成型技术3.docx
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成型技术3.docx
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成型技术3
表十一
異常原因
處理方法
射出壓力速度太低
模具溫度太低
提高模具溫度
成形空間表面有水或油脂污染
擦拭乾淨
成形空間表面打磨不充份
模具打光
澆口及流道太小
調整模具入口尺寸
噴嘴部份阻塞
拆下清除
不同材料混入或異物污染
含有揮發物
吸濕性
原料之劑量不足
增加射出壓力速度、時間及劑量
4-11黑紋
黑紋(blackstreak)成形品有黑色條紋的現象,其發生的主要原因是成形材料的熱分解所致,常見於熱安定性不良的材料.
有效防止黑條發生的對策是防止加熱缸內的材料溫度過高,減慢射出速度.加熱缸內壁或螺桿,若有傷痕或缺口,則附著於此部份的材料會過熱,引起熱分解.逆流防止閥亦會因材料滯留而引起熱分解,所以黏度高的材料或容易分解的材料要特別注意防止黑紋的發生.
表十三
異常原因
處理方法
原料溫度過高,材料容易分解
降低料管溫度
螺桿轉速太快
降低螺桿轉速
螺桿與料管偏心而產生非正常
澆口套與噴嘴中心不同軸
磨擦熱
檢修機器
射嘴孔過小或溫度過高
重新調整孔徑或溫度
料管或機器過大
更換料管或機器
加熱缸中有燒黑材料
拆卸清理或換料情況
混料
4-12流紋
流痕(flowmark)是熔融材料流動的痕跡,以澆口為中心而呈現的條紋模樣.
流痕是最初流入成形空間內的材料冷卻過快,而與其後流入的材料間形成界線所致.為了防止流痕,可增高材料溫度,改善材料流動性,調整射出速度.
殘留於射出成形機噴嘴前端的冷材料,若直接進入成形空間內,則會造成流痕,因此在注道與流道的會合處或流道與分流道的交接處設充分的滯材部,可有效的防止流痕的發生.同時,亦可增大澆口的尺寸來防止.
表十四
故障原因
處理方法
保壓時間太短
增加保壓時間
模具溫度太低
提高模具溫度
澆口附近溫度太低
提高溫度
澆口太小或位置不常
加大澆口或更改位置
原料熔融不佳,料溫太低
提高原料溫度
提高背壓
加快螺桿轉速
成品斷面厚薄相差太多
變更成品設計
射出壓力太高或太低
調整適當射出壓力
射出速度太快或太慢
調整適當射出溫度
原料不潔或滲有他料
檢查原料
4-13開模時或頂出時成品破裂
破裂(cracking)是成形品表面產生毛髮狀之裂紋,成形品會有棱角時,此部份常發生不易看出的細裂紋.裂紋是成形品的致命不良現象主要原因如下所示.
1.脫模不易所致
2.過度充填所致
3.模具溫度過低所致
4.成形品構造上的缺陷所致
若欲避免脫模不良所致的裂紋時,模具成形空間須設有充分的脫模斜度,檢討頂出銷的大小、位置、形式等.頂出時,成形品各部分的脫模阻力要均勻.
過度充填是射出成形時,施加過大的射出壓力或材料計量過多,成形品的內部應力過大,脫模時造成裂紋,在此種狀態下,模具配件的變形量也增大,更難脫模,助長破裂之發生,此時,直降低射出壓力,防止過度充填.
澆口部常易殘留過大的內部應力,澆口附近易脆化,特別是直接澆口的部份,易因內部應力而破裂,例如杯狀或碗狀成形品,易以澆口為中心而發生放射狀裂紋.
