【正文】 1 《 注塑缺陷原因和案例分析 》 專(zhuān)題講座 2 ☆ 課程目的： 為了減少調(diào)機(jī)的盲目性、降低調(diào)機(jī)損耗時(shí)間及材料浪費(fèi)，快速解決生產(chǎn)異常，課程條理分明，方法獨(dú)特實(shí)用，旨在提升解決問(wèn)題的能力，是注塑廠現(xiàn)場(chǎng)注塑技術(shù)、生產(chǎn)管理、品質(zhì)管理、工模制作等部門(mén)人員的必學(xué)內(nèi)容。 ☆ 課程背景： 注塑不良的問(wèn)題，很多人都會(huì)處理，方法也不止一種，但是您解決問(wèn)題時(shí)，用去多長(zhǎng)時(shí)間、浪費(fèi)了多少材料、產(chǎn)生了多少不良品，可是大有不同，有人用了 1小時(shí)，而有人只需 10分鐘就解決了，為什么？根本原因在于：沒(méi)有對(duì)這些問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，找到最終的根源！因此，掌握快速分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法十分重要！ 3 ☆ 課程特色： ? 詳細(xì)分析注塑不良的形成原因，改善對(duì)策 ? 大量典型案例實(shí)際講解、分析 ? 講解最佳工藝參數(shù)設(shè)定方法 ? 分析導(dǎo)致注塑不良的相關(guān)因素、防止不良產(chǎn)生應(yīng)注意的問(wèn)題 ? 學(xué)員自帶不良品、現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題 ? 講師與學(xué)員之間、學(xué)員與學(xué)員之間進(jìn)行問(wèn)題探討，掌握快速找到問(wèn)題根源的能力 4 ☆ 課程內(nèi)容： 第一章、 注塑成型概述 ? 我國(guó)的注塑成型從七十年代開(kāi)始發(fā)展，當(dāng)時(shí)主要是在香港，塑膠業(yè)和塑膠機(jī)械業(yè)曾經(jīng)占香港整體工業(yè)的主要地位。隨著中國(guó)的改革開(kāi)放，塑料業(yè)得到空前的發(fā)展，內(nèi)地的環(huán)境優(yōu)質(zhì)彌補(bǔ)了香港資源的不足。 現(xiàn)在，塑膠產(chǎn)品正逐漸取代金屬制品，塑膠成型行業(yè)仍充滿(mǎn)潛力。世界市場(chǎng)對(duì)塑膠產(chǎn)品的需求有穩(wěn)定的增長(zhǎng)；同時(shí)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)過(guò)二十多年的成長(zhǎng)，不但可以制造中檔、低檔的產(chǎn)品和成型機(jī)械，而且可以制造出高精度的成型設(shè)備和成型產(chǎn)品。 5 ? 塑料成型的方式有很多種，而注塑成型是當(dāng)前所有塑料成型方式中，生產(chǎn)量最大、技術(shù)含量最高的：超過(guò) 35%的熱塑性樹(shù)脂采用注塑成型加工、超過(guò) 50%的塑料加工設(shè)備是用于注塑成形的，注塑機(jī)和注塑制品成了塑料的代名詞。 6 1 定模座班板 2 推桿固定板 3 注塑件 4 熔膠 5 分流梭 6 柱塞 7 原料 8 頂桿 9 型芯 7 螺桿頭和止逆閥 回料 射膠 滑套式止逆閥 8 螺桿示意圖 9 ? 注塑成型是一種注射兼模塑的成型方法，又稱(chēng)注射成型。通用注塑方法是將聚合物組分的粒料或粉料放入注塑機(jī)的料筒內(nèi)，經(jīng)過(guò)加熱、壓縮、剪切、混合和輸送作用，使物料進(jìn)行均化和熔融，這一過(guò)程又稱(chēng)塑化。