塑胶射出成型条件与调整之基本概念.docx
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塑胶射出成型条件与调整之基本概念
塑料射出成型条件与调整之基本概念
壹、成型条件决定之五大因素
成型条件主要由压力、速度、位置、时间及温度等五种组成.并由此互五种因素相互调配而完成一个属于成品质量可接受的成型条件.其中即有压力必有速度、位置、时间的配合,若其中有一项设定为零时,则无法有其功能的产生.
贰、成型条件的三大主要压功能之说明:
(一)一次压力(即射出压力)
射出压力可以说是射出成型中,最重要的参数之一.在射出成型阶段时,螺杆像柱塞般移动,使射出压力建立在螺杆前端熔体上.射出压力影响了螺杆前进速度及把塑料充填模穴内的过程,且在很短的时间内,由零(或是系统最小之压力)升高到所要的压力,而这个压力由在射嘴、浇道、流道及模穴中之熔体的流动阻力来决定.在喷嘴及浇注系统中的阻力太高,会建立高的射出压力,使得模穴充满后的压缩阶段的起始点难以办识.相反地,如果流动阻小很小时,压缩阶段起始点就很容易区分.射出压其功能在填充模穴内各角落,使其呈现饱模状况,若压力速度配合得宜时,其完成时间约在1~2秒内完成.
(二)、二次(压即保持压)
其功能在防止原料回流所继续提供的压力,其作用为使成品密度增加,不易缩水并防止变形的产生,但若保压过大,时间太长,则会产生内应力的现象,若内应力太高时,可利用保压段数实施退火处理解决.
保持压力的大小及期间成形品尺寸精度及外观质量优劣有大的影响.同时也决定塑品与模穴表面的复制性.最佳的压力值可由塑品尺寸及缩水情况判熂决定,而保压时间长短通常是猜测的.模穴压力如果能量测到则其可提供可靠的信息,只要浇道、浇口或任何狭窄通道尚未凝固,改变保压之大小及时间对模穴压力将会有影响,在浇口封住(固化)之后,就没有任何的影响.
(三)、三次压(即背压)
在塑化过程中,当螺杆头前端,塑料囤积至一定量时,便会顺应为了继续囤积的需求,产生一反作用力,将螺杆慢慢往后推.当此反作用力遇到阻力时,背压表指针便开始爬升,此阻力我们称之为背压,背压可在射出唧简后退行程中,以油压回油油路的流量调整阀加以控制,并可由背压表读取此值数,此控制用来减缓螺杆后退之速度,并可测计量区的反作用力,如果当背压太大将会造成螺杆不退原地空转,迫使塑料从喷嘴流出,因此一般背压使用很少超过35kg/cm2背压的主要作用为:
●增加背压,可增加螺杆对熔融树脂所做的功.
●增加背压,可提高熔融温度及其均匀程度.
●增加背压,可消除未熔的塑料颗粒.
●增加背压,可增加料管内原料密度及其均匀程度.
由以上可知背压的优点.不过增加背压却会降低螺杆的出力,而且也会破坏玻璃纤维的长度并且改变下班的特性,不得不注意.若依螺杆而言,在没有加阻料环的情况下,通常螺沟愈深,则输出量对射出压力詷整会相当敏感,背压的作用亦非常明显,反之深浅则输出量对射压调整并不明显,机械背压的感应也就罗不敏感.背压常被运用来提高料管理温度,其效果最为显著.
参、射出至保压力的切换:
A:
B:
C:
D:
↑从射出阶段到保压阶段无切换点的射出成形↑切换廷迟切换提早正确的切换,从射出至保压是平顺的转换
模具卸料(材料回料管)↑用保压力充满模穴↑
时间→时间→时间→时间→
模穴内压曲线及影响的因素(a)轴赂移动速度(v)(b)模具温度(t)(c)浇口几何形状(d)压力传感器与浇口的距离(g)
由于有关模穴的内压力数据一般都不可靠,而使压压力切换点的选择经常是不正确的.
列出四种基本的可能性:
(a)没切换的射出
(b)切换较迟的射出
(c)切换较早的射出
(d)较佳切换的射出
如果最后压力越近于填充压力时,不用保压压力切换点的操作是可行的,这操作大部分发生于有小的浇口及有大的流向长/厚度比的塑品.
即使浇口很大,相对地要求达到高的射出速度,而发生延迟切换的机会很大,其经常伴随着高度挤压的危险.除了对尺寸及毛边的不良影响,延迟切换是造成模穴边缘变形及夹模单元超负载的危险的主因.继而造成对系杆(大柱)的永久性伤害,甚至于长期运转后会继裂而报废.
当从高的射出压力切换到较低的保压压力时,会造成熔体的回流,而在塑品内部形成不好的应力排列,若保压压力于浇口塑料固化前被切掉,也会有同样的状况.