表十五
故障原因
處理方法
射出壓力過高填料過飽
降低射出壓力、時間、速度及膠量
加熱缸溫度太低
提高料管溫度
脫模斜度不足
頂出方式不當
檢修模具
金屬埋入件之關係
模具溫度過低
升高模具
澆口太小或形式不當
部份脫模角不夠
檢修模具
有脫模倒角
檢修模具
成品脫模時不能平衡脫離
檢修模具
脫模時模具產生真空現象
開模或頂出慢速,加進氣設備
4-13不同材料成形條件
材料
料管溫度(℃)
射出壓力(kg/cm2)
模溫(℃)
乾熱條件
PS
180~250
700~2100
35~70
60℃2hr
SAN
190~280
700~2300
40~80
80℃2hr
(1%以下)
ABS
180~260
500~2100
50~80
80℃2hr
(0.3%以下)
PMMA
一般180~240
耐熱220~260
750~2400
40~70
70~75℃4hr
80~95℃4hr
0.1~0.2%以下
HDPE
160~310
700~1400
25~70
LDPE
150~310
600~1400
25~70
PP
200~280
700~1400
25~70
60~70℃
PVC
150~190
硬1000~2800
軟600~2100
25~70
3~4hr
80~100℃
PA-6
230~260(Tm215)
750~2000
25~70
3~6hr(0.3%以下)
80~100℃
PA66
260~300(Tm255)
1000~2100
25~70
3~6hr(0.2%以下)
80~90℃4hr
材料
料管溫度(℃)
射出壓力(kg/cm2)
模溫(℃)
乾熱條件
POM
170~225(200滯留分解)
700~2100
85~120
110~120℃
PC
260~300(380劣化)
700~2100
85~120
1.02~0.03以下
105~115℃
PPO
250~315
850~1400
70~115
2~4hr
120~130℃4hr
PBT
230~270
300~1000
40~120
130℃5hr
PET
240~280
500~1000
70以下(非結晶)
1204hr以上
PPS
290~360
500~1300
120~150
4-14各種塑膠乾燥參考表
塑膠材料
乾燥機
乾燥時間(小時)
乾燥溫度(℃)
ABS
A
2~4
80~100
ABS/Nylon
D
1~3
80~100
ABS/TPU
D
3~4
80
POM
A
1~4
85
Acrylic
D
2~3
70~100**
EVA
A
1~2
**
Nlon6
D
2~4
80
Nlon6/6
D
2~4
80
PC
D
4
120
PC/Polyester
D
3~4
120
PC/ABS
D
3~4
80~110**
A
2~3
130~150
PPS
D
2
130
PP*
A
1~2
70
PPO
D
2~4
100~120**
PS*
A
1~2
70~80
PSF
D
4
130~140
PU
D
1~4
80~100**
Polyester:
PBT
D
2~4
120~140
PBT
D
8
100
PET
D
2~4
140
PET
D
74
110
Elaslomer
D
2~3
80~110**
Elaslomer
A
4~6
80~110**
PVC
A
2
60~80(粒)
SAN
A
2~3
80~100
TPO*
A
1~2
50~70**
說明:
A表示用熱風乾燥機.D表示用除塵乾燥機.*表示通常不須乾燥.
**表示乾燥條件依材料類別而定,最好向材料供應商確認.
射出成型之實作
1.實習目的
本實習的目的在於射出成型產品成型實作,一方面熟悉成型實作的步驟,同時瞭解如何調整成型參數以找出良好的成型條件並解決現場成型的問題,以改善成品品質.
2.相關知識、原理及儀器
*2-1射出成成型成型條件設定與調整的基本考慮
當我們要成型一件物品時,必須考慮以下幾點:
1.模具尺寸是否與機器最大最小尺寸相吻合.
2.此成品開模後所需開模尺寸是否超過機器的最大開模行程
3.機器是否能夠提供成品需要的總射出行程(量).
4.機器是否能夠提供成品所需的鎖模力.
5.此成品所用的原料是否需要事先烘乾.
6.此成品所用的原料是否可用於現有機器的螺桿.
7.塑膠原料的成型視窗為何.
