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正文內(nèi)容

注射成型工藝(編輯修改稿)

2024-09-01 09:04 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)晶型塑料冷卻時間較短(冷卻速率高)。冷卻時間太長不僅會降低生產(chǎn)率,而且對復(fù)雜制件會造成脫模困難,嚴(yán)重?fù)p壞制品。第三節(jié) 熱塑性材料的注射成 一、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)ABS是樹脂的剛性與橡膠的彈性相結(jié)合的一種廣泛使用的工程塑料,它不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能,而且耐化學(xué)藥品性好、尺寸穩(wěn)定性好、表面光澤度高,且原料豐富。廣泛用于機械、電器零件、辦公用品、日用品等各個領(lǐng)域。其品種除常用的,還有阻燃級、高抗沖級、防靜電級、電鍍級等等。(一)工藝特性① ABS屬于無定型聚合物,無明顯熔點。ABS熔融溫度為217237℃,分解溫度270℃。②ABS熔體粘度高,流動性較差,但是流動性比PVC,PC要好,熔體粘度比PE,PS,PA要大。熔體冷卻固化速度也較快。③ABS熱穩(wěn)定不太好,注射成型結(jié)束后應(yīng)用機筒清洗劑清理料筒。由于丁二烯含有雙鍵,所以ABS耐氣候性差,尤其是紫外線可引起ABS變色。④ABS對溫度剪切速率都比較敏感,溫度提高、注射壓力提高以后,熔體表面粘度下降,流動性增加。⑤ABS為極性大分子,有吸濕傾向。成型加工前,務(wù)必進行干燥。%以下,一般用熱風(fēng)干燥法除去水分。樹脂顆粒層厚度為1030mm時,8090℃,干燥23小時。樹脂濕度大,制品又復(fù)雜可于7080℃,干燥1824小時,才能取得良好效果。 ⑥ABS成型收縮率較低,%%之間。(二)成型設(shè)備采用螺桿式注射機:螺桿結(jié)構(gòu)特征為單頭、全螺紋、等距、壓縮突變型,螺桿端部不帶止回環(huán)。螺桿長徑比為1820:1。噴嘴選用通用型延伸式,噴嘴孔直徑45mm或68mm.注射玻璃纖維增強ABS時,注射機機筒、螺桿與物料接觸部件都要加耐磨層,以提高機筒、螺桿的壽命。制品質(zhì)量一般為最大注射量的50%75%。(三)產(chǎn)品造型與模具 ①產(chǎn)品厚度 ABS的流動長度與壁厚有關(guān)。但是與PE,HIPS比較,它的流動長度對壁厚依賴性是最小的,也就是說ABS壁厚對流動性的影響小。 ,其流動極限為190:1。當(dāng)熔體溫度高、注射壓力高、模溫高、充模速度快時,極限流動長度都會增大;制品厚度小,寬度增加時,極限流動長度則會下降。 ②脫模斜度 ABS制品的脫模斜度可在10左右選取,模芯部分沿脫模方向為35’10,模腔部分沿脫模方向為40’1020’,對形狀較復(fù)雜的制件脫模斜度還可適當(dāng)增加。 ③主流道 主流道其錐頂角為2040的截錐體。 主流道最小直徑取決于塑料制品的重量,一般可按下列數(shù)據(jù)選用: 主流道最小直徑選用表塑料制品質(zhì)量/g主流道最小直徑/mm101020204040150150300300500500100010005000 ④澆口澆口長度應(yīng)盡量短,澆口越短,則充模壓力損失小。(四)成型工藝①原材料的準(zhǔn)備 首先對材料的熔體指數(shù)進行測定,其加工性能通過熔體指數(shù)確定。 進行干燥處理,%。 根據(jù)需要可采用顏料浮染或者著色母料著色。色母料的加入量為1%左右。 ②成型溫度 機筒溫度/℃ 噴嘴溫度/℃ 后 中 前 柱塞式 170190 一 200230 200 螺桿式 150170 165180 180220 200 機筒溫度提高,流動性能增加,每1℃。 ③模具溫度 模溫對提高ABS制品表面的質(zhì)量、制品收縮率增大,成型周期延長。對于表面質(zhì)量要求較高的制品,模溫可控制在6070℃范圍內(nèi),一般制品還可低一些,而復(fù)雜制品模溫也可高一些。 ④注射壓力對于簡單、厚壁制品注射壓力可在70100MPa范圍內(nèi)選擇,而復(fù)雜、薄壁、長流程、小澆口制品,注射壓力可提高到100140MPa。