压力逆传的现象表示提早切换至保压压力,充填过程中的平衡,发生在偏低的保压压力状况,且因而降低射出速度.在切换瞬间,会造成短暂的流动停而使产品的表面产生令人压烦贩痕迹.
从射出压力切换至保压压力的决定有三个主要方法,而其与后列三项有关:
(1)时间、
(2)位置、(3)模穴压力.
(一)、利用时间切换
此方法是从射出起始点开始计时,经过预定设定的时间,即送出一信号.此法不考虑在螺杆前端熔体的压缩性及其粘滞性、进料的准确性、射出速度变化、其中油压压力会造成螺杆位置偏移(进料结束点保压起始点)及其它相关的行程(进料行程、射出行程).最成结果是大变化性的质量规范,尤其是有关成型品的重量尺寸.因此,利用时间切换,原则上是不适当的,不用怀疑,它是所有方法里最糟的选择.
(二)利用位置
这种方法由证实是有用的且广泛被应用,切换信号是经由保压压力换位置的极限开关所送出.如果射出行程大部分维持固定,则切换点可视同每次皆在相同充填容积下发生.这种方法在保太行程很短的情况下会出问题,危险的是小的变化阻止每次的切换动作,在此情况下,最好还是完全不要有切换过程.此外包括进料行程的变化,极限开关的不准确,止逆阀的失效、不同的熔体粘度都会造成此方法出现问题.
(三)、利用模穴压力切换
最近几年,利用压力切换的方法已被成功地使用,即使是在最糟的实际生产条件下.模穴压力在达预设之压力时,去作动切换功能其优点是有稳定可靠的切换信号,而此信号
是基于绝对量的压力值所产生,使得切换更有效率.采用压力监视,可使螺杆行程和止逆阀功能的影响被排除.此种方法和两种方法一样不能对液压油、熔融塑料、模具等作温度变化补偿,或是射出速度的变化被赏.
在压缩阶段压力快速上升用此种方法更具效率,因为在此状况下特别精密及适时的切换可强制性地避免压力峰的出现.在多种成形种类之中,此法特别适合用于那些分模面宽广及不允许毛边出现的情形,例如设备的平面盖板,其只有一点深度.
肆、一般工程塑料成型不良原因及解决方法
一、聚碳酸酯(PC)
不良
现象
原因
解决方法
空
孔
(1)含有水份
(2)真空气泡,乃因肉厚部的急冷,及收缩
时的几度变化所产生的.
(1)胶粒的干燥强化.
使用真空除湿器
(2)消除偏肉,降低料筒温度
加大浇口并降低射出速度
增加射出压力.
银
痕
(1)熔融树脂中的气泡,在模具上所产生的
不良现象.
(2)胶粒熔融时,其间的空气亦随着一起射出.
(1)胶粒充份干燥.
(2)增高背压降低射出压.
合
胶
线
(1)模具温度不适当.
(2)模穴部的排气不良.
(3)成型条件不适当.
(1)提高模具温度.
(2)模穴内设置排气装置.
(3)提高料管温度增加射出压力
收
缩
下
陷
(1)肉厚不适当.
(2)保压压力不适当.
(3)成型机的容量不足.
(4)模具温度及冷却时间的调配当.
(5)浇口尺寸及喷嘴口径不适当.
(6)成形条件不适当.
(1)消除偏肉.
(2)增加保压压力.
(3)使用较大型的成形机.
(4)模具温度过高时,则予以
降低,并增加冷却时间.
(5)加大浇口,及喷嘴口径.
(6)减低射出速度.
烧
焦
(1)螺杆、料筒设有滞留部
(2)料管、喷嘴、螺杆头等的螺纹部有树脂歼留.
(3)成形机料筒内的滞留时间长.
(4)模穴内排气产生压缩现象时.
(5)螺杆是卷入空气,产生压缩而发热.
(6)螺杆的压缩比不适当.
(1)消除死角经防止材料滞留.
(2)更换螺杆料管.
(3)使用容量最适当的成形机.
(4)增加排气孔或溢料池.
(5)降低进料段温度,并增高背压.
(6)使用压缩比小的螺杆.
不良
现象
原因
解决方法
浇口
部的
模糊
(1)射出速度不适当.
(2)浇口尺寸不适当.
(1)降低射出速度.
(2)加大浇口.
弯
曲
(1)模具温度不适当.
(2)射出速度不适当.
(3)浇口尺寸不适当.
(1)提高模具温度.
(2)降低射出速度.
(3)加大浇口.
脱
模
不
良
(1)脱模角度不适当.
(2)成型条件不适当.
(3)顶出锁不足.
(4)射出压力高,射出量过多.
(1)脱模角度约为0.5~1.
(2)调整适当的冷却时间及模具温度.
