塑胶模具及成型缺陷分析-1

创世界品牌　　　建百年金发-1-塑料成型简介及成型缺陷分析(客户版)动画演示的内容需要全屏才能观看金发科技股份有限公司技术部王大中2007/02/28首次完稿2007/12/04四版增补创世界品牌　　　建百年金发-2-内容提要塑料的成型加工方法注塑机及成型参数简介制品设计模具结构及其设计注塑成型及其缺陷原因分析Moldflow简介及分析流程技术支持与客户服务创世界品牌　　　建百年金发-3-成型注射机械加工修饰装配涂饰印刷电镀其他焊接粘接机械连接其他塑料的成型加工方法挤出压延吹塑吸塑模压发泡缠绕层压涂层浇铸其它锉削磨削抛光钻削锯割冲切其它车削铣削创世界品牌　　　建百年金发-4-注射成型—注塑注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中经冷却固化成型的一种方法。注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此，该方法适应性强，生产效率高。创世界品牌　　　建百年金发-5-挤出成型—挤塑•挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过特定形状的口模成型产品的方法。•挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。还用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。•我公司用于挤出成型的产品有加工透气膜的填充PP，制作隔热条的增强PA66，用于石油管道防腐的HDPE。•我公司改性塑料的生产也是挤出成型。创世界品牌　　　建百年金发-6-微发泡（Mucell）成型MuCell成型:利用N2或CO2具有低超临界压力与温度的本质，以超临界状态注入料管中，藉由扩散性佳的超临界流体扩散效应及螺杆混炼，超临界流体与熔融塑料混合成均匀单相体，混体在射出过程中因瞬间高压降导致超临界流体在模内成核而长成均匀微细气泡，塑料经模具冷却固化将气泡包于塑料内，达到微发泡的效果。包括四个过程：气泡溶解Gasdissolution；成核Nucleation；气泡成长Cellgrowth；成型Shaping优点：1.降低锁模压力(~40%);2.降低射出压力(~30%);3.降低熔胶温度;4.可以减少保压的过程及时间;5.降低冷却时间(~20%);6.可以缩短成型周期(~20%-50%);7.可以减少产品重量(5-50%);8.避免收缩翘曲；9.可以大幅降低成品的重量，而且不用配合困难的发泡技术方法;10.不需要再添加化学的发泡剂，均是使用气体，不会对环境造成污染;11.具有实体的表层，且内部包含微细的孔洞。缺点：需要特殊的设备，价格昂贵。创世界品牌　　　建百年金发-7-IMD（InMoldDecoration）成型IMD就是将已印刷成型好的装饰片材放入注塑模内，然后将树胶注射在成型片材的背面，使树脂与片材接合成一体固化成型的技术。IMD是在注射成型的同时进行镶件加饰的技术，产品是和装饰承印材覆合成为一体，对立体状的成形品全体可进行加饰印刷，使产品达到装饰性与功能性于一身的效果。创世界品牌　　　建百年金发-8-缠绕成型在控制张力和预定线型的条件下，以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品。这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料，它有两种：有捻纤维和无捻纤维。特塑公司的HDPE石油管道防腐专用料EPⅡ也是一种缠绕成型,是挤出和缠绕并存的成型方式.在缠绕成型前,石油管道还进行了涂覆成型,将环氧粉末喷涂在经高频加热的钢管上.钢管在整个生产过程中一直是周向旋转,纵向移动.涂覆成型--为了防腐、绝缘、装饰等目的，以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层(例如．0.3毫米以下)的方法。