注塑生产工艺知识
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注塑生产工艺知识
一﹒注塑生产的概念
注塑是塑料成型的一种重要方式﹐其过程是将塑料粒从注塑机料斗中送入料筒﹐料粒在受热及螺杆旋转剪切作用下呈熔融的流动状态﹐这时再由螺杆推进熔胶﹐并通过料筒前端喷嘴注入成型塑件的模具中﹐等冷却出模后得到预期的塑件制品﹐事实上﹐一个完整的注塑生产过程还应包括一些辅助工序﹐如所附流程图的说明﹔
注塑生产流程图﹔
塑料模 注塑模 焗 料
注塑成型 脫 模
去水口
制 品
檢 查
合格品 不合格品
包 裝 流道廢料
打料粉碎
全新料 配料著色 塑膠料
混合 * *注塑生产可采用半自动和全自动两种生产形式﹐而手动形式只是在调机时采用.
二﹒注塑生产的条件﹔
获得优良注塑的先决条件
(1)﹒性能可靠的注塑机﹒
(2)﹒满足使用要求的辅助设备﹒(干燥机﹒冻水机﹑混料机等)
(3)﹒选择适用的塑料﹒
(4)﹒优良的注塑模具﹒
(5)﹒高素质的调机技术人员﹒
1﹒注塑机
目前我厂生产车间注塑机主要为震雄机器厂有限公司生产的机器﹐下表列出相关规格参考﹒
注塑机型 一次最大注射容量 哥林柱宽度 台 数
JM4MKⅡ 4A 350 42
JM-4 4A 350 10
JM88MK3-C 4A 365 11
JM128MKⅢ 9A 410 7
JM-10 10A 410 3
JM12MKⅡ 12A 405 18
JM168MKⅢ 14A 465 17
JM-14 14A 445 1
JM218MKⅢ 21A 510 8
JM268MKⅢ 38A 550 4
JM368MKⅢ 39A 700 1
(1) 注塑机基本结构
注塑机包括﹔注射系统﹑锁模系统及注塑模具三大部分组成﹒
各部分的作用列述如下﹔
a) 注射系统
是注塑机最重要的部分﹐包括加料装置(料斗)﹑料筒﹑螺杆及喷嘴等部分﹐其作用是使塑料均匀地塑化﹐并在很快速度和较高压力下通过螺杆的剪切塑化推动射入模具﹒
b) 锁模系统
在注塑机上实现锁合模具﹐开启模具和顶出制件的机构﹐现用注塑机为液压--双曲肘型﹒ c) 注塑模具(另述)
2﹒生产辅助设备﹔
(1) 干燥器
由于塑料高分子大都含有亲水基因﹐易吸水致成型产生银丝﹑气泡﹑水纹等缺陷﹒故基本上都需要干燥﹐根据材料的性质特点来选择相应的焗料条件(请参见附件(1)<>)
(2) 冻水机(WATER CHILLER)
通过控制冷却水温度(一般使用零上10℃左右)来控制模具的工作温度﹐本厂现时用的型号为﹔20ST-05W(恒星工业冷水机)
(3) 碎料机
将脱离的流道或报废塑件打碎成为水口料以回用于生产﹐打料时注意不同种类的料分开不能杂合﹐环境要保持干净﹐防受污染﹒
(4) 混料机
将按配比秤量后的塑料原料﹐水口料(若需要加入)及色粉/色种通过机械搅拌﹐混合均匀﹐以使成型塑件着色﹐强度一致﹒
色粉与色种混色的特点比较﹔
色粉混色 色种混色
1﹒色粉成本低
2﹒设备简单﹐投资少
3﹒配色方便﹐适应性强 1﹒扩散性好﹐颜色稳定性好
2﹒操作简单﹐清洁容易﹐混色工作量小
1﹒色粉分散性差﹐色稳定性差
2﹒粉尘飞扬﹐污染环境
3﹒改变颜色时清洁工作困难 1﹒色种成本较高
2﹒颜色均匀性仍不十分理想
