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半结晶塑料的注塑成型半结晶塑料的注塑成型By:UlfBy:UlfBruderBruder,,DuPontDuPontSweden/March2000Sweden/March2000DuPont工程塑料主要设备的要求主要设备的要求注塑成型条件注塑成型条件无定形塑料无定形塑料vs.vs.半结晶聚合物半结晶聚合物模具设计模具设计m讲座内容：通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料POMPAPBTPETPCPPOPSABSPMMASANPVCPP-GFPPPE-UHMWPE-HDPE-LD高级工程塑料高级工程塑料PSUPESPPSULCPPTFEPIHTNTPE热塑性塑料的分类热塑性塑料的分类无定形结晶Teflon®&Tefzel®氟树脂Vespel®聚亚酰胺Zenite®液晶高分子Zytel®高温尼龙Delrin®聚甲醛Crastin®&Rynite®聚酯Zytel®&Minlon®尼龙Hytrel®聚酯弹性体®DuPont’sregisteredtradenamem无定形塑料与半结晶塑料的区别无定形塑料与半结晶塑料的区别无序结构=不定形有序结构=结晶玻璃转化温度熔点软化温度范围最高使用温度比体积熔融粘度分子结构分子结构::固化保压冷却经浇口流动加工不当产生的缺陷热性能热性能::加工参数加工参数::塑料热行为GlassandMeltingTransition塑料热行为塑料热行为GlassandMeltingTransitionGlassandMeltingTransition密度密度温度温度“Dead”“Dead”TgTg固态固态液态液态“Alive”“Alive”TMTM结晶塑料结晶塑料结晶塑料无定形塑料无定形塑料无定形塑料注塑成型举例注注塑塑成成型型举例举例充填充填房间房间房间走廊走廊门门注塑成型举例注注塑塑成成型型举例举例结晶=排列-结晶期间为了防止内空洞，需要填充足够的熔料入型腔-门和走廊必须保持开着结晶结晶==排列排列--结晶期间为了防止内空洞，结晶期间为了防止内空洞，需要填充足够的熔料入型腔需要填充足够的熔料入型腔--门和走廊必须保持开着门和走廊必须保持开着無定形=不排列-填充足够後，盡快把门(澆口)關上。無定形無定形==不不排列排列-填充足够後，盡快把门(澆口)關上。注射成型周期注射成型周期无定形无定形//结晶结晶塑料塑料冷却时间充填时间加料螺杆静止开模保压时间加料锁模顶出保压时间塑料受压时间无定形塑料结晶性塑料冷却时间塑料受压时间螺杆静止开模顶出锁模充填时间m半结晶性塑料的注塑成形半结晶性塑料的注塑成形Zytel®尼龙Delrin®聚甲醛Minlon®尼龙Crastin®聚酯Rynite®聚酯Zenite®液晶高分子®DuPont’sreg.tradenameHytrel®聚酯弹性体主要设备的要求主要设备的要求干燥机螺杆設计射咀设计模具温度控制器(模温机)良好的模具干燥机为什么要使用除濕干燥机？为什么要使用除濕干燥机？••除濕干燥机除濕干燥机--是在机器内是在机器内制造低露点的干燥空气，制造低露点的干燥空气，不受外部空气的影响：不受外部空气的影响：1.可稳定干燥材料2.干燥时间缩短3.适宜干燥各种材料••热风干燥机热风干燥机--因将外部空因将外部空气加热后使用，所以受工气加热后使用，所以受工厂内环境厂内环境((湿度湿度))等条件影响等条件影响：：1.无法稳定干燥材料2.干燥时间长3.