注塑工艺的设定原则:工艺参数及问题解决(简单又全面)老师傅的心血

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注塑工艺的设定原则:工艺参数及问题解决(简单又全面)

一、总述

开始时,一般应先选用在低压、低速和长时间的条件下成型,欠注时应根据原料的特性确定是提高压力速度还是温度,在高速和低速都能注满的情况下,除了加 GF 的例外,一般应采 用低速注射,注射时应尽量使制品留在有顶出机构的一侧,防止粘模,高压只针对:

a.粘度高的料;b.薄壁而投影面积大的制品;c.加 GF 的增强原料。

压力与温度的搭配:在高压下 一般采用低温,而低压时应相应地提高熔料的温度。在塑化方面,对粘度高而热稳定性能差 的料,应采用较慢的螺杆转速和小的背压,对粘度小热稳定好的料应用高速大背压来预塑。 在喷嘴温度合适的情况下应采用固定形式可提高生产的效率,但是在其温度太高或太低时应 选取注射后座退的形式。对于注射时的控制方式,熔料流动性好的可采用时间控制;而流动 性差的则应采用位置控制。

二、多级注射

注塑机的螺杆在向模具推进熔体时,要求在不同的位置上有不同的注射压力和不同的注射速度的工艺参数的控制方式,这个注射工艺过程就是多级注射工艺。 通过多级程序控制注塑成型机的油压、螺杆位置、螺杆转速,能谋求改善成型件的外观不良,改善缩水、翘曲和毛边的对应措施,减少各模每次注射成型件的尺寸不均一。

多级控制的效果

成 型 条 件效 果
注 塑 速 度防止浇口部位的气纹/流纹,防止锐角的流动痕迹,防止模芯的倒塌, 防止毛边。
二 次 压 力减轻内应力变,防止缩水。
螺 杆 转 数计量的稳定性
背 压计量的稳定性

设定多级注射程序的方法:

一般的塑件注塑时至少要设定三段或四段射胶才是比较科学的。水口流道为第一段、进浇口 处为第二段、产品进胶到 90%左右时为第三段、剩余的部分为第四段(亦称末段)。 对于结构简单且外观质量要求不高的胶件注塑时,可采用三段射胶的程序。但对结构比较复 杂、外观缺陷多、质量要求高的胶件注塑时,需采用四段以上的射胶控制程序。

2.1、设定几段射胶程序,一定要根据流道的结构、浇口的形式/位置/数量/大小、注塑件结构、产品质量状况及模具的排气效果等因素进行科学分析、合理设定。

2.2、多级注射位置的选择方法:

a、计算重量法 总重量=所有胶件部分的重量+流道部分的重量 注射时的射胶量即为总重量,一段射胶位置即为流道部分的射胶量;二段射胶位置即为产品走胶 90%时的射胶量;三段为末段的射胶量。

b、调试观察法 根据自己的初步估计,将注射时所找位置点的压力/速度设为零,观察实际走胶的位置,再根据实际情况进行微调,直至找到你要选择的位置。

三、有关压力

指注射时建立在螺杆头部(计量室中)的熔体的压强。熔体在模腔内产生的压力也叫内 压力。压力的发生是前阻后推的结果。

四、有关速度和速率

速度是指螺杆前进将熔料推进到模腔时的速度,也指单位时间内螺杆前进的距离,即螺杆的 轴向速度。速率是指单位时间内注入模腔中熔体的容积,又可说是熔体的流率。

五、有关保压

在注射压力完成后而进行的补缩阶级,熔体继续进入,以保证型腔中熔体的压力不变,和补 充模腔内制品因收缩而固化的余量,以防缩痕。又称二次压力,控制着制品的尺寸和密度。 保压过大将使脱模困难,产生大的内应力,有关其时间的确定说法不一。

六、关于背压

6.1、适当调校背压的好处

a、 能将炮筒内的熔料压实,增加密度,提高射胶量、制品重量和尺寸的稳定性。

b、可将熔料内的气体“ 挤出”,减少制品表面的气花、内部气泡、提高光泽均匀性。 减慢 螺杆后退速度,使炮筒内的熔料充分塑化,增加色粉、色母与熔料的混合均匀度,避免制品 出现混色 现象。