(3)设置适当的顶出位置及数量.
(4)降低射出压力并调节射出量.
成
品
强
度
不
足
(1)干燥不确实.
(2)树脂温度过高而导致热裂解.
(3)残留变形量.
(3)充分干燥.
(4)树脂温度及分子量降低时,则梭讨滞留时间及料管温度等因素.
(5)使用减少歼留变形量的成型条件.
二、聚氧化二甲苯(变性PPO树脂)(MPPO)
不良
现象
原因
解决方法
充
填
不
良
(1)喷嘴形状不适当.
(2)计量不确实.
(3)射出压力过低.
(4)料管温度过低.
(5)模具温度过低.
(6)L/T比值过大.(距离与时间)
(7)浇道的形状不适当.
(8)浇品的形状不适当.
(9)排气不充份.
(1)加大喷嘴口径(5mmΦ以上)并缩短长度.
(2)确实计量,并设定适度的垫射量.
(3)增高射出压力及二次压力.
(4)提高料管温度,并检讨温度的分布情形.
(5)提高模具温度.
(6)减少L/T的比值.
(7)加大浇道径,并注意其均衡性.浇道定位锁的设计不得阻碍树脂的流动.
(8)设置排气孔.
银
痕
(1)干燥不确实.
(2)过热.
(3)冷料滞留.
(4)混入异种材料.
(5)浇口形状不适当.
(1)实施预备干燥,干燥后,必要时得再予以吸湿.
(2)降低树脂温度,并降低螺杆回转数.
(3)设备冷料滞留部,并防止树流出.
(4)消除异种材料.
(5)加大浇口形状.
流
痕
(1)浇口形状不适当.
(2)冷料滞留.
(3)树脂温度过低.
(4)模具温度过低
(5)射出速度太快.
(1)加大浇口.
(2)降低树脂温度,并降低螺杆回转数.
(3)设置冷料滞留部,并防止树脂流出.
(4)消除异种材料.
(5)加大浇口形状.
收
缩
下
陷
(1)肉厚太厚.
(2)偏肉过大.
(3)补强不适当.
(4)喷嘴口径、浇道、浇口形状不适当.
(5)树脂温度过高.
(6)保压压力过低.
(7)模具温度过高.
(1)肉厚要薄。
(2)肉厚要平均。
(3)补强部的肉厚要适当。
(4)同“充填不足”项的解决方法。
(5)降低树脂温度。
(6)提高保压压力。
(7)降低模具温度。
不良
现象
原因
解决方法
空
孔
(1)干燥不确实。
(2)模具温度低。
(3)同“收缩下陷”项。
(1)充分干燥。
(2)提高模具温度。
(3)同“收缩下陷”项。
光
不
泽
良
(1)树脂温度过低。
(2)模具温度过低。
(3)干燥不确实。
(1)提高树脂温度。
(2)提高模具温度。
(3)充份干燥。
层
状
剥
离
(1)混入异种材。
(2)浇口部的肉厚过薄。
(3)树脂温度过低。
(4)模具温度过低。
(5)射出速度过快。
(1)清除异种材料。
(2)加大浇口部肉厚。
(3)提高树脂温度。
(4)提高模具温度。
(5)降低射出速度。
喷
流
(1)浇口太小。
(2)冷料滞留。
(3)树脂温度过低。
(4)射出速度过大。
(1)加大浇口。
(2)设置冷料滞留部。
(3)提高树脂温度。
(4)降低射出速度。
边
缘
破
裂
(1)偏肉大。
(2)角隅曲率半径(R)不足。
(3)部份肉厚不足。
(4)射出压力过高。
(5)模具温度太低。
(6)树脂温度过低。
(7)油污附着。
(1)肉厚要平均。
(2)曲率半径要设定较大。
(3)再检讨嵌入块之前处理,或增加肉厚。
(4)降低射出压力。
(5)提高模具。
(6)提高树脂温度。
(7)保持环境清洁去除油污。
排不
气良
(1)树脂温度过高。
(2)排气设计不适当。
(1)降低树脂温度。
(2)改变排气孔位置及排气方式。
三、苯对苯二甲酸丁酸(PBT)
不良
现象
原因
解决方法
强
度
不
足
(1)因干燥不足而发生分解。
(2)因树脂温度过高而热裂解。
(3)料管内残留量过多产生热裂解。
(4)浇道、口部的发热。
(5)料筒内滞留时间过长。
(1)胶粒要充份干燥,约在120-130℃,2小时以上。
(2)降低料筒设定温度。
(3)减少垫射量。
(4)加大浇道、浇口,并缩短浇口长度。
(5)将料筒内滞留量射尽,并降低温度重行射出。
翘
曲
(1)浇口位置不适当。
(2)成形品的肉厚及收缩不平均。
(3)收缩率的方向性。
(4)死角、补强部的设计不良。