然后再借助于柱塞或螺桿向熔化好的聚合物熔體施加壓力，則高溫熔體便通過(guò)料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統(tǒng)射入預(yù)先閉合好的低溫模腔中，再經(jīng)冷卻定型，就可打開(kāi)模具，頂出制品，得到具有一定幾何形狀和精度的塑料制品。 沙迪克注塑機(jī) 10 ? 注塑成型工藝過(guò)程包含 ? 三大階段 (準(zhǔn)備、注射、制品的后處理 ) ? 三個(gè)條件 (熱量、壓力、時(shí)間 )和 三個(gè)硬件 (材料、注塑機(jī)、模具 )有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，周期性地重復(fù)各個(gè)動(dòng)作。 ? 工藝五要素 ：時(shí)間、溫度、壓力、速度、位置。 11 注射時(shí)間 射膠時(shí)間 保壓時(shí)間 成型周期 預(yù)塑時(shí)間 冷卻時(shí)間 模內(nèi)冷卻時(shí)間 輔助時(shí)間 開(kāi)模、頂出、取出制 件、噴脫模劑、放嵌件、合模等 12 1)理論射膠容積 V=π/4*Ds178。* S(公式 1) V理論射膠容積 cm179。 Ds螺桿直徑 cm S射膠行程 cm 2)理論射膠量等于理論射膠容積乘以塑料在常溫下的密度， 即 ﹕ G=V*ρ(公式 2) G理論射膠量 g V理論射膠容積 cm179。 ρ常溫下的塑料密度 g/cm179。 13 1)最大注射壓力 最大注射壓力 (Mpa) d 油缸活塞直徑 (cm) D 螺桿直徑 (cm) p 油缸表壓 (Mpa) 14 2)注射壓力 注射壓力 (Mpa) 油缸總截面積 (cm2) 機(jī)筒內(nèi)孔截面積 (cm2) 工作油壓力 (Mpa) 15 1) 鎖模力的設(shè)定： 調(diào)校鎖模力的原因是因?yàn)樵诔尚蔚倪^(guò)程中，塑料高壓射出，如果沒(méi)有合適的鎖模壓力下，塑料就會(huì)沖出型腔造成模具損壞和產(chǎn)品的毛邊等不良現(xiàn)象，高壓鎖模力的作用就是高壓緊閉模具。但過(guò)大的鎖模力又會(huì)造成機(jī)械的損耗和模具的損傷，這個(gè)合理的鎖模力是經(jīng)過(guò)材料和模具型腔面積來(lái)計(jì)算的。 用 ZRCAE軟件對(duì)注塑機(jī)模板進(jìn)行有限元分析 16 2)多段鎖模力和速度控制： 鎖模一般可分為四個(gè)階段，開(kāi)始和第二階段后采用快速移動(dòng)模板，這是為了節(jié)省周期循環(huán)時(shí)間；當(dāng)模具即將閉合時(shí)，為了保護(hù)模具，這時(shí)要將鎖模壓力降低，調(diào)節(jié)壓力可在 15噸以下，當(dāng)模面完全閉合，即動(dòng)模和定模型面接確時(shí)，需要增加壓力來(lái)達(dá)到預(yù)期的高壓鎖模力。 開(kāi)模也可分為四個(gè)階段，原因是為減少機(jī)械的震動(dòng)，在開(kāi)模時(shí)，動(dòng)模的移動(dòng)比較慢，其原因是成形制件還在型腔內(nèi)，如果速度太快，會(huì)破壞制品和產(chǎn)生震動(dòng)，為了縮短周期循環(huán)時(shí)間，在開(kāi)模的中途階段，模板會(huì)快速移動(dòng)直到動(dòng)模在接近開(kāi)模終止位置時(shí)才減速度，最后慢速、終止動(dòng)作。 17 3)鎖模力的計(jì)算與制品投影面積的關(guān)系 ? 平面物體鎖模力計(jì)算 ： 鎖模力 =(長(zhǎng) 寬 )in2 鎖模力常數(shù) (一般按 2頓 /in2計(jì)算 ) ? 圓型物鎖模力計(jì)算： (半徑 cm)2 =△ △247。 =□ (因?yàn)?in2= cm2) □ 鎖模力常數(shù) =所需鎖模力 (噸 ) 利用 Cimatron軟件投影面積計(jì)算 18 4)壓力單位換算 1Kg/(cm2)= 1Psi=1Mpa=1Kg/cm2=98000Pa 1Kg/cm2== 1bar=19 ? 