面三刀班或三班制工作方式,注塑車間的工作間的工作崗位多、分工復雜,對不同崗位人員的技能要求亦不同。要想使注塑車間的生產運作順利,需要對每個環節和各個崗位所涉及的人員、物料、設備、工具等進行管理,主要包括:原料房、碎料房、配料房、生產現場、後加工區、工具房、半成品區、辦公室等區域的運作與協調管理工作。




        注塑加工 - 注塑加工類型

          1、橡膠注塑:橡膠注塑成型是一種將膠料直接從機筒注入模型硫化的生產方法。橡膠注塑的優點是:雖屬間歇操作,但成型周期短,生產效率高取消了胚料準備工序,勞動強度小,產品質量優異。 
          2、塑料注塑:塑料注塑是塑料制品的一種方法,將熔融的塑料利用壓力注進塑料制品模具中,冷卻成型得到想要各種塑料件。有專門用于進行注塑的機械注塑機。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。所得的形狀往往就是最后成品,在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其他的加工。許多細部,諸如凸起部、肋、螺紋,都可以在注射模塑一步操作中成型出來。
        注塑加工 - 影響因素
            塑料品種注塑加工成型過程中由于存在結晶化形起的體積變化,注塑加工時壓力高,熔融料粘度差小,層間剪切應力小,脫模后彈性回跳大,故注塑加工收縮也可適量的減小,注塑加工時料溫高、收縮大,但方向性小。
          壓力注塑加工時壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動性也增大,特別是PE、POM較為敏感,所以成型時宜調節注塑加工時的壓力來控制流動性。成型時則也可控制料溫,模溫及注塑加工時壓力、注塑速度等因素來適當地調節填充情況以滿足成型需要。
        注塑加工 - 注塑產品成型過程

         

          注塑成型是批量生產某些形狀復雜部件時用到的一種加工方法。具體指將受熱融化的材料由高壓射入模腔,經冷卻固化后,得到成形品。 
        一、溫度控制
          1、料筒溫度:注射模塑過程需要控制的溫度有料筒溫度,噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動,而后一種溫度主要是影響塑料的流動和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動溫度,同一種塑料,由于來源或牌號不同,其流動溫度及分解溫度是有差別的,這是由于平均分子量和分子量分布不同所致,塑料在不同類型的注射機內的塑化過程也是不同的,因而選擇料筒溫度也不相同。 
         
              2、噴嘴溫度:噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的,這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發生的"流涎現象"。噴嘴溫度也不能過低,否則將會造成熔料的早凝而將噴嘴堵塞,或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能。 
         
              3、模具溫度:模具溫度對制品的內在性能和表觀質量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結晶性的有無、制品的尺寸與結構、性能要求,以及其它工藝條件(熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等)。 
        二、壓力控制
          