附录(1)
常用塑料材料干燥条件
塑 料 焗料温度(℃) 焗料时间(HRS)
ABS 80~90 3~4
POM 90~100 1~2
PMMA 80~90 2~3
离子交换聚合物SURLYN 70 7~8
NYLON 80~90 4~5
PC 120 3~4
SAN 80~90 3~4
PBT 120~150 2~3
热塑性弹体 90~100 2~3 热塑性橡胶
TPR(SANTOPRENE) 70 2~3
聚氨酯 80~90 2~3
附录(2)
塑料着色性比较
塑料名称 颜 色 透明状况 可染色种类 热稳定性 迁移性
PE 白 色 半透明 半透明﹑珠光﹑不透明 稳 定 易
PP 白 色 半透明 半透明﹑珠光﹑不透明 稳 定 易
GPPS 无 色 透 明 透明﹑半透明﹑珠光﹑不透明 稳 定 无
HIPS 白 色 不透明 不透明 稳 定 无
AS(SAN) 无 色 透 明 透明﹑半透明﹑不透明 不稳定 无
ABS 微黄色 不透明 不透明 易变色 无
HBS 无色至微黄 透 明 透明﹑不透明 稳 定 无
PMMA 无 色 透 明 透明﹑半透明﹑珠光﹑不透明 稳 定 无
PC 无色至微黄 透 明 透明﹑半透明﹑不透明 稳 定 无
PA 白色至微黄 半透明至不透明 半透明﹑不透明 稳 定 无
POM 白色至微黄 不透明 不透明 稳 定 无
PBT 白 色 不透明 不透明 稳 定 无
PVC 白 色 透明 透明﹑半透明﹑珠光﹑不透明 易变色 易
*** 塑料差色时注意的几个问题﹔
1﹒PE﹑PP﹑PVC﹑GPPS﹑PMMA﹑SAN﹑PC﹑PBT染不透明色时需加入钛白粉﹒
2﹒PVC﹑GPPS﹑SAN﹑PMMA﹑PC染透明或珠光色时不得加入钛白粉﹐锌钡白或其它无机物﹒
3﹒需注意多种色剂用于PE﹑PP﹑PVC时会发生不同程度的迁移现象﹐选用时注意﹒
4﹒由于ABS﹑SAN类中有A(丙烯月青)组份﹐而月青氨基(-CN)会引起着色不理想(色不稳定﹐不够鲜艳)﹐另一方面﹐A组份会使熔体粘度增大﹐摩擦剪切热较多﹐所以对色剂的耐热性要求较高﹒
5﹒PMMA及PC因含有酯基而易水解﹐故混色后在成型前彻底给予干燥﹒
6﹒PA中含有极性很强的酉先胺基﹐吸水性强﹐故混色后在成型前亦必须彻底进行烘焗﹒
7﹒因PVC(尤其是软PVC)中含有大量的增塑剂﹐热稳定剂等添加剂会使着色鲜艳性差﹐而且添加剂的析出易使色剂渗出发生迁移现象﹐另外﹐PVC在高温下分解出的氯化氢(HCL)也会使色剂颜色发生变化﹒
三﹑啤塑(注射)成型原理概述
(一)﹒成型过程的描述
a. 塑料原料粒经过注塑机(啤机)料斗进入料筒
b. 料粒在料筒中受热力及螺杆剪切力的塑化作用熔化成流态
c. 流态溶胶在注射机螺杆推动下以较高压力和较快速度通过一个狭小喷射嘴
射入闭合的模具型腔内
d. 经模具的散热冷却(过程中施以保压等控制)﹐熔体凝固硬化
e开启模具﹐在顶处系统作用下﹐得到与模具型腔一致的胶件﹒
总之﹔注射过程包括加料﹑塑化﹑注射﹑保压﹑冷却和脱模等步骤﹒
(二)﹒成型前的准备工作
1﹒对原料粒的干燥处理
胶粒高分子含亲水基因﹐易吸湿而使胶件产生银纹﹑夹水纹﹑气泡等缺陷﹒
一般说来结晶性塑料(PE﹑PP﹑POM等)较非结晶性塑料(PMMA﹑PC等)吸水性小﹒