一般材料宜用中等的溫度成型，如 ABS、 PS、 PP、PE ? 容易過(guò)火或較脆的材料宜用稍低的溫度，如 POM、PVC ? 流動(dòng)性極差的材料宜用稍高的溫度，如 PC ? 模具溫度低時(shí)可適當(dāng)調(diào)高料溫來(lái)彌補(bǔ) 20 ? 使用玻纖、防火、較脆、容易過(guò)火的工程材料時(shí)，宜用較短的冷卻時(shí)間、及較小的射膠殘量，甚至需使用“延遲回料”功能； ? 使用 ABS、 PC等非結(jié)晶性塑料，且未添加填充劑時(shí)，需用稍長(zhǎng)的冷卻時(shí)間。 21 1)怎樣確定最合適的冷卻時(shí)間 ? ? 注塑周期 =輔助時(shí)間 +注射時(shí)間 +保壓時(shí)間 +冷卻時(shí)間； 輔助時(shí)間 =開(kāi)模 +頂出 +取出制件 +噴脫模劑 +放嵌件 +合模等； ? 冷卻時(shí)間約占整個(gè)注塑周期的 60%~70%； ? 冷卻時(shí)間約與塑料制品厚度的平方成正比：制品厚度增加 1倍時(shí)，冷卻時(shí)間增加 4倍； ? 可用公式計(jì)算冷卻時(shí)間、周期； ? 也可用常規(guī)方法確定冷卻時(shí)間、周期； ? 盡可能縮短輔助時(shí)間，如開(kāi)、合模、取產(chǎn)品等時(shí)間。 、射膠時(shí)間、保壓時(shí)間 22 常用塑料的熱變形溫度、模溫、成型溫度、熱傳導(dǎo)系數(shù) 塑料 熱變形溫度℃ 模溫 ℃ 成型溫度 ℃ 熱傳導(dǎo)系數(shù)mm2/s ABS 80~95 50~80 185~260 PC 135~143 70~120 260~300 PS 70~85 40~80 180~250 PP 60~100 30~80 160~260 PE 35~75 30~70 160~280 POM 172 60~100 170~205 PMMA 90~100 60~80 180~280 PA6 70 40~80 220~270 PA66 75 40~90 260~300 PBT 150 50~80 225~260 PET 70~80 50~80 260~300 23 ? 冷卻時(shí)間 ＝ t2/(aπ2)㏑ ［４ (TmTw)/π(TsTw) ] t 塑件最大厚度 (mm) a 塑料的熱傳導(dǎo)系數(shù) (mm2/sec) Tm 成型溫度 (℃ ) Tw 模具溫度 (℃ ) Ts 熱變形溫度 (℃ ) ? 冷卻時(shí)間的簡(jiǎn)略計(jì)算方法 : 60 ℃ 以下時(shí)： 理論冷卻時(shí)間 =t(1+2t) 60 ℃ 以上時(shí)： 理論冷卻時(shí)間 =(1+2t) (t表示成型品的最大肉厚 )。 24 ? 冷卻時(shí)間計(jì)算的應(yīng)用舉例： 有一種產(chǎn)品，是用ＰＣ材料生產(chǎn)的，其最大膠厚 t為 2mm，成型溫度 Tm為 270 ℃ ，所用模溫 Tw為120 ℃ ，計(jì)算其冷卻時(shí)間。 計(jì)算： 從材料手冊(cè)上，可查到 PC材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)a= mm2/sec，熱變形溫度 Ts =135℃ 。 冷卻時(shí)間 =t2/(aπ2)㏑ ［４ (TmTw)/π(TsTw) ] =2*2/** ㏑ ［４ *(270120)/*(135120) ] = =* = 上式中，如果把 t從 2增加至 4，則計(jì)算出的結(jié)果為 ，即是原來(lái)的 4倍左右。 