(5)冷却不足。
(1)变更浇口位置,或增加浇口数量。
(2)使成形品的肉厚平均。
(3)使用可改善翘曲品级的下班纤维质之充填材料。
(4)变更补强部设计。
(5)降低模具温度,增长冷却时间。
玻
璃
纤
维
浮
出
(1)射出速度慢。
(2)射出压力低。
(3)模穴内射出压力不足。
(4)肉厚较厚。
(5)树脂温度低。
(6)模具温度低。
(7)干燥不确实。
(8)排气不完全。
(9)脱模剂的不良影响。
(1)增加射出速度。
(2)增加射出压力。
(3)加大浇道、浇口。
(4)减少肉厚。
(5)提高料管温度。
(6)提高模具温度。
(7)胶粒干燥要确实。
(8)排气要完全。
(9)不要使用脱模剂。
气
体
烧
灼
(1)排气不完全。
(2)树脂充填速度太快。
(3)树脂温度高。
(4)树脂滞留时间长。
(1)排气要完全。
(2)降低射出速度。
(3)降低料管温度。
(4)缩短周期。
不良
现象
原因
解决方法
垂
流
(1)喷嘴温度过高。
(2)树脂温度过高。
(3)背压过高。
(4)喷嘴孔径过大。
(1)降低喷嘴温度。
(2)降低邻近喷嘴料管温度。
(3)降低背压。
(4)减小喷嘴孔径。
喷
嘴
堵
塞
(1)喷小组温度过低。
(2)树脂温度过低。
(3)模具温度过低。
(4)喷嘴孔径过小。
(1)提高喷嘴温度。
(2)提高料管温度(尤其是喷嘴侧)。
(3)提高模具温度。
(4)加大喷嘴孔径。
收
缩
下
陷
(1)保压压力不足。
(2)保压时间不足。
(3)浇口尺寸不足导致浇口固化。
(4)成形品肉厚过厚。
(1)增大保压。
(2)增长保压时间。
(3)加大浇口尺寸,尤其要缩短浇口长。
另外亦要加大浇道竖浇口、喷嘴尺寸。
(4)成形品肉厚设计变更,设定较薄之肉厚。
毛
边
(1)射出压力过高。
(2)树脂温度过高,流动亦太快。
(3)充填量过多。
(4)闭模力不足。
(5)模具磨耗、损坏。
(1)降低射出压力。
(2)降低料筒温度。
(3)减少充填量。
(4)增大锁模力。
(5)更新或修补模具。
成
形
收
缩
不
足
(1)射出压力过高,过度充填。
(2)保压过大,过度充填。
(3)树脂温度过低。
(4)模具温度低,结晶化不完全。
(1)降低射出压力。
(2)降低保压,缩短保压时间。
(3)提高料筒温度。
(4)提高模具温度,60℃以上。
(5)减少玻璃纤维含量,加大收缩率。
不良
现象
原因
解决方法
成
型
收
缩
太
大
(1)射出压力过高,充填不足。
(2)保压不足。
(3)树脂温度过高。
(4)模具温度高。
(5)浇口尺寸小,充填不足。
(1)增加射出压力。
(2)增加保压,加长保压时间。
(3)降低料管温度。
(4)降低模具温度以减少结晶化。
(5)加大浇口尺寸,缩短浇口长度。
并加大浇道、浇口、喷嘴口径。
(6)增加玻璃纤维含量,减少收缩量。
(6)
喷
嘴
(1)射出速度过快。
(2)射出压力过高。
(3)浇口呎寸不足。
(4)浇口制品及接续部不良。
(1)降低射出速度。
(2)降低射出压力。
(3)加大浇口尺寸,约为肉厚2/3以上。
(4)接续部设置角隅曲率半(R)。
合
胶
痕
(1)浅口位置不适当。
(2)排气不完全。
(3)树脂温度过低。
(4)射出速度太慢。
(5)射出压力不足。
(1)变更浇口位置。
(2)合胶部设置排气口。
(3)提高料管温度。
(4)增加射出压力。
(5)增加射出压力。
螺
杆
无
法
回
转
(1)料管温度过低。
(2)背压过高。
(3)回转数太大,剪力降低。
(4)成形机能力不足。
(1)提高料管进料段温度,约240℃以上。
(2)降低背压。
(3)降低回转数。
(4)提高射出速度。
脱
模
不
良
(1)脱模斜度不足表面精度不够。
(2)顶出销位置不适当,且数量直径均不足。
(3)射出压力,保压过高。
(4)冷却时间不足。
(1)加大脱模斜度,脱模方向需研磨平滑。
(2)增加顶出销数量,并变更位置。
(3)降低射出压力及保压压力。
(4)增长冷却时间。
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