创世界品牌　　　建百年金发-9-塑料制件的攻丝•加工小直径内螺纹时,一般用手工进行,直径大于6mm的螺纹用车床加工,为保证螺纹的强度,在车削螺纹时要有一定的进刀量和退刀量.•攻丝时,应在制件上预成型或钻一个底孔,底孔的直径d和丝锥外径D的关系为d=D-2nh,其中h为螺牙深度,n为螺牙深度的百分比(通常取50~75%),D较小时,n偏大,反之,偏小.•由于热塑性塑料具有较大的回弹性能,所用丝锥的直径应比要求的直径大约0.05mm,攻聚酰胺时要大0.12mm.•在攻丝操作中,要经常将丝锥倒回,以清除切屑,避免损坏螺纹.•攻丝时最好不用冷却液,如果要求螺牙表面光滑,可根据塑料品种,选择松节油、轻质油或用水作冷却液.•无论内外螺纹,都必须选择粗牙螺纹,螺纹的尖锐面加工后也必须磨钝,螺纹的进口处应该有半个牙的无螺纹,以防止第一扣螺纹碰伤或脱扣.•攻丝的孔应避免熔接痕的存在,或者提高熔接痕的强度,否则会出现攻丝时开裂的现象.创世界品牌　　　建百年金发-10-塑料的冲切(或剪切)•剪切是借助于相应的机械压力用铡刀将塑料片进行剪切的方法.采用一定形状且带有韧口的冲模进行剪切则称为冲切.•剪切或冲切的质量取决于被加工塑料的温度和压紧力.当被加工的塑料性能较脆时,会沿着切口发生缺口或破裂,塑料的脆性又随着温度的提高而减小,因此应选择适量的温度范围.•当准确度要求较高的剪切或冲切时,对加工后的收缩应有充分估计,在冷态下冲孔时,由于塑料的弹性恢复,冲成的孔眼直径总是比规定的孔眼尺寸大些,对被冲切材料必须夹紧,防止冲头退回时损坏孔边.例证:剪切或冲切乙酸纤维素、聚乙烯和硬质PVC片材时,如果厚度不大于1.5mm,在等于和高于20℃的条件下均可进行,当厚度大于1.5mm时,在剪切和冲切之前必须加热.剪切或冲切厚度为1.5-3mm的乙酸纤维素和硬质PVC片材料时,温度范围为38℃左右;厚度在20mm时为80-105℃.一般丙烯酸酯类片材的剪切和冲切温度分别为160℃和170℃左右.创世界品牌　　　建百年金发-11-塑料制件的喷涂(涂饰)喷涂特点:空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷身到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。空气喷涂可以产生均匀的漆，涂层细腻光滑；对于零部件的较隐蔽部件（如缝隙、凹凸），也可均匀地喷涂。此种方法的涂料利用率较低大约在50％～60％左右。塑料制件喷涂后，可获得如下效果：1.可遮盖成型后制件的表面缺陷；2.因塑料本身着色比较困难，可利用喷涂获得多种色彩；3.使塑料的静电性能得到改善，减少灰尘吸附；4.增强了塑料的硬度和耐擦伤性；5.提高了塑料的耐候性；6.使塑件表面的光泽任意调整；7.砂纹漆、绒毛漆等一些特殊漆，可获得较好的外观及手感。喷涂对塑料制件的要求:塑料成型后表面状态对外观质量有很大的影响。要求成型后的表面平整光滑，均匀一致，不应有划伤、飞边、毛刺、凹坑、斑点、气泡和明显的熔接线。塑料喷涂工艺流程：退火→除油→消除静电及除尘→喷涂→烘干1.退火：塑料成型时易形成内应力，涂装后应力集中处易开裂。可采用退火处理或整面处理，消除应力。退火处理是把ABS塑料成型件加热到热变形温度以下，即60℃，保温2h。由于采用此种工艺需要大量的设备投资，因此，可采用整面处理的技术，即配置能够消除塑件内应力的溶液在室温下对塑件表面进行15～20min的处理即可。2.除油：塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。对塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水最后清洗干净，晾干或烘干。3.除电及除尘：塑料制品是绝缘体，表面电阻一般在1013Ω左右，易产生静电。带电后容易吸附空气中的细小灰尘而附着于表面。因静电吸附的灰尘用一般吹气法除去十分困难，采用高压离子化空气流同时除电除尘的效果较好。4.喷涂：塑料涂层厚度为15~20μm，通常要喷涂2~3道才能完成。