25 2)射膠時(shí)間的計(jì)算： 射膠時(shí)間 (Ti)=+ Ti:射膠時(shí)間 (sec)， m:產(chǎn)品重量 (g) 3)保壓時(shí)間的計(jì)算： 保壓時(shí)間 (Ti)=+ Ti:保壓時(shí)間 (sec)， D:產(chǎn)品最大厚度 (mm) 產(chǎn)品重量 (g) 射膠時(shí)間 (sec) 448 產(chǎn)品最大厚度 (mm) 保壓時(shí)間 (sec) 26 4)輔助時(shí)間的計(jì)算 開(kāi)合模時(shí)間 (T0) =+ T0:開(kāi)合模時(shí)間 (sec)，X:機(jī)臺(tái)鎖模力 (ton) 鎖模力 (ton) 開(kāi)合模時(shí)間(sec) 40 70 110 160 220 285 360 500 800 27 ？ 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、塑料種類(lèi)、品質(zhì)要求適當(dāng)選擇冷卻方式，不能所有模具都用常溫水： ? 模溫機(jī)： 加玻纖 (GF)、流動(dòng)性差、尺寸精度要求高、薄壁膠件、易彎曲變形、易應(yīng)力開(kāi)裂、外觀要求高的產(chǎn)品； ? 常溫水： 結(jié)晶型塑料，如PE、 PP、 PA、 POM、 PBT、PSU(聚砜 )、 LCP 、 PTFE等，但在模溫高時(shí)，結(jié)晶度高、制件剛性好、收縮率大； 28 ? 冷凍水： 膠件較厚、未添加玻纖的非結(jié)晶型塑料，在外觀及尺寸要求不高時(shí)。 另外，乙二醇溶液 (不同比例的水加乙二醇 )通常用于溫度在 5 ℃ 以下時(shí)；水溫機(jī)通常用于溫度在 5 ℃ ~90℃ 時(shí)；油溫機(jī)通常用于溫度超過(guò)90℃ ~150 ℃ 時(shí)；電熱棒通常用于溫度在 150 ℃ 以上時(shí)，要特別防止短路、觸電。 常溫水最容量受到環(huán)境溫度的影響，如冬季、夏季溫差可達(dá) 40~60 ℃ ，對(duì)制品質(zhì)量的影響十分明顯。 29 1)模溫影響成型周期及成形品質(zhì)，在實(shí)際操作當(dāng)中是由使用材質(zhì)的最低適當(dāng)模溫開(kāi)始設(shè)定，然后根據(jù)品質(zhì)狀況來(lái)適當(dāng)調(diào)高。 2)模溫是指在成形被進(jìn)行時(shí)的模腔表面的溫度，在模具設(shè)計(jì)及成形工程的條件設(shè)定上，重要的是不僅維持適當(dāng)?shù)臏囟?，還要能讓其均勻的分布。 3)不均勻的模溫分布，會(huì)導(dǎo)致不均勻的收縮和內(nèi)應(yīng)力，因而使成型品易發(fā)生變形和翹曲。 模溫機(jī) 30 4)提高模溫的好處： ? 加成形品結(jié)晶度及較均勻的結(jié)構(gòu)。 ? 使成型收縮較充分，后收縮減小。 ? 提高成型品的強(qiáng)度和耐熱性。 ? 減少內(nèi)應(yīng)力殘留、分子配向及變形。 ? 減少充填時(shí)的流動(dòng)阻抗，降低壓力損失。 ? 使成形品外觀較具光澤及良好。 ? 減少遠(yuǎn)澆口部位的縮水機(jī)會(huì)。 5)提高模溫的壞處： ? 增加成型品發(fā)生毛邊的機(jī)會(huì)。 ? 增加近澆口部位的縮水機(jī)會(huì)。 ? 減少結(jié)合線的明顯程度。 ? 增加冷卻時(shí)間。 31 第二章、注塑成型材料 : 天然樹(shù)脂是指由自然界中動(dòng)植物分泌物所得的無(wú)定形有機(jī)物質(zhì)，如松香、琥珀、蟲(chóng)膠等。合成樹(shù)脂是指由簡(jiǎn)單有機(jī)物經(jīng)化學(xué)合成或某些天然產(chǎn)物 (煤、石油、天然氣等 )經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而得到的樹(shù)脂產(chǎn)物。塑料是指以樹(shù)脂 )或在加工過(guò)程中用單體直接聚合 )為主要成分，以添加劑為輔助成分，在加工過(guò)程中能塑化成型的一類(lèi)高分子材料。塑料與樹(shù)脂的主要區(qū)分為：樹(shù)脂為純聚合物，而塑料是以樹(shù)脂為主的聚合物制