2﹑料筒的清洗﹔
更换新的塑料需在注射成型前清洗残留在料筒内的旧料﹐以保证性能﹒
料筒清洗剂﹔适用于温度在180℃〜280℃的各种热塑性塑料﹒
3﹑脱模剂的选用
为帮助顺利脱模﹐生产上可用雾化脱模剂控制最佳使用量﹒
(三)﹑注塑机操作程序
1﹑利用注塑油缸液压活塞将螺杆向前推进﹐由螺杆端部将溶胶推出喷嘴﹐注塑入模﹒
2﹑注塑模内充满塑料并在注塑压力下固化﹒
3﹑螺杆旋转﹐在不断将料斗落下料粒曳入料筒的同时﹐螺杆后退让料筒中的料在外热及剪切摩擦热下进行塑化﹒最后将塑化好的溶胶定量地输送并﹒贮存到螺杆端部﹐等待下一轮注射﹒
4﹑开模取出固化了的塑件﹐合模准备下一轮注射﹒
以上1﹑2﹑3﹑4是连续﹑周期性进行的﹒
(四)﹑注塑工艺
注塑成型主要工艺参数﹔温度﹑压力﹑时间﹒
准确而稳定的注塑工艺是保证塑件质量的充要前提﹒
调整工业条件时﹔按照压力──时间──温度顺序﹐不应同时变更两个或两个以上参数﹒
1﹑温度
注塑成型工艺需控制的温度有﹔1﹒料筒温度 2﹒喷嘴温度 3﹒模具温度
其中料筒温度和喷嘴温度主要影响塑化和流动 模具温度﹒主要影响流动和冷却定型﹒
a. 料筒温度 一般自后至前逐步升高﹐以使均匀塑化﹒
b﹒喷嘴温度 通常略低于料筒最高温度﹐防止喷嘴发生“流涎”现象但亦不能太低,,以防早凝堵塞﹒
c﹒ 模具温度 模具温度的选择与塑料特性﹑制品结构﹑尺寸性能要求均有关系
2﹑压力﹔
注射成型过程中需控制的压力有﹔a注射压力﹑b塑化压力(背压)﹒
a﹒注射压力﹔
注射压力是指螺杆顶部对熔胶施加的压力﹐其作用是克服熔胶自料筒流向型腔的流动阻力﹐使熔体具有一定的充模速度并对熔体进行压实地﹒注射压力的大小与塑料品种﹑注塑机类型﹑制品结构及其它工艺参数有关﹒
b﹒塑化压力(背压)﹔
螺杆顶部熔胶在螺杆转动后退受到的压力﹐亦称背压﹒
背压通过调节液压缸的溢流阀来调节﹐增大背压﹐可以提高熔体温度﹐使温度均匀﹐但会减小塑化速率﹐延长成型周期﹐可能导致塑料降解﹒一般宜取低背压(0.5Mpa不超过2Mpa)
3﹑时间(成型周期)
─ 充模时间
注射时间──
- 保压时间──
成型周期 ── 闭模冷却时间────────总冷却时间
其它时间(开模﹑脱模等)
其中﹔a.注射时间和冷却时间是基本组成部分﹐注射时间和冷却时间的多少对塑件质量有决定性影响﹒
b.充模时间一般不长﹐不超过10S﹒
c.保压时间较长﹐与胶件壁厚相关﹐通常以塑件收缩最小取最佳保压时间﹒
d.冷却时间主要取决于制件的壁厚﹑模具温度﹑塑料热性能及结晶性能等﹒
* 注射速度的控制﹔
注射速度通过调节单位时间内向注射油缸供油多少来实现﹒
A﹑低速注射﹔需较高注射压力(因熔胶粘度﹑流动阻滞大的原因)
a. 优点﹔ 流速平稳﹐剪切速度小﹐塑件内应力低﹐尺寸较稳定﹐亦有助于避免缩水凹陷﹒
b 缺点﹔ 充模时间延长﹐制件易分层和出现熔结痕(即夹水纹)﹐影响外观﹐亦使机械强度大大降低﹒
B﹑高速注射﹔
a. 优点﹔ 快速充满型腔﹐料温和粘度下降很小﹐可采用低的注射压力能改善制件光泽度﹑
平滑度﹐改善夹水纹﹑缩水等现象﹒
b.缺点﹔ “自由喷射”的涡流混入空气使制件有气纹﹐气泡(透明件明显)排气不顺而“困气”
烧焦﹑泛黄﹐脱模困难速度紊乱易使透明件不透明﹐增加了内应力胶件易变形翘曲等﹒