c、减慢螺杆后退速度,使炮筒内的熔料充分塑化,增加色粉、色母与熔料的混合均匀度,避 免制品出现 混色 现象。

d、适当提升背压,可改善制品表面的缩水和产品周边的走胶情况。

e、能提升熔料的温度,使熔料塑化质量提高,改善熔料充模时的流动性,制品表面无冷胶纹。

6.2、背压太低时,易出现下列问题

a、背压太低时,螺杆后退过快,流入炮筒前端的熔料密度小(较松散),夹入空气多。

b、会导致塑化质量差、射胶量不稳定,产品重量、制品尺寸变化大。

c、制品表面会出现缩水、气花、冷料纹、光泽不匀等不良现象。

d、产品内部易出现气泡,产品周边及骨位易走不满胶。

6.3、 过高的背压,易出现下列问题

a、炮筒前端的熔料压力太高、料温高、粘度下降,熔料在螺杆槽中的逆流和料筒与螺杆间隙 的漏流量增大,会降低塑化效率(单位时间内塑化的料量)。

b、对于热稳定性差的塑料(如:PVC、POM 等)或着色剂,因熔料的温度升高且在料筒中受热时 间增长而造成热分解,或着色剂变色程度增大,制品表面颜色/光泽变差。

c、背压过高,螺杆后退慢,预塑回料时间长,会增加周期时间,导致生产效率下降。

d、背压高,熔料压力高,射胶后喷嘴容易发生 熔胶流涎 现象,下次射胶时,水口流道内的 冷料会堵塞水口或制品中出现冷料斑。

e、在注塑过程中,常会因背压过大,喷嘴出现漏胶现象,浪费原料并导致射嘴附近的发热圈 烧坏。

f、预塑机构和螺杆筒机械磨损增大。

七、有关温度

7.1、在工艺上控制的温度有五个:

a.机筒温度;b.烘料温度(见下表);c.模具温度;d.喷嘴温度;e.油温。

7.2、温度的设定应注意:

a.料的熔化、成型、分解温度;b.所用料的粘度;c.注塑机的类型;d.制品的结构与模具的特点等。

对于机筒的温度,在中间的压缩段前半部的设定应低于材料的熔点,后半段和计量段应高于 其熔点并使料达到融熔,高温有利于提高塑料的透明度、光洁度和减少内应力,应用于薄壁、结构复杂、带有镶件的制品,低温时,塑料则呈现出脆性。事实上,注塑机的预塑始终面临着外加热能和机械输入功率之间的比例调节问题。对于喷嘴的温度,低一点可以防止流涎, 但过低却易堵塞和产生冷料。对于模具的温度,应低于材料的玻璃化温度和热变形温度,对 于无定型原料主要是影响到粘度和冷却时间,可采用较低的模温,但粘度大的应采用高温, 以防止凹陷、产生内应力和开裂。

7.3、原材料干燥工艺

a.适用范围: 各种塑料粒子的干燥

b.使用设备: 热风循环料斗式烘筒

c.工艺内容:

c.1.将塑料粒子开袋后直接加入热风循环烘筒内;

c.2.按不同塑料粒子干燥工艺,设定其干燥温度;

c.3.连续使用过程中,料筒中原材料在到达红色警戒线前必须对料筒中的材料进行补充。

d.各塑料粒子干燥工艺参数表:

材料名称干燥温度(℃)干燥时间(H)
PC 普通级120±103—8
PC-HT(耐热级)150±103—8
37290±103--8
PC/ABS120±103--8
PP、PP 改性填充材料90±102--8
ABS90±102--8
PMMA90±103--8
PBT 改性填充材料140±104--8
PBT/PET 填充材料140±104--8
PA6、PA66 改性填充材料140±104--8
PA690±103--8
PA66120±104--8
POM90±101--8

 

PC/ASA120±103--8
PC/PBT120±103--8
PC/PBT 填充材料120±103--8
PPS 填充材料150±104--8

备注:①烘料时间不得超过干燥时间的上限时间。②每种产品生产加工前均需在料桶上设定红色警戒线,红色警戒线以下的原料应能保证产品生产时间大于原料干燥时间的下限。

7.4、常用塑料的注塑工艺参数

7.4.1、聚丙烯(PP)

料筒温度  喂料区   30~50℃(50℃)

区 1      160~250℃(200℃)

区 2      200~300℃(220℃)

区 3      220~300℃(240℃)

区 4      220~300℃(240℃)

区 5     220~300℃(240℃)

喷嘴      220~300℃(240℃)

7.4.2、尼龙 6(PA6)

料筒温度 喂料区 60~90℃(70℃)

区 1 230~240℃(240℃)

区 2 230~240℃(240℃)

区 3 240~250℃(250℃)

区 4 240~250℃(250℃)

区 5 240~250℃(250℃)

喷嘴   230~240℃(250℃)

7.4.3、尼龙 66(PA66)

料筒温度 喂料区 60~90℃(80℃)

区 1 260~290℃(280℃)

区 2 260~290℃(280℃)

区 3 280~290℃(290℃)

区 4 280~290℃(290℃)

区 5 280~290℃(290℃)

喷嘴      280~290℃(290℃)

7.4.4、聚对苯二甲酸丁二(醇)酯(PBT)

料筒温度 喂料区 50~70℃(70℃)

区 1 230~250℃(240℃)