一道喷涂后晾干15min，再进行第二次喷涂。需要光亮的表面还必须喷涂透明涂料。涂后的制件对于阻燃性能基本没有影响。5.烘干：涂完后可在室温下自干，也可在60℃条件下烘烤30min。创世界品牌　　　建百年金发-12-塑料制件的电镀•塑料电镀是在塑料制件上电沉积金属镀层的过程.金发公司ABS料用于电镀的产品非常多.•塑料制品电镀时一定要注意制品热降解的问题.•避免塑料制件的表面污染和应力问题,成型时少用脱模剂,通过提高模温和料温来降低注塑压力,从而减小制件的内应力,防止电镀过程中发生开裂和翘曲.•用于电镀的制件材质,应该尽量少用低分子的添加剂,并防止助剂的析出,常见的是阻燃剂析出物会严重影响电镀效果.创世界品牌　　　建百年金发-13-塑料制件的焊接•根据向焊缝导入热的方法的不同可以将塑料焊接技术分为三种不同的类别:1.通过机械运动;2.通过外加的热源;3.通过电磁性.•通过机械运动产生热的焊接技术有直线性振动焊接、旋转焊接、超声波焊接。•通过外加热源的焊接，包括：电热板焊接就是将待连接的两部分的端部紧贴在电热台面上加热，直到端面塑料充分地熔化。然后移出电热板，将待连接的两部分压在一起。焊后需保持足够的冷却时间以增强焊缝的强度。热棒和脉冲焊接，用于薄膜和封口焊接最常见。此外还包括热气焊、挤压焊等焊接方法。•通过电磁性的焊接技术包括电阻性插销、感应、高频、红外线、激光等焊接技术。影响焊接质量的几个要素：焊接的压力、时间、吸热量（熔融量），此外，材质的差异、材料的吸湿性、材料的填充物、焊接面的清洁以及材料的热分解对焊接质量影响很大。对于电热板焊接，由于加热温度一般都是在材料加工温度的上限，残留在热板上的焊渣时间长容易碳化，会严重影响焊接强度和焊接密封性。创世界品牌　　　建百年金发-14-塑料制件的粘接•使用粘接剂将塑料与塑料，塑料与金属等粘接在一起。•常用的粘接剂：环氧树脂系粘接剂；硅胶系粘接剂；尿烷系粘接剂；氰基丙烯酸酯粘合剂；接枝树脂类的粘接剂。•塑料制件粘接的影响因素：材料的物理性能与粘接剂固化后的性能差异，比如软硬度、受力时弹性变形的差异等；粘接面的结构与面积；材料的表面析出和表面洁净度；成型后制件的后收缩；粘接剂固化后的硬度；粘接的温度、固化时间；粘接剂的涂覆均匀性；粘接剂的热膨胀系数；材料的分层；材料粘接部位的表面光洁度。应用案例：我公司的石油管道防腐料EPⅡ与环氧粉末防腐处理后的石油天然气管道之间的粘接使用的是马来酸酐接枝PE胶粘剂，该胶粘剂通过挤出机塑化，缠绕在喷涂了环氧粉末的高温钢管（180℃左右）上，钢管表面有一定的粗糙度，然后再将熔融态的HDPE防腐料经挤出后缠绕在胶粘剂上进行粘接。粘接后，喷洒冷却水固化。粘接强度（剥离强度）要求达到200N以上，我公司可达450N以上（在钢管上取样条10mm宽）。创世界品牌　　　建百年金发-15-其他加工方法简介（一）•吹塑成型：借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品，或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为0.04~1.12的都是比较优良的中空吹塑材料。•吸塑成型：利用吸塑机，通电于吸塑模上的发热片将塑料膜及吸塑机上的吸塑油加热，在短时间内达到溶化，同时经高压压，保压，冷却而完成吸塑工序。在这工作过程，加热与加压是同步进行。常用材料PVC，多用于包装。•压缩模塑又称模压：是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法。通常，压缩模塑适用于热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成。•压延成型：将热塑性塑料通过一系列加热的压辊，而使其在挤压和展延作用下连结成为薄膜或片材的一种成型方法。压廷产品有薄膜、片材、人造革和其它涂层制品等。压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。压延设备包括