注塑原理及缺陷分析1

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一、成形原理:原料粒加热至液体状态,以压力注入模具内以成形状,并经过冷却形成最终制品。图例简介:加料塑化成型计量段压缩段加料段ABCDEFA主动面被动面BCEDF加压■在注射成型的整过程中﹒有以下几个动作﹕1计量﹕为了成型一定大小的塑件﹐必须使用一定量的颗粒状塑料﹐这就需要计量﹒2塑化﹕为将塑料充入模腔﹐就必须使之成熔融状态﹐而流动充入模腔﹒3注射充模﹕为将熔融塑料充入模内,就需要对熔融塑料施加压力,而注入模腔.4保压增密(预冷却):熔融塑料充入模腔后,并向模腔内补充因制品冷却收缩而所需的物料■注塑成型的三大要素(一)温度1.炮筒温度﹕要大于塑料的流动温度<熔点>﹐小于塑料的分解温度﹒<1>炮筒温度高时──‘塑料易分解(低分子化合物或气体)﹐以至塑料表面变色﹐产生气泡﹐银丝及斑纹﹐导致性能下降﹔‘料温高’-模腔中塑料内外不一致﹐易产生内应力和凹痕﹒‘熔料的温度高﹐流动性好﹐易溢料﹐溢边等﹒<2>炮筒温度太低时──‘料温低’-流动性较差﹐易产生熔接痕﹑成型不足﹑波纹等缺陷﹔‘塑化不均’-易产生冷块或僵块等﹒‘料温低’-塑料冷却时﹐易产生内应力﹐塑件易变形或开裂等﹒2.射咀温度﹕<1>温度太高-塑料易发生分解反应等﹒<2>温度太低-喷嘴易堵塞﹐易产生冷块或僵块等3.模具温度﹕实际熔体在模腔中的流动是非等温流动﹐即模腔各部分的温度是不均匀的﹒<1>模具温度高-冷却慢﹐易产生粘模﹐脱模时塑件易变形等﹒<2>模温低-降低熔料的流动性﹐易产生成型不足和熔接痕﹐熔料冷却时﹐内外层冷却不一致﹐易产生内应力﹒(二)压力1.锁模力﹕必需足够﹐否则溢料﹐溢毛边等﹒2.注塑压力﹕<1>太高时﹐塑料在高压下﹐强迫冷凝﹐易产生内应力有利于提高塑料的流动性﹐易产生溢料﹑﹑溢边﹐对模腔残余压力大﹐塑料易粘模﹐脱模困难﹐塑件变形﹐但不产生气泡等﹒<2>太低时﹐塑料的流动性下降,成型不足,产生熔接痕﹐不利于气体从中溢出﹐易产生气泡﹐冷却中补缩差﹐产生凹痕和波纹等﹒3.保压﹕<1>太高-易产生溢料﹐溢边﹐增加内应力等﹒<2>太低-成型不足等﹒4.背压﹕<1>过高-塑化时间变长﹐熔料易分解﹐产生气泡﹐斑纹﹑黑点等﹒<2>太低-料筒前端熔料中气体受压温度提高﹐熔料局部受热过高﹐分解产生黑点斑纹和气泡等﹒(三)速度《时间》1.闭模锁模时间﹕<1>太长-则模具温度过低﹐熔料在料筒中停留时间过长﹒<2>太短--则模具温相对提高﹒2.注塑时间﹑充模速度﹑剪切速率﹕注塑时间缩短﹐充模速度提高﹐取向下降﹒剪切速率增加﹐绝大多数塑料的表层粘度下降﹐对剪切率敏感的塑料尤其这样﹒剪切速率过大发生熔体破裂现象﹒剪切速率提高﹐取向提高﹒3.保压时间﹕<1>短--塑件不紧密﹐易产生凹痕﹐塑件尺寸不稳定等﹒<2>长-加大塑件的内应力﹐产生变形﹑开裂﹐脱模困难﹒4.冷却时间:1长﹕脱模困难﹐易变形﹐结晶度高等﹒2短﹕易产生变形﹐冷却不足等﹒5.螺杆转速:1快﹕剪切热加大﹐塑化时间短等﹒2慢﹕剪切热减小﹐塑化时间增长等﹒6.开模速度﹕开模速度快﹐则成型周期短﹐但过快﹐容易引起塑件表面舆型腔之间的摩擦加大﹐造成划伤﹒7.顶出速度﹕顶出速度过大﹐则塑件容易产生变形.二、模具1.模具是關閉的狀態2.模具是完全打開的狀態3.頂板呈慢慢上去的狀態4.頂板完全上來的狀態5.模具開始關閉的狀態6.模具恢復到關閉狀態1.流痕(1)什么是流痕(外观)流痕是指在浇口附近的流痕。如图所示。三、缺陷易发生位置:浇口附近(2)流痕生成的原因是什么:(1)工艺上:a.模具温度偏低b.注射速度偏快正常的流动样式不稳定的流动样式(3)为什么会造成流动样式不稳定:(2)模具上:a.浇口尺寸偏小b.冲击型浇口糊斑(3)材料上:材料流动性偏低2.气泡(1)什么是气泡(外观)表面上出现的气泡气泡是指成型品表面鼓起或内部气体裹入的一种现象。内部气体裹入易发生位置:产品各位置1.料筒内部卷入空气:*螺杆转速太快*背压太低*回吸量太大图3.