注塑成型工作原理课件.ppt
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1、1注塑成型工作原理注塑成型工作原理组织者:凯帆电器模具中心组织者:凯帆电器模具中心讲述人:周伟讲述人:周伟日日 期:期:2012011 1年年0505月月2828日日 星期六星期六2内容提要内容提要一、注射成型原理一、注射成型原理二、注射成型工艺过程二、注射成型工艺过程三、注射成型工艺条件三、注射成型工艺条件四、注射成型的特点及应用四、注射成型的特点及应用五、注射成型过程的物理与化学变化五、注射成型过程的物理与化学变化六、影响注射成型塑料成型收缩的因素六、影响注射成型塑料成型收缩的因素七、影响注射成型塑料成型流动的因素七、影响注射成型塑料成型流动的因素八、注射成型的几个常见概念八、注射成型的几
2、个常见概念3常见的塑料成型方法常见的塑料成型方法压铸成型压铸成型半溢式压缩成型半溢式压缩成型吹塑成型吹塑成型注塑成型注塑成型4一、注射成型工作原理及工艺特点一、注射成型工作原理及工艺特点注射成型又称注塑成型,是热塑性塑料成型的主注射成型又称注塑成型,是热塑性塑料成型的主要方法。要方法。注射成型即将粒状或粉状的塑料加入到注射机的注射成型即将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗,在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状料斗,在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态,然后在一定压力下态,然后在一定压力下,经注射机喷嘴,模具的浇经注射机喷嘴,模具的浇注系统,注系统,注入闭合的模具中,经冷却定型后,熔融注入
3、闭合的模具中,经冷却定型后,熔融的塑料就固化成为所需的塑件。的塑料就固化成为所需的塑件。注射成型工作原理注射成型工作原理5塑胶的充填模式塑胶的充填模式熔融塑胶熔融塑胶凝固层凝固层 注塑是通过注塑机来实现的,注塑是通过注塑机来实现的,注塑机的基本功能是:注塑机的基本功能是:1、加热塑料,使其达到熔融状态;、加热塑料,使其达到熔融状态;2、对熔体施加高压,使其射出而充满模腔。、对熔体施加高压,使其射出而充满模腔。充填动画模拟充填动画模拟1充填动画模拟充填动画模拟26注射成型工艺过程包括注射成型工艺过程包括成型前准备成型前准备、注射过程注射过程及及塑件的后处理塑件的后处理等。等。成型前的准备成型前的
4、准备工作包括:对原料外观的检验及工工作包括:对原料外观的检验及工艺性能的测定、预热和干燥、注射机料筒的清洗、艺性能的测定、预热和干燥、注射机料筒的清洗、嵌件的预热和脱模困难时脱模剂的选用等。有时还嵌件的预热和脱模困难时脱模剂的选用等。有时还需对模具进行预热。需对模具进行预热。二、注射成型工艺过程二、注射成型工艺过程7 成型时,先交粉状或粒状物料从料斗送入高温机筒成型时,先交粉状或粒状物料从料斗送入高温机筒内加热熔融塑化使之成为粘流态熔体,然后在柱塞或内加热熔融塑化使之成为粘流态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下以很大的流速通过喷嘴注射进入温螺杆的高压推动下以很大的流速通过喷嘴注射进入温度较低的
5、闭合模具中。熔体在压力作用下充满型腔并度较低的闭合模具中。熔体在压力作用下充满型腔并被压实,经过一段保压后柱塞或螺杆回程。此时,熔被压实,经过一段保压后柱塞或螺杆回程。此时,熔体可能从型腔向浇注系统倒流。冷却定型后开启模具,体可能从型腔向浇注系统倒流。冷却定型后开启模具,制品便可从模腔中脱出。制品便可从模腔中脱出。塑料在注射机筒内经过加热、塑化达到流动状塑料在注射机筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔,最终冷却态后,由模具的浇注系统进入模具型腔,最终冷却定形的过程称为定形的过程称为浇注过程浇注过程。注射成型工艺过程注射成型工艺过程8注射过程注射过程一般包括:加料、塑化
6、、充模、保压、一般包括:加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却和脱模等步骤。倒流、冷却和脱模等步骤。(1)(1)、加料、加料 将粒关或粉状塑料加入到注射机的料斗中。将粒关或粉状塑料加入到注射机的料斗中。(2)(2)、塑化、塑化 加入的塑料在料筒中进行加热,使其由固体加入的塑料在料筒中进行加热,使其由固体颗粒转变成熔融状态并具有良好的可塑性,这一过颗粒转变成熔融状态并具有良好的可塑性,这一过程称为塑化。程称为塑化。(3)(3)、充模、充模 塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒前端,塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒前端,经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔,这一阶经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔,