区 2 240~260℃(250℃)

区 3 250~260℃(260℃)

区 4 250~260℃(260℃)

区 5 250~260℃(260℃)

喷嘴 250~260℃(260℃)

7.4.5、聚对苯二甲酸乙二(醇)酯(PET)

料筒温度 喂料区 50~70℃(70℃)

区 1 240~260℃(250℃)

区 2 240~260℃(250℃)

区 3 250~290℃(270℃)

区 4 250~290℃(270℃)

区 5 250~290℃(270℃)

喷嘴 250~290℃(270℃)

7.4.6、聚碳酸酯(PC)

料筒温度 喂料区 70~90℃(80℃)

区 1 230~270℃(250℃)

区 2 260~310℃(270℃)

区 3 280~310℃(290℃)

区 4 290~320℃(290℃)

区 5 290~320℃(290℃)

喷嘴 300~320℃(290℃)

7.4.7、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)

料筒温度 喂料区 40~60℃(50℃)

区 1 160~180℃(180℃)

区 2 180~230℃(210℃)

区 3 210~260℃(240℃)

区 4       210~260℃(240℃)

区 5       210~260℃(240℃)

喷嘴      210~260℃(240℃)

7.4.8、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(ABS/PC)

料筒温度 喂料区 50~70℃(70℃)

区 1 230~250℃(250℃)

区 2 250~260℃(260℃)

区 3 250~270℃(265℃)

区 4 250~270℃(265℃)

区 5 250~270℃(265℃)

喷嘴 250~270℃(270℃)

7.4.9、有机玻璃(PMMA)

料筒温度 喂料区 60~80℃(70℃)

区 1 150~200℃(190℃)

区 2 180~220℃(210℃)

区 3 200~250℃(230℃)

区 4 200~250℃(230℃)

区 5 200~250℃(230℃)

喷嘴 200~250℃(230℃)

括号内的温度建议作为基本设定值

八、缺陷的成因及解决方法

8.1、水丝

A.背压过紧,导致浇口住外溢料,原料无法顺利进入型腔,而因阻力太大,过热分解; B.射出速度降低,以避免原料因过热而分解; C.采用多级注射方法,由慢到快注射成型;D.扩大进料口(浇口)的尺寸; E.储料时间不能超长,储料速度不能过快,避免原料过热分解; F.背压太紧或螺杆上有包料,导致螺杆在储料时,原料难入螺杆,而使储料时间超长,原料过热分解;G.由于原料在流经模具内部的突变部位时,而产生的流痕(水丝),采用在此处突然降速度后流过,再增加注射的速度,可消除此缺陷,关健在于射出时,经过此位置的寻找; H.背压过松,导致在储料时,有空气进入螺杆而产生的块状水丝,可通过调整储料背压来消 除此缺陷; I.喷咀处的冷料进入型腔,导致产品表面产生水丝,可通过调整一级注射的位置(低速度注 入),刚好控制住冷料在流道当中,而不会进入产品表面,这样消除因冷料进入模腔而导致产 品表面的缺陷。

8.2、缩瘪、缩水、缩痕

由塑胶体积收缩产生,常见于局部肉厚区域,如加强筋或柱脚与面交接区域。 A.注射压力、保压压力不足、塑胶熔体补缩不足,一般情况下:注射分段进行,先高压高速 充填 95%左右,再低压低速将产品充满,然后再保压。 B.保压压力保持时间不足,塑胶熔体补缩不足,同时也容易造成回流 C.注射速度过慢,塑胶熔体补缩不足。D.注射量不足。 E.料温、模温偏高,冷却慢,塑胶冷却收缩完全后而产生收缩下陷。 F.流道、浇口尺寸偏小,压力损失增大,同时浇口凝固太早,补缩不良。 H.局部肉太厚。

H.注塑机的 CUSHIONVOLUME 不足或止逆阀动作不畅时,产品壁厚不均匀也会产生缩水,产品 表面有波浪现象。

8.3、烧焦

A.困气区域(壳体)加强排气,使空气及时排出。 B.降低注射压力,但应注意压力下降后注射速度随之减慢,容易造成流痕及熔接痕恶化。 C.采用多段控制填充,在成型过程末端采用多段减速方式以利气体排出。高压高速充填后, 迅速转低压低速将产品充满。D.采用真空泵抽取型腔内的空气,使型腔在真空状态下填充。 E.清理排气槽,防止堵塞。 F.浇口太细或太长,导致塑胶降解。 G.原料受热时间过长,加热温度过高,导致原料高温分解。