*2-2重要的成型參數之決定與調整
一般來說影響射出成型品質的因素有下列幾個重要的參數:
●模具
●料溫
●射出速度
●射出量
●保壓切換點
●保壓壓力及時間
●鎖壓力的大小
●背壓
各項成型參數的決定與調整及其對成型和成品可能影響分別說明如下:
(1)模溫:
1.成型收縮率並不是樹脂的固有材料之特性,而是隨著成型的各種條件和形狀而變,模具溫度差異所引起的日常變動對於結晶性樹脂的影響特別大,而模溫在決定成品收縮率上有著極大的影響.基本上若我們可以先固定成型的條件,在模具設計上便可依照此規範定訂模具尺寸,但若事先未考慮到,則現場模溫便變得很重要了.此外,模溫對於某些塑料產品的光澤也有很大的影響.
2.在模溫機上有一旋轉式的調整鈕,轉動此調整鈕達到所需的溫度值便可.
(2)料溫:
2.每種材料皆有其適合成型的溫度區域;高溫時流動性較好,但溫度過高材料可能會變質,所以當決定了使用某一材料時,便要決定其成型的溫度.(一般的廠商皆會提供材料的軟化點及建議的成型溫度範圍)
3.欲調整料溫度僅需於功能鍵F06下輸入所需的溫度值即可
(3)射出速度:
1.射出速度通常是越大越好.例如尼龍、PS之類,易急速固化之塑料或肉厚較薄的物品,若其射出速度越慢,在模內越會隨著塑料鼻冷卻而很快的失去流動性而造成充填不足.但若對硬質如PVC之類,熱安定性差的塑料,若以高速射出,則塑料會因熱分解,而發生黑條等外觀不良現象.
2.欲調整速度值於F03下的injectionspeed調整所需速度值即可.
(4)射出量:
1.射出量=射出行程╳塑料密度=π/4D2╳S╳d
(D:
螺桿直徑,S:
行程,d:
密度)
塑料的密度會因當時的溫度或壓力等不同而有所變化.本機器是以聚苯乙烯(比重1.05)為基準,來作為表示最大射出量(10z=28.4g).射出量應考慮成型品重量及澆道部份的重量,否則會則因成型能力不足而產生充填不足.
2.欲調整射出行程有二種方法:
a.F03調整meteringstroke可控制進料量的大小.
b.F03調整injectionstroke可控制射出量的多少
c.F03調整switchpoint可控制射出量的多少
(5)保壓切換點
1.保壓切換點顧名思義,是由射出充填狀態切換至保壓狀態的時刻,越早切換其相對的射出量越少,但可能會減少因射出壓力過高而造成的不良現象;同時也可能因充填壓力太低而造成短射情形.
2.調整切換點於F04調整switchpoint到所需值便可.
(6)保壓壓力及時間
1.保壓壓力的大小也直接影響成型品的品質,保壓壓力太大,則開模時成品可能會因過保壓而卡在模穴內或斷裂,而且也可能會產生毛邊.若壓力不足,可能會產生收縮等對產品外觀不良現象.
2.調整保壓壓力時間,於F05調整至所需的壓力即可.
(7)鎖模力的大小
1.鎖模力是鎖緊模具的最大力,通常以噸表示其單位.鎖模力應大於成型品的投影面積╳鎖模力,而模穴內的平均壓力才不會使塑料鼻壓力推開模具.若鎖模力太小的話,會產生毛邊.
2.調整鎖模力於F09clampingforce調整到所需的值即可(≦140Mpa).
(8)冷卻時間
1.冷卻時間影響成型品的收縮.一般而言,冷卻時間愈長,收縮也愈大,尤其對結晶性的原料差異更為明顯.
2.調整冷卻時間於F07coolingtime調整到所需的值即可.
(9)塑料的乾燥度
1.直接影響到成品品質.若原料中含有濕氣,則成型品可能會有氣泡或表面會不光滑.
2.調整烘料的時間及溫度,可改善乾燥度的問題.調整烘料機的設定即可.(不同原料有不同的溫度及時間)
(10)背壓:
所謂背壓便是螺桿進料時給予螺桿的反向壓力.
1.背壓的大小影響到原料的密度,且對射出溫度有某種程度的影響.