7、这一阶段称为充模。段称为充模。注射过程注射过程动画模拟动画模拟注射成型工艺过程注射成型工艺过程9(4)(4)、保压、保压 在模具中熔体冷却收缩时,柱塞或螺杆迫使料在模具中熔体冷却收缩时,柱塞或螺杆迫使料筒中的熔料不断补充到模具中,从而形成形状完整、筒中的熔料不断补充到模具中,从而形成形状完整、质地致密的塑件,这一阶段称为保压。质地致密的塑件,这一阶段称为保压。(5)(5)、倒流、倒流 保压结束后,柱塞或螺杆后退,型腔中压力解保压结束后,柱塞或螺杆后退,型腔中压力解除,这时型腔中的熔料压力将比浇口前方的高,如除,这时型腔中的熔料压力将比浇口前方的高,如果浇口尚未冻结,型腔中的熔料就会通过浇口流向
8、果浇口尚未冻结,型腔中的熔料就会通过浇口流向浇注系统,这一过程称为倒流。浇注系统,这一过程称为倒流。倒流使塑件产生收缩、变形及质地疏松等缺陷。倒流使塑件产生收缩、变形及质地疏松等缺陷。如果保压结束时浇口已经冻结,那就不会存在倒流如果保压结束时浇口已经冻结,那就不会存在倒流现象。现象。注射成型工艺过程注射成型工艺过程10(6)(6)、冷却、冷却 塑件在模内的冷却过程是指从浇口处的塑料熔塑件在模内的冷却过程是指从浇口处的塑料熔体完全冻结时起到塑件将从模腔内推出为止的全部过体完全冻结时起到塑件将从模腔内推出为止的全部过程。实际上冷却过程从塑料注入型腔起就开始了,它程。实际上冷却过程从塑料注入型腔起就
9、开始了,它包括从充模完成、保压开始到脱模前的这一段时间。包括从充模完成、保压开始到脱模前的这一段时间。(7)(7)、脱模、脱模 塑件冷却到一定的温度即可开模,在推出机构塑件冷却到一定的温度即可开模,在推出机构的作用下将塑件推出模外。的作用下将塑件推出模外。决定制品成形质量的关键参数有:决定制品成形质量的关键参数有:温度、时间、压力、速度和位置。温度、时间、压力、速度和位置。注射成型工艺过程注射成型工艺过程11塑件的后处理塑件的后处理 塑件在成型脱模后,尚不能直接投入使用,还需进塑件在成型脱模后,尚不能直接投入使用,还需进行一些处理,因这种处理是在成型、脱模后进行的,行一些处理,因这种处理是在成
10、型、脱模后进行的,故称后处理,现分述如下:故称后处理,现分述如下:一、修整一、修整 在塑件脱模后,塑件上总要带有一些浇口飞边等在塑件脱模后,塑件上总要带有一些浇口飞边等多余物,它们对塑件的外观和使用均带来不利,因多余物,它们对塑件的外观和使用均带来不利,因此需将之去除,这种去除较为简单,一般可用手工此需将之去除,这种去除较为简单,一般可用手工操作一些简单工具将之除去。操作一些简单工具将之除去。12塑件的后处理塑件的后处理二、热处理二、热处理 (1)热处理的目的。由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模)热处理的目的。由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模腔内的冷却速度不同,常使塑件产生不均匀的结晶、取向和腔
11、内的冷却速度不同,常使塑件产生不均匀的结晶、取向和收缩,使得塑件中产生内应力,这种内应力的存在对塑件的收缩,使得塑件中产生内应力,这种内应力的存在对塑件的质量带来极大危害,而消除这种内应力的最常用办法就是对质量带来极大危害,而消除这种内应力的最常用办法就是对塑件施行热处理。塑件施行热处理。(2)热处理消除内应力的机理。热处理之所以能消除内应)热处理消除内应力的机理。热处理之所以能消除内应力,其机理主要有:力,其机理主要有:通过加热,使被强迫冻结的大分子键得到松弛,凝固的大通过加热,使被强迫冻结的大分子键得到松弛,凝固的大分子键转向无规位置,从而消除这一部分内应力。分子键转向无规位置,从而消除这
12、一部分内应力。提高结晶度,稳定结晶结构,从而提高结晶塑料制品的物提高结晶度,稳定结晶结构,从而提高结晶塑料制品的物理性能和降低内应力。理性能和降低内应力。(3)热处理的方法。将塑件置于一定温度的液体介质(水、)热处理的方法。将塑件置于一定温度的液体介质(水、矿物油、甘油、乙二醇等)或热空气循环烘箱中,经过一段矿物油、甘油、乙二醇等)或热空气循环烘箱中,经过一段时间加热后,再取出缓慢冷却至室温。时间加热后,再取出缓慢冷却至室温。13塑件的后处理塑件的后处理热处理温度。一般热处理温度应控制在高于塑热处理温度。一般热处理温度应控制在高于塑件使用温度件使用温度1020,或低于塑件的热变形温度或低于塑件