卷入空气2.模腔内卷入空气:*注射速度太快*浇口太小*竞流现象*主流道斜度太大(2-2)树脂降解1.料筒温度太高2.料筒停留时间太长3.螺杆直径选择太大4.混入其他易分解材料材料(2-3)材料未烘干(2)气泡的生成原因(2-1)卷入空气3.缩水(1)何谓缩水(外观)“缩水”是指因树脂收缩而产生坑凹的一种现象。结晶性树脂冷却固化后,体积会大幅度减少。缩水便是因此而产生的。因为收缩比率(收缩率)大致固定,且厚度越厚收缩量越多,所以缩水一般是在成型品的较厚部分产生的。图1.试样上出现的缩水易发生位置:骨位、柱位反面及胶位较厚处(2)缩水的生成原因(2-1)有效保压偏低:树脂填补偏少在保压过程中,通过保压压力压入来填补因冷却固化→收缩的树脂量。如果因某种原因变成有效保压偏低=树脂难以填补的状态,则在模具温度偏高时就容易形成缩水,而在模具温度偏低时容易形成空洞。图2.保压偏低时产生缩水-鉴于浇口位置的重要性,必须尽可能将其设置在厚壁处。有效保压变小的主要原因如下:(1)保压压力设定值偏低(或浇口不平衡)(2)保压时间偏短(3)浇口尺寸偏小(4)分流道偏细(5)止回阀失灵缩水(2-2)缓慢冷却:收缩量偏多厚度越大,冷却时的收缩也就越大;同时,冷却越缓慢,收缩也就越大。因此模具温度越高,缩水也就越大。(2-3)冷却时间不足冷却时间不够,造成固化层刚度不足,产生缩水.4.黑点或灰黑斑纹(1)什么是“黑点”,灰黑斑纹黑点是指成型品中出现黑色的点或条纹的现象。由于某些原因,其成分估计是焦化树脂或碳化树脂,或脏物。(2)黑点,灰黑斑纹的生成原因(2-1)树脂分解*材料滞留*停留时间过长(料筒选择过大)*温度过高图3.容易滞留树脂的部位另外要注意法兰和料筒,喷嘴和法兰之间的配合面,是否有阶梯,不平整,或损坏而使树脂滞留成为可能图2.灰黑斑纹易发生位置:产品各位置(2-2)清洗不足因清洗不充分而使以前使用的树脂残留在成型机内的情况也是黑点的生成原因。如上一项所述,由于存在止逆环和螺纹槽等容易滞留树脂的部位或螺杆磨损部位.图3.黑点的生成原因(2-3)异物混入(污染)可能混入其他易分解材料.检查材料输送过程及回收料状况(2-4)过多的气体如果计量过程开始太早,螺杆喂料区里颗粒裹入的空气没有溢出喂料口,空气就会被挤入熔料内。然而,喂料区内的压力太低不能将空气移到后面。料筒内熔料中被挤入的空气就会使制品内产生灰黑斑纹。5.拖伤(1)何谓拖伤(外观)“拖伤”是指一度固化的表层屈服于随后的压力而发生移动的一种现象。一度固化的表面在保压或注射压的作用下发生横向滑动,被再次挤压到模具上,于是成型品表面出现其花纹。图1.在外观评价用的试样上出现的滑痕图2.120平板浇口附近的滑痕易发生位置:顶针位、周边、直角或小于直角位及有滑块位(2)拖伤的生成原因(2-1)模具设计拖伤基本上是由于产品形状不当而产生的。虽然也有成型条件的原因,但影响并不大。容易产生拖伤的形状分为三种:(1)没有圆角过渡的转角(2)略微跳起的顶针。(3)锐边当这些部位的树脂固化层滑动时,其痕迹非常显眼,因此容易出现拖伤。此外,更改浇口位置和点数后,树脂流向和树脂压力会随之发生变化,因此拖伤的发生情况也会发生变化。图3.容易产生拖伤的部位图2.锐边处产品表面的拖伤(2-2)含有润滑剂在某种滑动等级下,含有大量的油以确保滑动性,但往往使熔体层与层之间粘合力不足,从而容易产生拖伤。&注意浇口是否平衡(2-3)注射速度的影响注射速度偏低时固化会加速进行,因此压力也会相应地增大,在此力的作用下有时也会出现拖伤。相反,即使注射速度过快,在此力的作用下,固化层也会变得更容易移动。(2-4)模具温度的影响模具温度偏低时,模腔内的树脂压力会升高,在此力的作用下有时会产生拖伤。相反,模具温度过高时固化层会变软,有时也会更容易移动。6.银纹(料花/冲花)(1)何谓银纹(外观)银纹是指成型品表面出现白斑或银色条纹的一种现象。图2.彩板表面上出现的银纹图3.黑色ABS平板上出现的银纹易发生位置:产品各位置(2)银纹的生成原因(2-1)树脂分解物产生气体树脂属于化学物质,因此会随着温度的增加而逐渐分解。