               注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種,并直接影響塑料的塑化和制品質量。 
          1、塑化壓力:(背壓)采用螺桿式注射機時,螺桿頂部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力稱為塑化壓力,亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過液壓系統中的溢流閥來調整的。在注射中,塑化壓力的大小是隨螺桿的設計、制品質量的要求以及塑料的種類不同而需要改變的,如果說這些情況和螺桿的轉速都不變,則增加塑化壓力會加強剪切作用,即會提高熔體的溫度,但會減小塑化的效率,增大逆流和漏流,增加驅動功率。 
          此外,增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻,色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。一般操作中,塑化壓力的決定應在保證制品質量優良的前提下越低越好,其具體數值是隨所用的塑料的品種而異的,但通常很少超過20公斤/平方厘米。 
          2、注射壓力:在當前生產中,幾乎所有的注射機的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對塑料所施的壓力(由油路壓力換算來的)為準的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是,克服塑料從料筒流向型腔的流動阻力,給予熔料充模的速率以及對熔料進行壓實。 
        三、成型周期
          完成一次注射模塑過程所需的時間稱成型周期,也稱模塑周期。它實際包括以下幾部分:成型周期:成型周期直接影響勞動生產率和設備利用率。因此,在生產過程中,應在保證質量的前提下,盡量縮短成型周期中各個有關時間。
            在整個成型周期中,以注射時間和冷卻時間最重要,它們對制品的質量均有決定性的影響。注射時間中的充模時間直接反比于充模速率,生產中充模時間一般約為3-5秒。
            注射時間中的保壓時間就是對型腔內塑料的壓力時間,在整個注射時間內所占的比例較大,一般約為20-120秒(特厚制件可高達5~10分鐘)。在澆口處熔料封凍之前,保壓時間的多少,對制品尺寸準確性有影響,若在以后,則無影響。保壓時間也有最惠值,已知它依賴于料溫,模溫以及主流道和澆口的大小。如果主流道和澆口的尺寸以及工藝條件都是正常的,通常即以得出制品收縮率波動范圍最小的壓力值為準。
            冷卻時間主要決定于制品的厚度,塑料的熱性能和結晶性能,以及模具溫等。冷卻時間的終點,應以保證制品脫模時不引起變動為原則,冷卻時間性一般約在30~120秒鐘之間,冷卻時間過長沒有必要,不僅降低生產效率,對復雜制件還將造成脫模困難,強行脫模時甚至會產生脫模應力。
            成型周期中的其它時間則與生產過程是否連續化和自動化以及連續化和自動化的程度等有關。
        注塑加工 - 注塑加工行業發展

         

          (一)發展與創新是對注塑加工行業發展整體性、長遠性、基本性的謀略。不能只顧種樹、不顧育林,只顧當前,不顧未來,只顧末節、不顧根本,不能只搬經驗、搬知識、搬指示而不用謀略,否則就會把注塑加工行業領向窄路、坎路、彎路和死路。 
          (二)不要重術輕略。搞好注塑加工行業要靠各種術,如技術、營業術、管理術、公關術;也要靠各種略,如技術開發戰略、人才開發戰略、營銷戰略、融資戰略。術是小略,略是大術,術與略的相同點是都講究謀劃,不同點是謀劃的范圍有大小,謀劃的時間有長短。重術輕略就是重小輕大、重短輕長,只重技術更是以偏概全。在這里,最大的術是發展與創新術,發展與創新術就當是注塑加工行業的發展戰略。 
          為實現注塑加工行業發展與創新,就要重新分析市場的需求亮點和趨勢,重新分析出現的挑戰和機遇,重新分析自身的優勢和劣勢,重新分析關鍵的環節和步驟。為什么要重新分析這些基本情況,因為過去的許多分析已經過時,或者當時的分析本身就有重大缺陷與錯誤。 
          實現注塑加工行業發展與創新,就要制定新的經營內容、新的經營手段、新的人事框架、新的管理體制、新的經營策略等。戰略無定式。就本質特征而言,每個企業制定出來的發展戰略應該是一致的;就內容、重點、結構而言,不同企業的發展戰略很少有共同之處。近期中國注塑網在走訪了幾家新加坡塑膠廠后,感受良多,他們已經和我們拉開距離,已經從原來簡單的注塑件加工,走向產品設計開發到組立一條龍的生產作業模式,他們都在朝著OEM以至ODM的方向發展。 
          中國注塑加工行業要朝著OEM以至ODM的方向發展。是必由之路。
        注塑加工 - 注塑加工工藝的影響因素

         

