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[SSEC法人]2014.11SSECMouldGⅠ.注塑成型概论Ⅱ.注塑成型机Ⅲ.注塑成型条件Ⅳ.注塑成型的不良类型分析附録:Plastic的成型加工法注塑成型目录BrBrBrBrBrBrBrBrBrOBrⅠ.注塑成型(射出成形)是什么?■原理-加热而成熔融状态的Plastic材料,通过施加压力，注入到封闭的模具空间内，通过在模具内的冷却和固化,制造出与模具形象同样形态的方法.■在热加塑性Plastic的成型加工方法中,目前最为一般，最发展的成型技法.■注塑成型(射出成形)的3大要素-树脂,模具,注塑成型机Ⅰ.注塑成型概论树脂模具注塑成型机Ⅰ.注塑成型概论注塑过程:合模→注塑→保压→冷却(塑化)→开模→脱模Ⅰ.注塑成型概论■Plastic的成型加工法树脂种类成型法其他热加塑性(ThermoPlastics)-压出成型(Extrusion)-压缩成型(CompressionMolding)-真空成型(Vacuum/ThermoFoaming)-中空成型(BlowMolding)-注塑发泡(InjectionThermoFoaming)-Gas注塑(GasAssistInjection)-ICM(InjectionCompressionMolding)热硬化性(Thermo-set)-压出成型(CompressionMolding)-SMC(SheetMoldingCompound)-移送成型(ResinTransferMolding)-FRP(FiberReinforcedPlastic)-RIM(ReactionInjectionMolding)Ⅰ.注塑成型概论Ⅱ.注塑成型机(InjectionMoldingMachine)Ⅱ.注塑成型机■注塑成型机的区分区分方法区分内容其他形态别水平型(Horizontal)/垂直型(Vertical)Flinger型/垂直水平型/特殊注塑形体方式（锁模）直压式(Direct)/曲臂式(Toggle)/DIMA式/Tie-barless式树脂别热硬化性(Thermo-set)/热加塑性(Thermo-plastics)MultiComponents一般(1种)/Insert注塑/多种材料注塑驱动方式油压式(Hydraulic)/电动式(Electricity)Ⅱ.注塑成型机形态别的机种分类◆水平型◆垂直型Ⅱ.注塑成型机◆Insert专用形体（锁模）方式分类形体（锁模）Cylinder形体（锁模）油压Hose油压推杆稼动Die-platen◆直压式的构造Ⅱ.注塑成型机◆曲臂式(Toggle)的构造形体（锁模）CylinderCrossHead型后调整装置ToggleLinkEjectorCylinder移动DiePlate机械式安全装置固定DiePlate模具Tie-BarTailStockⅡ.注塑成型机■注塑机的构造和名称Hopper이동반고정반형체CylinderTie-BarToggleLink型开Stroke调整装置Ejector안전문NozzlePurgeCoverShutterController유압Motor油压OilLevelGauge压力Gauge形体（锁模）部注塑部ScrewCylinderHeaterCoverFrame油压控制装置电气控制装置移动板安全门固定板形体(锁模）油压Ⅱ.注塑成型机设置形体（锁模力）,注塑,油压,电气装置的基础部位形体（锁模）,注塑一般在Frame上面放置,油压和电气控制部在Frame内部,内装油压机器的一部分(板操作侧）设置在Frame外部.在注塑时用强力来维持模具,防止模具发生推动的装置形体装置的构成①固定板,可动板(型板,DiePlaten)-固定板,可动板所构成-固定板固定在Frame上,可动板随着Tie-bar开闭模具②Tie-bar-支持型板,在模具开闭动作时，发挥Guide功能-在Toggle式,通过Tie-bar的伸张引起的弹性恢复力而发生形体（锁模）力。