树脂温度越高或停留时间太长,分解就越多,银纹也就越容易出现。(2-2)卷入空气(1)如果螺杆转速过快,背压偏低,则卷入正在塑化的树脂中的空气量就会增多。其结果是成型品表面出现条纹状气泡,并容易形成银纹。(2)浇道银纹:主流道锥度太大,超过10度.一般为4-6度(2-4)排气口偏小在气体没有完全排净的状态下,气泡就会残留在成型品表面,从而容易出现银纹。(2-3)水份(水迹纹的开口方向沿着料流方向。在制品未完全充满的地方,流体前端很粗糙)(1)材料的干燥不足(2)模具型腔漏水图4.烘干的ABS和未烘干的ABS的(2-5)不同材料的混入如果因清洗不足等原因,导致上次生产的料或清洗料筒的料的混入,而且该树脂的温度的偏低,有时便会产生气体并诱发银纹。另外添加有助染剂白油,润滑剂硅油,增塑剂丁二酯,以及稳定剂,抗静电剂的材料易产生表面剥离和银纹.7.色差(1)什么是色差(外观)颜色不均是制品表面的颜色不一样,可在料头附近和远处,偶尔也会在锐边的料流区出现。-颜料混料不均-材料降解与工艺参数有关的原因与改良措施:1、材料未均匀混合降低螺杆速度;增加料筒温度,增加螺杆背压2、熔料温度太低增加料筒温度,增加螺杆背压3、螺杆背压太低增加螺杆背压4、螺杆速度太高减少螺杆速度(2)生成原因色差与设计有关的原因与改良措施见下表:1、螺杆行程过长用直径较大或长径比较大的料筒2、熔料在料筒内停留时间短用直径较大或长径比较大的料筒3、螺杆L:D太低使用长径比较大的料筒4、螺杆压缩比低采用高压缩比螺杆5、没有剪切段和混合段提供剪切段和(或)混合段易发生位置:产品各位置8.熔接痕(夹线)(1)什么是熔接痕(外观)熔合出现在树脂合流之处。如下图所示,在有开孔的部分必然会现成熔合。易发生位置:窗口位、两水口接合位熔接线(2)产生熔接痕的原因(2-1)树脂温度偏低两股树脂流相遇时便会出现熔合。此时,两者的温度越低,熔合就越明显。由于熔合处的两股树脂流并不会相互混合(因为在喷流中一边半固化一边前进),因此如果温度偏低,表层就会变厚,纹路很明显,而且强度也会降低。这是因为两者的粘合力变弱所致。相反,如果两股树脂流的温度较高,粘合力便会增强,外观也就变得不很明显。图3.熔合部分并不会混合在一起树脂温度降低的条件是:-模具温度偏低-机筒(特别是喷嘴)的设定温度偏低-注射速度偏慢-材料的流动性偏低图4.保压会影响熔合的粘合状况(2-2)压力偏低在熔合处,两种熔化了的树脂受到挤压,此处的粘合状况取决于施加在该处的压力。保压越低,熔合就越明显,强度也就越低。随着固化的进行,压力传递会变得更加困难。此外,如果浇口流道尺寸变小,浇口位置变差的话,则熔合的外观和强度都会恶化。(2-3)排气口的排气较弱熔合是树脂的合流点,同时也可能是流动末端。此时,如果不在该位置很好地设置一个排气口来排出气体,则会使熔合的外观和强度恶化。图5.熔合部分的排气应当充分注意:(1)不含增强材料的塑料的熔合线质量明显高于含增强材料塑料的熔合线质量。(2)熔合线区域的质量与填料和增强材料的类型和含量有很大关系,加工助剂、阻燃剂等添加剂都对熔合线质量有不利的影响。(3)含有纤维增强材料,熔合线区域的纤维的排列方向与流动方向垂直。这将明显降低部件在这一点的机械性能9.变形(1)变形原因:a.温度不均b.压力不均易发生位置:各位置缺胶10.不饱模(缺胶)(1)什么是不饱模(缺胶)熔融塑料未完全流遍成型空间(模穴)的各个角落之现象易发生位置:远水口端、较长较薄柱子、骨位(2)缺胶原因及对策1.1如果多模腔中的一个缺胶,可能因为入水点大小不一,或是各模腔的流道长短有差异.1.2模具排气不好也能造成缺胶,但常常伴有烧焦.成型用膠料(1).膠料的溫度過低(1).流道太細太長(RUNNER)(2).射膠的壓力不夠(2).注口太細或太長(SPURE)膠料的流動性不好(

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