2.調整背壓F06backpressure調整到所需值.(不同原料有不同的背壓值)
成形不良原因可由射出條件、模具設計二方面來探討
原因
種類
射出方面
模具方面
銀線痕
4.加熱缸溫度溫度過高
5.射出速度太小
6.射出壓力太高
7.模具溫度太低
8.背壓太低
9.射出螺桿壓縮比不足
10.樹脂在料管內滯留太久
1.澆口太小
2.模具有水份或潤滑劑存在表面
流痕
1.加熱缸溫度過低
2.射出壓力過低
3.射出速度太低
4.模具溫度太低
1.澆口太小
2.模具溫度不均或太低
3.肉厚有急劇變化
噴流痕
1.加熱缸溫度過低
2.射出速度調整不當
1.澆口太小
2.澆口位置不當
3.冷料井設計不當
4.模具溫度太低
黑條
1.加熱缸溫度太高
2.射出速度太快
3.背壓太高
4.樹脂在熱管內滯留時間太長
氣泡
1.射出壓力過高
2.射出速度太快
3.射出時形成斷續
4.保壓時間不足
5.加熱缸溫度太高
6.背壓太低
7.烘料時間不足
1.澆口位置不當
2.成型品厚度不均
3.流道太小
4.澆口太小
5.排氣不良
破裂
1.加熱缸溫度太低
2.射出速度太快或太慢
3.射出壓力過高
4.保壓時間太長
1.成型品厚度不均
2.脫模斜度不足
3.頂出方式不當
4.嵌入物之關系
5.澆口太小或設計不當
6.模具溫度太低
成型的不良原因可由射出條件、模具設計二方面探討:
原因
種類
射出方面
模具方面
燒焦
(1)加熱缸溫度太高
(2)射出速度太快
(3)射出壓力過高
(4)樹脂在熱管內滯留時間太長
(5)背壓太高
(1)澆口太小
(2)排氣不良
表面
光澤不良
(1)加熱缸溫度太低
(2)烘料時間不足
(1)模穴表面拋光不足
(2)模具溫度太低
*2-4利用電腦輔助製程分析預尋成型製程條件
卻成型品為一杯子,其實外觀電腦彩圖如圖
(1),杯子之有限元素網格圖如圖
(2),經由電腦輔助製程充填模擬分析,所得到的短射情況如圖(3)~(6).而壓力分布與溫度分布分別如圖(7)與圖(8).
3.成型步驟
(1)將電源總開闢打開,並且將射出機、冷卻水塔及烘料機之電源也打開.
(2)走動射出機後,射出機會先讀取機器電腦內之保護程式,讀完之後,若無錯誤即可將油壓馬達和加熱器打開
(3)等射出機達到我們所設定的操作值或範圍.
(4)將模具安架於射出成型機並完成各項開闢模動作及行程設定]
(5)先做短射,再慢慢增加射出行程,直到充滿整個模穴.
(6)所得到的成型品可能會有很多缺陷,故必須再調整射出速度、保壓切換、保壓時間及冷卻時等,以便得到較佳之成品.
4.成型條件的記錄與成品檢規
(1)成型記錄條件如下表
編號
行程
射出時間
最大壓力
最大速度
保壓切換點
保壓壓力
保壓時間
冷卻時間
鎖模力
(2)成品檢規
以這次的實習結果來看,成型後所得的杯子其產生的缺陷大致有下列機種情形,並且加以修正:
1.氣泡:
當塑料受潮卻未加以烘乾時或冷卻時因體積收縮,會在成型品的表面或肉厚較大的地方產生氣泡或空隙.此時將塑料烘乾或在成型的條件中增加保壓壓力、保壓時間.
2.毛邊:
當鎖模力不足,射壓、射速太大或進料過多時,便會在模穴的分模面產生毛邊,以至有損成型品的美觀.改進的方法可將鎖模力增大、射壓或射速減低、減少進料量、調整保壓切換的行程或利用模溫控制機將模溫提供等.
3.凹陷:
在成型品杯子的把手厚度大,熔融塑料冷卻固化因體積收縮所致.要消除收縮凹陷可增加射出量、提高射出壓力、延長保壓時間或增大澆口的斷面積等.