无法有效干燥各种材料干燥循环干燥循环干燥循环加热器加热器HeaterHeater干燥床Desiccantbed吹风器吹风器BlowerBlower热的干燥气体热的干燥气体充满湿气的气体充满湿气的气体MoistureairMoistureair过滤器Filter料斗Hopper树脂树脂ResinResin成型螺杆设计成型螺杆设计成型螺杆设计压缩比压缩比进料深度进料深度计量深度计量深度长径比长径比螺杆长度螺杆长度螺杆直径螺杆直径计量段压缩段进料段螺杆长度(20直径)螺杆直径螺杆直径25%30%25%30%50%40%非增强材料含玻纤材料螺杆设计螺杆设计螺杆设计长径比长径比((L/Dratio)L/Dratio)最佳最佳L/DL/D==20/120/1可接受可接受L/DL/D==18/118/1不可接受不可接受L/DL/D==15/115/1压缩比压缩比((compressionratio)compressionratio):3-4:3-4射嘴设计射嘴设计射嘴头设计射嘴射嘴头设计头设计ABCD射嘴加热射嘴加热射嘴加热XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX加热圈不好好1.熔胶温度2.温度曲线3.保压压力4.保压时间5.模具温度最重要的最重要的55个成型参数个成型参数55个较重要成型参数个较重要成型参数6.注射充填速度7.保压切换8.背压9.螺杆转速10.保压曲线注塑成型条件注塑成型条件熔融温度温度曲线背压螺杆转速螺杆及料筒设计滞留时间/含水量熔胶品质良好的结构最佳性能最佳性能最小内应力最小内应力熔胶品质熔胶品质一致的结晶?均匀的熔化均匀的熔化?较差的结构–未熔熔胶品质熔胶品质建议熔融温度建议熔融温度-15-10-55101520°C-200%20%40%60%80%100%机械强度机械强度建议熔融温度建议熔融温度熔胶温度熔胶温度怎样正确的量测熔融塑料的温度？215°C高温计215°C熔胶品质的评鉴熔胶品质的评鉴熔胶品质-熔胶温度熔胶品质熔胶品质--熔胶熔胶温度温度熔胶熔胶温度温度材料熔点熔胶温度POM-H175°C215±5°CPA66255°C290±10°CPA66GF255°C295±10°CPA6225°C250±10°CPA6GF225°C270±10°CPBTGF225°C250±10°CPETGF255°C285±10°C熔胶品质熔胶品质料管温度曲线料管温度曲线-20-15-10-55151020°c建议熔胶温度料斗前段中段后段012345678910中中剂量剂量平曲线平曲线(1(1到到22倍倍螺杆直径螺杆直径))50%50%小剂量小剂量上上升曲线升曲线((小于小于一倍螺杆直径一倍螺杆直径))20%20%大剂量下降曲线(2倍螺杆直径螺杆直径)80%射嘴温度尽可能的低剪切过快导致过量磨擦热从而致使塑料降解熔胶品质熔胶品质加料段加料段––螺螺杆转速杆转速螺杆直径*π螺杆最大切线速度*1000*60螺杆最大切线速度=(螺杆转速*螺杆直径*π)60*1000材料螺杆最大切线速度(mm/sec)Delrin®100200Delrin®500300Zytel®101400Zytel®ST801300Zytel®70G30150Rynite®530150Crastin®S600300Crastin®SK605200Hytrel®S600200螺杆转速(RPM)=熔胶品质熔胶品质计量计量––背背压压用尽可能小的背压得到连续稳定的螺杆松退抗水解(含水量)热稳定性加工温度熔胶品质熔胶品质––滞留时间滞留时间®DuPont’sreg.tradename塑料类型(参见右表)实际剂量（每模）-料垫滞留时间=最大剂量（机台）x2x周期60012345678910材料最大滞留时间(min.)Delrin®10035Delrin®50030Zytel®10115Zytel®ST80110Zytel®70G3015Rynite®5308-10Crastin®S6008Crastin®SK6058Hytrel®S60030熔胶品质熔胶品质––滞留时间滞留时间超韧超韧PA66PA66定期检查包装袋有无破损不要将超出2小时使用量的原料置放于干燥桶内在料斗及盛料筒顶部加盖，对开包的原料及时密封熔胶品质熔胶品质––对水份敏感的塑料对水份敏感的塑料对水份敏感的塑料，如果含水量超出建议值，必须进行干燥材料最高水伤含量%一般干燥温度°C一般干燥时间hrs特别要求Delrin®StandardgradesDelrin®500T&100ST-0.1808042不须干燥须要干燥Zytel®&Minlon®PA6Zytel®&Minlon®PA660.20.280802-82-4除濕干燥机能缩短干燥时间Crastin®PBT0.04120/1002/12建议使用除濕干燥机Rynite®PET0.02130/1052/12必须使用除濕干燥机Hytrel®0.11104-6除濕干燥机能缩短干燥时间0.010.020.030.040.055060708090100含水率%%冲击强度断裂伸长率抗张强度含水量含水量––机机械性能械性能RyniteRynite®®PETPET®DuPont’sreg.tradename为什么对结晶性材料来讲，保压及保压时间非常重要?保压及保压时间保压及保压时间保压越大高结晶度低翘曲保压保压尺寸稳定高强度0,811,21,4PVT-DIAGRAM02040608010012014016018020022024026028030000,20,40,6CrystallinePlasticP=1barP=1000barTemperature°C保压时间对品质的影响保压时间对品质的影响机械性能(产品内部空洞)外观(缩痕)收缩(尺寸稳定性)翘曲良好的结构不良的结构(压力线)产品内部空洞保压时间可以影响保压时间可以影响::成型产品的成型产品的保压保压––模具内的充填模具内的充填如何针对产品设定合如何针对产品设定合适的保压时间适的保压时间??设定保压时间的方法设定保压时间的方法®DuPont’sreg.tradename根据实际产品重量曲线利用左表理论数据材料保压时间Sec/mmDelrin®1008Delrin®5008Zytel®1014-5Zytel®ST8014-5Zytel®70G302-3Rynite®5304Crastin®S6004Crastin®SK6053Hytrel®S6005-60102030408085909510011,522,533,5SecWeightin%Shrinkagein%根据实际产品重量曲线根据实际产品重量曲线0102030408085909510011,522,533,5Sec重量%收缩率%最优模具具有两项基本功能模具具有两项基本功能..之一是赋予产品适当的形状之一是赋予产品适当的形状..之二之二??对产品的影响?热交换模温模温模温模温––影影响响模温翘曲充填机械性能收缩表面接合线模温模温--结构结构过低的模温导致:•微晶(弱)表层•不良表面外观•内应力好的结构糟糕的结构模具温度模具温度模具温度材料材料POM-HPOM-HPA66PA66PA66GF30PA66GF30PA6PA6PA6GF30PA6GF30PA6T/DT(HTN51G)PA6T/DT(HTN51G)PBTPBTPBTGF30PBTGF30PETGF30PETGF30模具温度模具温度9090ººCC7070ººCC110110ººCC7070ººCC8585ººCC150150ººCC8080ººCC8080ººCC120120ººCC模具设计模具设计流道系统流道系统流道尺寸流道尺寸浇口位置浇口位置浇口尺寸浇口尺寸排气排气流道系统流道系统流道系统鱼骨形流道鱼骨形流道LateralRunnerLateralRunner平行流道平行流道BalancedRunnerBalancedRunner流道的尺寸流道的尺寸流道的尺寸BBBBCCCCDDDDB-BB-BC-CC-CD-DD-D2:12:1≈≈22°°T+1mmT+1mmT+1.5mmT+1.5mmT+2mmT+2mmT=T=浇口位置的壁厚浇口位置的壁厚浇口尺寸-长方形浇口浇口尺寸浇口尺寸--长方形浇口长方形浇口TT0.50.5TTT+1mmT+1mmLL浇口尺寸-隧道形浇口的浇口尺寸浇口尺寸--隧道形浇口的隧道形浇口的TT3030°°0.50.5TT40°1.2TT+2mm浇口尺寸-针形浇口浇口尺寸浇口尺寸--针形浇口针形浇口22°°DDRR0.80.8mmmmMAX.MAX.dTTD1D1DD=