保壓壓力可控制在6070 MPa。 ⑤注射速度與螺桿轉(zhuǎn)速注射速度以ABS熔體流動性有一定影響,但不太大。注射速度快,充模速度快,摩擦熱提高,容易出現(xiàn)排氣不良,表面粗糙度不好,力學(xué)性能也較低。充模速度慢,制品會產(chǎn)生熔接不良,制品表面出現(xiàn)波紋。一般情況下適宜高壓低速充模。螺桿轉(zhuǎn)速通常小于70r/min??稍?040r/min之間選擇。 ⑥成型周期 ABS成型周期見下數(shù)據(jù)總周期/s注射時間/s高壓時間/s冷卻時間/s40120530052060 ⑦制品的后處理一般制品要求不太高時可以不作熱處理。對于要求較高的制品在循環(huán)熱風(fēng)或紅外線下處理24小時,溫度70℃。然后緩慢冷卻到室溫。熱處理終點的判斷:視制品的內(nèi)應(yīng)力大小,可在冰醋酸中浸漬視其開裂情況而定。515s出現(xiàn)裂紋說明制品內(nèi)應(yīng)力大,25min不出現(xiàn)裂紋,制品內(nèi)應(yīng)力小,熱處理達到終點。二、聚苯乙烯(PS)(一) 工藝特性①聚苯乙烯屬于無定型聚合物,無明顯熔點,熔融溫度范圍較寬,且熱穩(wěn)定性好。熱變形溫度70100℃,粘流溫度150204℃,300℃以上出現(xiàn)分解。 ②聚苯乙烯比熱容較小,(),加熱流動和冷卻固化快。熔體粘度適中,且流動性好,易成型。③聚苯乙烯對溫度、剪切速率都比較敏感,無論是機筒溫度或者是注射壓力提高,熔體粘度都會下降,流動性能提高,④聚苯乙烯分子中含有苯環(huán),使分子內(nèi)旋受到障礙,分子鏈運動不易、不柔順。因此制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致制品開裂,在油、溶劑等介質(zhì)中使用較差。⑤聚苯乙烯成型收縮率小,%%之間。⑥聚苯乙烯為剛性分子鏈,最好不加金屬嵌件,防止出現(xiàn)應(yīng)力開列現(xiàn)象。(二) 成型設(shè)備螺桿機,直通式噴嘴或延長式噴嘴。(三) 產(chǎn)品造型與模具 ①注射制品厚度采用最多的是13mm,大型制品可達36mm。 ,其流動極限長度與制品厚度之比為200:1。 ②聚苯乙烯太脆,造型應(yīng)盡量避免尖角、缺口,防止應(yīng)力集中。制品中的尖角應(yīng)盡可能用最大半徑作圓弧,可大大減少內(nèi)應(yīng)力。 ③通常脫模斜度不小于10(%),%1%。 ④澆口形式無特殊要求,大多數(shù)形式的澆口都可以使用。 ⑤排氣孔、。 ⑥模具溫度應(yīng)盡量均勻一致,兩片模具溫差應(yīng)小于36℃。(四) 成型工藝 ①原材料的準(zhǔn)備 聚苯乙烯透明度可達88%92%,可以浮染各種鮮艷的染色,顏料多采用有機顏料,也可用色母粒著色,用量為1%2%。 聚苯乙烯注射成型的熔體指數(shù)范圍220左右,其中:熔體指數(shù) 210 主要用于通用制品,如容具、玩具、儀表盤等 1120 主要勇于高流動性制品,薄壁制品,如食品容器聚苯乙烯吸濕性很小,%%,成型前無需干燥可投入生產(chǎn)。需要干燥處理的,可在7080℃的循環(huán)熱風(fēng)中干燥12小時。 ②成型溫度 注射溫度對注射制品的力學(xué)性能影響最大,因取向隨著注射溫度的提高而減小。 收縮率與注射溫度的關(guān)系,也是隨著注射溫度的提高而減小。 聚苯乙烯注射溫度提高,沖擊強度大大降低,可從表416數(shù)據(jù)中看出。從有利提高制品的角度考慮,機筒溫度應(yīng)在185215℃范圍內(nèi)選擇,噴嘴溫度比機筒最高溫度低1020℃。 ③模具溫度模具溫度對制品力學(xué)性能影響較小。通常設(shè)定為3070℃。對于一般制品模具大多用機水冷卻。④注射壓力注射壓力對聚苯乙烯的力學(xué)性能影響較小。在恒定注射溫度和模具溫度下,注射壓力對聚苯乙烯的靜彎曲強度極限無影響。保壓時間和澆口凝封時間決定壓力傳遞時間。澆口截面積小時保壓時間對拉伸強度極限幾乎無影響,而澆口尺寸大對保壓時間對拉伸極限強度有影響。選擇注射壓力需視具體情況而定。注射壓力可在60150MPa較寬的范圍內(nèi)選取,簡單制品、厚壁制品注射壓力可低一些約在6080MPa,而薄壁、復(fù)雜、長流程、小澆口制品注射壓力約高一些,約為100120MPa。