五.討論事項
A.請檢視成品是否發生下列問題:
1.充填不足8.破裂
2.毛邊9.燒焦
3.收縮凹陷10.表面光澤不良
4.變形11.流痕
5.熔合線12.黑條
6.銀線痕13.其他
7.氣泡
B.若成品發生上列問題,請說明發生原因及解決方法.
C.解決後成品是否有預期的改善,若沒有改善請解釋原因.
六.參考文獻
(1)Battenfeld射出成型機操作手冊
(2)塑膠機與塑膠模具
色差測量儀使用方法
(1)用右手按住“AllDataClear”鍵不放,將開闢由Off撥到On,待屏幕顯示“InitialSetOk”方可松開右手
(2)按“Calibrate”鍵,屏幕顯示“SetCalData”,過4-5秒後屏幕顯示
Measure
CalCh00Y--.---
x.---y.----
(3)利用“”鍵和數字鍵鍵入標準白板上得D65光元數據(Y94.59x.3164
y.3330)
(4)將光學部分對準標準白板,用手壓“Measure”鍵進行測量,此時光學部分會閃三次,並且屏幕顯示出“EndY94.59”.
x.3164y.3330
(5)用手壓“ ColorSpaceSelect”鍵進行色系轉換,選擇Lab色系.
(6)用手壓“TargetColorSet”鍵,4-5秒後屏幕顯示“T00Ch00L---.---
a.---b.-----.
(7)選擇對應標準色板進行測試,將光學部分壓在色板上咬花與產品相同部分,用手壓“Measure”鍵,光學部會閃一次,屏幕顯示“EndL97.20
a.-0.10b.+0.20.
(8)用手壓ABS屏幕顯示“E00.00L00.00”
Diffa00.00b00.00.
(9)如果不需要列印顯示結果,按“IndexSet”鍵,屏幕顯示“PrintedY/N?
”
選擇“N”,按“Enter”鍵.
(10)測試待測產品.
備注:
測試完一種產品後,如果要再測試另一種產品,應先壓“LastDataDelete”,屏幕顯示“XXXDataDeleted”,再壓“TargetColorSet”,4-5秒後再用光學部分測試另一種標準色板,稍後即可測試產品.
白淺灰深黑b黃
L:
1007550250-a+a
綠紅
-b藍
ΔE=√ΔL2+Δa2+Δb2
Lab色系的色差允許範圍:
ΔE∠=1.0ΔL∠=0.7Δa∠=0.5Δb∠=0.5
成形不良原因調整參考表
不良原因
調整位置
塑膠自射嘴滴流
短射
螺桿不退
縮水
溢料.毛邊
脫模時破裂
成品黏模
澆道黏模
表面不光滑
黑/棕紋
焦
紋/斑
黑點/斑
流紋
結合線
銀紋
成品脆弱
成品變形
成品內有氣泡
2
2
2
2
2
射出壓力
2
2
2
2
射出速度
2
2
2
2
射出時間
2
2
2
2
射出劑重
2
2
2
二次射出壓力
2
2
2
二次射出時間
2
2
2
2
2
料管溫度
射嘴及前端溫度
料管後端溫度
2
2
原料乾燥溫度
2
2
原料乾燥時間
2
2
2
2
2
2
2
模具溫度
具部模具溫度
2
2
螺桿轉速
2
2
2
2
2
背壓
2
螺桿後拉距離
成型不良原因調整參考表
不良原因
調整位置
塑膠自射嘴滴流
短射
螺桿不退
縮水
溢料.毛邊
脫模時破裂
成品黏模
澆道黏模
表面不光滑
黑/棕紋
焦
紋/斑
黑點/斑
流紋
結合線
銀紋
成品脆弱
成品變形
成品內有氣泡
螺桿蓄壓距離
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
開模壓力
冷卻時間
頂出速度
檢查原料
溢口及澆道大小
溢口及澆道位置
模具打光
模具倒角檢修
模具排氣孔
2
2
2
2
2
脫模油之使用
清理射嘴
檢修料管
檢修料斗
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