8.4、飞边、毛边、批锋

A.高压高速射出,导致模具弹性变形,分型面产生缝隙而使产品产生飞边,采用二级注射,先高压高速再低压低速注射,以达到低压时,模具弹性回缩的目的,消除飞边; B.锁模力不足,射入型腔的高压塑胶使分模面或镶件配合面产生间隙,塑料熔体溢进此间隙。 C.异物附着分模面,导致合模有间隙。D.浇口尽量不要太靠近镶件/嵌件。

8.5、冷料纹

A.一段射出压力太小,导致一段注射时,并未将冷料控制在流道内,而使其在二级注射时流 入到产品表面;B.一段速度过慢或过快,也会导致上述现象的发生; C.一段射出结束位置太大,导致冷料并未打完就进行了二段注射,这就导致高压高速下,冷 料进入到模型腔内(反之,位置太小的话,在浇口边产生水波纹); D.模温或喷咀温度过低,导致冷料;E.冷料穴(流道)太小,设计不合理。

8.6、熔接缝

A.减少浇口数量。 B.在熔合部附近增设材料溢料井,将熔合线移至溢料井,然后再将其切除。 C.调整浇口位置(壁厚不均匀)。 D.改变浇口位置、数目,将发生熔合线的位置移往他处。

改善 A.在熔合线区域加强排气,迅速疏散此部分的空气及挥发物。 B.升高料温与模温,增强塑胶的流动性,提高融合时的料温。 C.提高注射压力,适当增加浇注系统尺寸。 D.增大熔接线处的射出速度。 E.缩短浇口与熔接区域的距离。H.减少脱模剂的使用。

8.7、流痕

A.主要为有花纹的产品,或产品结构特殊,料流经此处时产生突变,而使产品表面产生料流 痕。在注射时主要通过调整注塑工艺,采用分级多段注射,在此处的位置确定是最关键的一 步,找准射出途经该处的位置后,急降压力及速度,以避免原料在此处流动过急,从而使其 在此处平缓流动,过后再高速高压将产品注满。B.残留于注塑机喷嘴前端的冷材料,若直接进入型腔内,将造成流痕。射出时需注意分级设置,一级注射低压低速,将冷料控制在流道内。 C.塑胶熔体温度低,则粘度增大而发生流痕。 D.模温低则夺走大量的塑胶熔体热量,使塑胶熔体温度下降,粘度增大而发生流痕。 E.射出速度过慢,填充过程塑胶熔体温度降低增多,粘度增大而发生流痕。

8.8、变形

A.肉厚不均、冷卻不均。塑胶的冷却速度不一样,冷却快的地方收缩小、冷却慢的地方收缩 大,从而发生变形。B.料温高(不易冷却),收缩大,从而变形大。 C.射出压力大,保压压力大,导致产品内部的分子链排向僵硬(在压力作用下,被强制排列), 这种非自然排向状态,使产品在出模后,因分子链的排向要趋于自然状态,导致产品收缩变 形。D.不同的材料制件在被强制熔合后,因材料的收缩率不一样,导致产品在熔接处产生内应力, 从而导致产品变形,严重情况会产生不规则裂缝。 E.材料相同,则应力相对较小。另外,制件在预热后,再进行熔合,应力也会降低。

8.9、粘模、浇口断

A.抛光不良。 B.脱模斜度不够。C.筋多、倒扣。需有良好的脱模斜度。 D.顶针数量不足。顶出速度过快。顶出未进行延迟,导致抽真空粘模。 E.过充、过保压。或由射胶转换为保压太慢,导致充填过度,胀模而粘模或浇口胀死。 F.改善冷却。避免局部模温太高,导致收缩不均,而粘模或浇口断。 G.粘定模的情况下,可通过设定定模温度高于或低于动模温度来改善。

九、其他

9.1、热流道模具温度的设定及注意点 a、为避免原料在流道中过热分解产生水丝,设置温度时考虑将点浇口(出料口)的温度加高, 流道板的温度略低,这样原料可顺利从点浇口处流出,若设置时未考虑到这一点,则会导致原 料因流道板的温度太高而分解产生水丝,或因点浇口温度太低而导致原料在射出的瞬间出不 来,在内部因过度剪切(产生高温高热)而分解。b、另外,如果点浇口(出料口)的温度较低,而流道板的温度较高的话,原料在热流道内短时间内出不来,这样就导致原料受高温而分解,发生突然喷射(爆炸)事故。

9.2、调试原则

a、注射参数的设定:注射压力小,速度慢,注射时间长,冷却时间比正常生产时短 5~15S 左右,开模的速度要慢,顶 出速度要慢;

b、模具表面的防锈油处理方法: 用干净棉布擦净动模、定模一边的防锈油(型腔及分型面),尤其是动模一边的油污要特别处 理干净,以防(动模失去拉力)粘在定模; 开始注塑第一模前,在动模及定模一边喷少量脱模剂,(一般定模一边需多喷一些)以防止产品第一模就粘在模具上,导致试模无法正常进行。

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