表 416 注射溫度與沖擊強度的關(guān)系沖擊強度相對子量注射溫度/℃不同分子量聚苯乙烯的沖擊強度/kj/m2493006670088000960001038001651751801851901952002052151814⑤注射速度注射速度提高,會使剪切應(yīng)力增大,因而大分子流動時的取向增大,同時剪切速率的提高導(dǎo)致熔體流放熱量增大。最佳充模時間為:熔體由于流動加速所產(chǎn)生的溫升與模內(nèi)的冷卻所能抵消,從而使熔體在充模過程始、末狀態(tài)相同的時間。應(yīng)該是中速充模較好。⑥成型周期成型周期見下數(shù)據(jù)注射時間冷卻時間注射、保壓時間高壓時間1045s03s1560s注射時間延長,沖擊強度有改善。⑦制件后處理可在空氣中或水中進行,處理條件為70℃,24小時。當(dāng)制品厚度較大時熱處理溫度、時間應(yīng)相對增加。三、有機玻璃(PMMA)(一)工藝特性①PMMA屬無定型聚合物,玻璃化溫度100℃,熔融溫度高于160℃,而分解溫度高達270℃。供成型的溫度范圍較寬。②PMMA熔體粘度較高,流動性差,提高成型溫度,熔體流動長度提高,提高注射壓力,熔體流動長度亦有改善,但不如提高溫度后變化明顯。說明PMMA熔體表觀粘度對溫度的依賴性大。③PMMA具有一定的親水性,%%。成型前應(yīng)干燥。④PMMA成型收縮率小。%%之間。(二) 成型設(shè)備 柱塞機螺桿機均可采用。噴嘴多用直通式,通常直徑為57mm,制品增大噴嘴直徑可增大至10mm。(三)產(chǎn)品造型與模具 ①壁厚 壁厚不宜太薄,通常為13mm,大型制品為36mm。 ②流道、澆口 制品重,流道直徑大,流道長度短。 澆口尺寸與制品厚度存在著一定的關(guān)系: h=式 中 h澆口深度 δ制品厚度 α與物料有關(guān)的常數(shù) PE,PS PP,PC CA,PMMA,PA PVC ③脫模斜度%%,要求模芯部分的脫模斜度為35’10,模腔部分為35’1035’之間選擇,對于稍復(fù)雜的制品脫模斜度還可大一些。④模具的冷卻和粗糙度通常是機水冷卻,也可采用加熱的方式,以減少內(nèi)應(yīng)力和充分撲縮。模具表面粗糙度應(yīng)小于(Ra≯)。表面應(yīng)鍍鉻、拋光。⑤金屬嵌件PMMA最好不設(shè)金屬嵌件。如果是非加不可的,金屬嵌件周圍最小厚度數(shù)據(jù)為:金屬嵌件直徑/mm 3 6 10 12 20 25 30 50周圍物料最小厚度/mm (四) 成型工藝 ①原材料的準(zhǔn)備 注射前應(yīng)進行熔體指數(shù)測定。 PMMA及共聚物干燥條件品種干燥條件懸浮珠粒(均聚)613模塑珠粒37373模塑珠粒干燥溫度/℃保持溫度/℃干燥時間/h保溫時間/h料層厚度/mm708024304010010580411001058041要作到隨用隨干燥,暫時不用的干燥物料用密閉容器貯存。②成型溫度一般為160260℃。熔體每1℃,這對于復(fù)雜件尤為重要 。機筒溫度高,充模容易,制品表面質(zhì)量及透明度高。但溫度太高,制品易變色,可采用對空注射法,樣條從噴嘴射出時光亮、無氣泡、透明,這時的溫度是適宜的。 機筒溫度的選擇品種指標(biāo)懸浮PMMA613塑料37373塑料機筒溫度范圍/℃160240180180③模具溫度模具溫度提高,充模速度快,可減少熔接不良現(xiàn)象,改善制品的透明性,尤其是降低制品的內(nèi)應(yīng)力。但模溫提高,制品收縮率增加。模具溫度控制在4080℃。但多數(shù)情況下是采取通水冷卻的方法來控制模具溫度。④注射壓力注射壓力對PMMA的影響不如注射溫度、模具溫度明顯。但是提高壓力有利于充模,尤其是復(fù)雜制件和厚壁制件。同時收縮率下降。PMMA注射壓力的選擇應(yīng)與注射溫度相匹配,當(dāng)注射溫度較低時,注射壓力提高,分子取向程度增加,會使流動方向與垂直方向拉伸強度差別加大。當(dāng)注射溫度提高,這種差別縮小。下面列出PMMA垂直于取向方向一取向方向的強度比值:注射溫度/℃ 垂直于取向方向與取向方向強度比值 250 210
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