■Frame■形体（锁模）装置(ClampingUnit)Ⅱ.注塑成型机③形体（锁模）Cylinder-模具在开闭时,发生形体力的油压Cylinder直压式:Piston直接结合到可动板Toggle式:通过ToggleLink的构造,可增加力量④模具厚度调整装置-直压式的原理上，不需要模具厚度调整装置※但,调整0点时需要-Toggle式,因需要按模具厚度来调整形体（锁模）装置,才能得到形体力，因此需要厚度调整装置⑤Ejector-注塑后，从模具突出成型品的装置⑥安全门-考虑作业者的安全和防止受伤,和注塑机的动作进行设定InterLock:后门一般是作业者的死角,通常和Power连接进行Open时PowerOffⅡ.注塑成型机形体（锁模）装置的种类-一般直压式和Toggle式最为代表,也有移送用Toggle,最终形体力用直压式的复合式,还有最近开发的2Plate工法的DIMA式。①直压式-型开闭速度慢(∵CylinderSize大)-一直维持同样的形体力-易于把握形体力（锁模力）-形体力发生的时间長②Toggle式-Energy效率高,可进行轻量化-可进行Hi-Cycle成型(高速型开闭)-难于正确确认形体力（锁模力）-Tie-bar的伸张和弹性恢复会发生形体力,因此必要设定模具厚度Ⅱ.注塑成型机1.锁模力:根据产品的大小决定锁模力.锁模力=P*A平均有效压力(300~1000kg/㎠)投影面积(计算型开闭方向面积)2.最大注塑量:表示能注塑的最大重量(oz,g).虽然根据树脂的比重有所差距,但是一般都以PS为基准.(最佳注塑量为最大注塑量的30~80%)最大注塑量=螺杆截面积*最大计量距离*树脂的比重■注塑机选定方法Ⅱ.注塑成型机3.注塑压力:注塑成型机能射出的最大树脂的压力.(设计基准2000kg/㎠)注塑力=P*A最大系统压力注塑ram断面积注塑压力=注塑力/螺杆断面积Ton,kg/㎠表示ΠD²4螺杆的直径统一的注塑成型机上一般能装三种不同直径螺杆，根据成型品选定.2600240022002000180016001400120010008006004002000101620323048406450806096801289014470112bar2400(40)1900(45)1800(40)1550(50)1400(45)1150(50)99.9%160barⅡ.注塑成型机4.最大注塑速度:注塑成型机的最大注塑速度(mm/sec)最大注塑速度=注塑率/螺杆断面积用m³/sec表示ΠD²4螺杆的直径最大注塑速度影响产品的外观(熔接线(weld),流痕(flowmark)等)选注塑成型机的时候要确认。要是成型机大的话，最大速度变小。Ⅱ.注塑成型机5.格林柱间距:根据模具大小检讨是否能装载，还得确认模具的油压型腔或设置固定的空间是否足够.横向竖向6.可塑化能力:可塑化能力是对于每段时间树脂能可塑化的性能大容量成型品必须检讨.适合装载的模具大小Ⅱ.注塑成型机7.型开闭距离:确保取出产品的空间虽然需要产品长度的2倍但是在三段模具的时候需要两倍以上的距离.8.最小模具厚度:表示能安装的最小模具厚度比这个小的模具不能安装.9.Ejector距离:表示取出成型品时的ejector的动作距离.Ⅱ.注塑成型机■注塑机周边附带设备-模具温度调整机(MoldTemperatureController)-原料自动移送装置(AutoFeedingSystem)-原料Tank/容器(Silo/Hopper)-原料干燥机;HopperDryer(除湿)/Oven&ConvectionDryer(热风)-Robot&Stocker-混合机(Mixer)-粉碎机(Crusher)-其他Ⅱ.注塑成型机1.喷泉流动(fountainflow)一般的注塑产品是壁厚薄的平板产品.平板产品的定义是厚度在3~4mm以下，宽度为厚度5倍的产品.在这种CAVITY内树脂流动时在模具上产生固化层形成分水状模样前进.