          影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下: 塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形起的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘余應力大,分子取向性強等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍寬、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。 塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由于塑料的導熱性差,使塑件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數量都直接影響料流方向,密度分布及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大。 進料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。 
          成型條件 模具溫度高,熔融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對結晶料則因結晶度高,體積變化大,故收縮更大。模溫分布與塑件內外冷卻及密度均勻性也有關,直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時間對收縮也影響較大,壓力大、時間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高,熔融料粘度差小,層間剪切應力小,脫模后彈性回跳大,故收縮也可適量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。 模具設計時根據各種塑料的收縮范圍,塑件壁厚、形狀,進料口形式尺寸及分布情況,按經驗確定塑件各部位的收縮率,再來計算型腔尺寸。
            對高精度塑件及難以掌握收縮率時,一般宜用如下方法設計模具: 
            ①對塑件外徑取較小收縮率,內徑取較大收縮率,以留有試模后修正的余地。 
            試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。 
            要后處理的塑件經后處理確定尺寸變化情況(測量時必須在脫模后24小時以后。 
            按實際收縮情況修正模具。 
            再試模并可適當地改變工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。 
          熱塑性塑料流動性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流動長度、表現粘度及流動比(流程長度/塑件壁厚)等一系列指數進行分析。分子量小,分子量分布寬,分子結構規整性差,熔融指數高、螺流動長度長、表現粘度小,流動比大的則流動性就好,對同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動性是否適用于注塑成型。
            按模具設計要求大致可將常用塑料的流動性分為三類: 
         
            流動性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯: 
          
            流動性中等 聚苯乙烯系列樹脂(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚; 
         
            流動性差 PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 
            各種塑料的流動性也因各成型因素而變,主要影響的因素有如下幾點: 
            溫度料溫高則流動性增大,但不同塑料也各有差異,PS(尤其耐沖擊型及MFR值較高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA等塑料的流動性隨溫度變化較大。對PE、POM、則溫度增減對其流動性影響較小。所以前者在成型時宜調節溫度來控制流動性。 
            壓力注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動性也增大,特別是PE、POM較為敏感,所以成型時宜調節注塑壓力來控制流動性。 
          模具結構澆注系統的形式,尺寸,布置,冷卻系統設計,熔融料流動阻力(如型面光潔度,料道截面厚度,型腔形狀,排氣系統)等因素都直接影響到熔融料在型腔內的實際流動性,凡促使熔融料降低溫度,增加流動性阻力的則流動性就降低。模具設計時應根據所用塑料的流動性,選用合理的結構。成型時則也可控制料溫,模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來適當地調節填充情況以滿足成型需要。 
            結晶性熱塑性塑料按其冷凝時無出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型(又稱無定形)塑料兩大類。所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態到冷凝時,分子由獨立移動,完全處于無次序狀態,變成分子停止自由運動,按略微固定的位置,并有一個使分子排列成為正規模型的傾向的一種現象。作為判別這兩類塑料的外觀標準可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結晶性料為不透明或半透明(如POM等),無定形料為透明(如PMMA等)。但也有例外情況,如聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明性,ABS為無定形料但卻并不透明。

         

        注塑加工 -  注塑加工18個不良現象產生原因及解決方法

         

          不良現象
          產生原因    解決辦法
          01.填充不足
          .注射壓力不足   提高注射壓力
          .充填速度慢    提高注射速度
          .樹脂溫度低    提高機筒溫度
          .排氣不好氣體滯存    在未充填部加排氣孔(長2-4mm,深0.015-0.02mm)
          .澆口過小    擴大澆口尺寸或縮短澆口流道的距離
          防逆流閥與機桶的間隙過大    檢查閥的磨損

         

          02.表面狀態不好,無光澤

          .成型品密度不足    增加劑量,提高注射壓力

          .充填速度慢    提高機桶速度
          .模具溫度低    提高注射速度,提高模具溫度(<140℃)
          ④.排氣不好   充分排氣

         

          03.凹陷及空巢

          ①.成型品密度不足     增加劑量,提高注射壓力,延長注射時間

          ②.樹脂產生氣體過多    實施充分的事前烘料(140-160℃,1-2hr)
          ③.壁過厚     最厚為6mm
          ④.熱收縮大    降低機桶及模具的溫度

         

          04.內部裂紋

          ①.成型品冷卻過快     提高模具溫度,成型品取出后慢慢冷卻

          ②.產生殘留應力    降低注射壓力,提高模具溫度,降低沖填速度
          ③.壁過厚    降低壁厚并均勻化

         