根据这种原理在前端的计量树脂形成产品的表面部位，后端的计量树脂填充产品的中央部位.(b)FOUNTAINFLOWMelt厚度(t)宽度(w)(a)平板MODEL固化层主要成型影响因素Ⅲ.注塑成型条件■流动理论2.剪断变形率和摩擦热量前端变形跟产品的厚度，注塑速度有关系.注塑速度快时，壁厚薄时前端变形大排象性增大.还有在固化层和流动层分界面上变形最大.前端变形大时在分界面上产生摩擦热量.一般转入到模具的树脂由冷模具呈现出温度下降的倾向,但是注塑速度在特定速度以上的话减少跟模具的接触时间热损失少，根据剪断变形率增加摩擦热量也发生增加树脂的流动线段温度保存或者上升.此外固化层厚度是注塑速度越慢模具的损失热增加，固化层的厚度也增加.(a)Shearrate低速注塑高速注塑(b)Temperature(c)Slowfilling摩擦热量损失热量流动前端温度下降(d)Fastfilling流动前端温度上升Ⅲ.注塑成型条件■流动理论InjectionPressureFlowLength流动前端料把流道GATECAVITY3.注塑压力压力是熔融树脂克服流动阻力的原动力.当螺杆达到保压转换点的时候螺杆前段的压力叫注塑压力.用比注塑成型机的最大注塑压力小的压力充满型腔(cavity)端点为止.要不然会有可能发生未成型.一般考虑安全率,模具设计及注塑成型条件设定的时候注塑压力在注塑成型机最大注塑压力的80%以下压力加强量(30~50%)成型内压Ⅲ.注塑成型条件■流动理论4.注塑速度(Filltime)对于注塑速度的注塑压力呈现U弧度.注塑速度慢的话,比起发生热热损失更大，流动温度下降，粘度增加，固化层厚度增大，所以流动阻力大，注塑压力增大.相反注塑速度快的话流动温度会上升，粘度减小，固化层的厚度会变小,但是固化层和流动层之间的摩擦阻力会大大增加，反而会使注塑压力增大.Caviti内的流动速度一定时，注塑压力最小.流动前端一定温度Filltime(sec)最大射出压力(Mpa)最佳注塑速度区间成型区间注塑机最大注塑压力OptimumSpeed摩擦热量损失热量流动前端温度下降流动前端温度上升LowSpeedHighSpeedⅢ.注塑成型条件■流动理论4-1.最佳注塑速度最佳的注塑速度是，在给出的条件下使注塑压力最小化.根据型腔的厚度注塑速度也应不同.薄的比厚的有效流动断面较小，所以要增加注塑速度提高全段变形率，增加摩擦变形力，才能使流动温度稳定，使注塑压力减小.根据树脂的材料，比热，热导电率，粘度等等都会有很大不同.根据温度的变化，粘度变化大的材料(PC,PMMA)有较小的U型弧度，但是没有那种属性的材料(PP,ABS)有较大的U型弧度.所以有的材料对注塑速度敏感，有的材料则不敏感.摩擦热量损失热量(a)厚CAVITY(b)薄CAVITYFilltime(sec)最大注塑压力(Mpa)1234567820406080100120140160PCPP(c)不同注塑速度下的注塑压力最佳注塑速度区间Ⅲ.注塑成型条件■流动理论5.保压设定(1)保压的意义保压是在充进工程以后在型腔内为了保证树脂冷却收缩率在用适当压力适当时间内前进螺杆继续提供树脂到型腔内的工程.对于产品的收缩率有很大的影响.(2)保压强度和时间的确定保压的大小左右收缩率的大小.提高保压产品会变大能阻止发生缩印.但是相反的情况产品尺寸变小发生缩印.但是太高的保压会增加形体力和残留硬力会使产品变形.一般适当保压是最大注塑压力的70~80%.保压的时间:保压时间关联与型腔的厚度.因为产品厚度厚冷却时间长发生收缩的话在那个时间内一直提供树脂.但是GATE固化之后树脂不能进到型腔内，毕竟保压时间是GATE的固化时间.根据产品厚度设计适当的GATE.GATE的固化时间依赖GATE的厚度跟长度.成型时间(sec)注塑压力(Mpa)保压时间填充时间保压强度(a)保压强度和时间厚度(t)宽度(w)(b)GATE长度长度(l)Ⅲ.注塑成型条件■流动理论(3)最佳保压设定一