          05.翹曲

          ①.成型品冷卻不均勻    調整模具溫度的平衡

          ②.成型品壁厚不均勻    使制品的壁厚均勻化
          ③.填充過度    減少劑量,降低注射壓力
          ④.注射速度過快     降低注射速度

         

          06.接合部強度不足

          ①.模槽部壓力不足或模具溫度過低     提高樹脂及模具的溫度,提高充填速度,提高注射壓力,增加供料

          ②.模槽內空氣滯留     設排氣孔或成型品外側樹脂溢流區
          ③.澆口位置不當 更改澆口位置     避開接合線發生在復合的部位

         

          07.燒焦

          ①.氣體滯留     加排氣孔

          ②.樹脂溫度過高     降低機筒溫度及充填速度

         

          08.成型品在高溫使用時尺寸穩定性差,剛性不足

          ①.樹脂的結晶化不足    提高模具溫度、對成型品進行退火處理

         

          09.頂模困難

          ①.脫模錐度不足    加大脫模錐度、使用脫模劑

          ②.成型品殘留在模心面    模槽側面錐度過小要加大、模槽研磨、稍切掉模心面底部

         

          10.頂出部成型品破損及頂出不良

          ①.脫模鞘位置不適或脫模鞘的直徑過小    使脫模鞘作用平衡

          ②.成型品冷卻不充分    增加脫模鞘的直徑、增加成型周期、降低模具溫度、擴大脫模錐度

         

          11.流道脫落困難

          ①.澆口護套不光滑     將澆口護套研磨光滑

          ②.流道錐度不足     增大流道的錐度
          ③.流道與噴嘴尺寸不當     調整流道與噴嘴的尺寸

         

          12.噴嘴溢流多

          ①.樹脂含水量多     充分進行事前烘料(140-160,2hr)

          ②.樹脂產生的氣體過多     降低噴嘴及機筒溫度、使用溢流防止閥

         

          13.成品表面出現黑點

          ①.冷膠跑進成品內     擴大冷膠井、提高噴嘴溫度

         

         

          14.飛邊

          ①.模具鎖模力不足    提高鎖模力

          ②.模具變形    修理模具
          ③.物料流動速率過高    選用流動性較低的料
          ④.注塑壓力等工藝不當    調整注射壓力等工藝

         

          15.熔接痕

          ①.注塑工藝設置不當     提高料溫、模溫,調整注塑速度和壓力

          ②.排氣不良     提高注塑壓力,增設或擴張排氣通道
          ③.腔內有異物     清理模腔表面
          ④.物料流動性不足     選用流動性較高的料

         

          16.成型收縮大或有縮孔凹痕

          ①.注塑量不足,模腔填充不夠    增加注塑量

          ②.澆口尺寸太小,無法補料    加大澆口尺寸
          ③.注射壓力不足,物料進入量不夠     提高注射壓力及保壓壓力
          ④.料溫或模具溫度過高     降低料筒溫度及模具溫度
          ⑤.模具或制件設計不合理     修改設計

         

          17.表面粗糙浮纖
          ①.模具表面粗糙或結垢     提高模具光潔度及清潔表面
          ②.原料中有易揮發性物質     充分干燥原料
          ③.排氣不良     增設排氣通道
          ④.模具溫度過低     提高模具溫度
          ⑤.注塑工藝設置不當     調整注射速度、壓力和延長保壓時間等

         

          18.厚壁制件開裂
          ①.內應力過大     調整成型工藝和后處理工藝
          ②.模具溫度和注塑溫度設置不當     合理調整模溫和注塑溫度
          ③.潤滑劑、脫模劑使用不當     減少脫模劑用量
          ④.嵌件位置設置不當或未預熱     優化設計并對嵌件預熱
          ⑤.材料選擇牌號不對     選擇適用于厚壁成型的料

        來源:上海璟鈺實業有限公司
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        王小雙
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