13、的热变形温度1020为宜。温度过高会使塑件发生翘曲或变为宜。温度过高会使塑件发生翘曲或变形,形,温度过低又消除不了内应力。温度过低又消除不了内应力。热处理时间。热处理时间取决于塑料品种、塑热处理时间。热处理时间取决于塑料品种、塑件形状和成型工艺条件。通常,分子键的刚性越件形状和成型工艺条件。通常,分子键的刚性越大,塑件壁越厚,热处理时间越长。以达到消除大,塑件壁越厚,热处理时间越长。以达到消除塑件的内应力为原则。塑件的内应力为原则。14塑件的后处理塑件的后处理三、调湿处理三、调湿处理(1)调湿处理的目的,使塑件隔绝空气,防止氧化,)调湿处理的目的,使塑件隔绝空气,防止氧化,加快吸湿平衡,使尺寸
14、稳定。加快吸湿平衡,使尺寸稳定。(2)调湿时间取决于塑件形状、厚度和结晶度的大)调湿时间取决于塑件形状、厚度和结晶度的大小,一般数小时即可。小,一般数小时即可。(3)调湿处理的温度。调湿处理是将刚脱模的塑件)调湿处理的温度。调湿处理是将刚脱模的塑件放到热水中进行处理,热水温度一般为放到热水中进行处理,热水温度一般为80100,热变形温度高者取大值,低者取小值。热变形温度高者取大值,低者取小值。在进行调湿处理时,当达到所需要的温度和时间在进行调湿处理时,当达到所需要的温度和时间后,一定要缓慢地冷却到室温,若速度过快则会产后,一定要缓慢地冷却到室温,若速度过快则会产生新的内应力。生新的内应力。15
15、塑件的后处理塑件的后处理四、表面印刷、电镀、超声波焊接等。四、表面印刷、电镀、超声波焊接等。超声波在塑料加工中的应用原理:超声波在塑料加工中的应用原理:塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有率有15KHZ15KHZ、18KHZ18KHZ、20KHZ20KHZ、40KHZ40KHZ等。其原理是利等。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触位的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达的分子相互撞击产生融化,使
16、接触位塑料熔合,达到加工目的。到加工目的。16 注射成型工艺条件主要是指成形时的温度、时间、注射成型工艺条件主要是指成形时的温度、时间、压力、速度及位置。压力、速度及位置。(1)(1)、温度、温度 注射成型过程需控制的温度有原料干燥温度、注射成型过程需控制的温度有原料干燥温度、料料筒温度、喷嘴温度筒温度、喷嘴温度和和模具温度模具温度等。等。料筒温度料筒温度是决定塑料塑化质量的主要依据。料筒是决定塑料塑化质量的主要依据。料筒温度低,塑化不充分;料筒温度过高,塑料可能会发温度低,塑化不充分;料筒温度过高,塑料可能会发生分解。生分解。料筒温度的选择与各种塑料的特性有关,温度的料筒温度的选择与各种塑料
17、的特性有关,温度的分布一般应遵循前高后低的原则,即料筒后端温度最分布一般应遵循前高后低的原则,即料筒后端温度最低,喷嘴处的前端温度最高。低,喷嘴处的前端温度最高。三、注射成型工艺条件三、注射成型工艺条件17 喷嘴温度喷嘴温度应控制在防止塑料发生应控制在防止塑料发生“流涎流涎”现象。现象。喷嘴温度一般略低于料筒最高温度。喷嘴温度一般略低于料筒最高温度。模具温度模具温度对塑料熔体的充型能力及塑件的内在性对塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量影响很大。能和外观质量影响很大。模具温度高,塑料熔体的流动性就好,塑件的密模具温度高,塑料熔体的流动性就好,塑件的密度和结晶度就会提高,但塑件的收缩率和
18、塑件脱模后度和结晶度就会提高,但塑件的收缩率和塑件脱模后的翘曲变形会增加,塑件的冷却时间会变长,生产率的翘曲变形会增加,塑件的冷却时间会变长,生产率下降。下降。模具温度越低,因热传导而散失热量的速度越快,模具温度越低,因热传导而散失热量的速度越快,熔体的温度越低,流动性越差。当采用较低的注射速熔体的温度越低,流动性越差。当采用较低的注射速率时,这种现象尤其明显。率时,这种现象尤其明显。注射成型工艺条件注射成型工艺条件18注射成型工艺条件注射成型工艺条件定定义义:为为保保证证成型品成型品质质而事先而事先对对聚合物聚合物进进行干燥所行干燥所需要的需要的温温度。度。作用:保作用:保证证聚合物的含聚合
19、物的含湿湿量量尽尽量低而不致于起量低而不致于起过过允允许许的限度的限度。设设定原定原则则:(1)(1)聚合物不致聚合物不致于于分解或分解或结结块块(聚合聚合);(2)(2)干燥干燥时间时间尽量短尽量短,干燥干燥温温度度尽尽量低而不致量低而不致于于影影响响其干燥效果其干燥效果;(3)(3)干燥干燥温温度和度和时间时间因不同原料而因不同原料而异异。干干燥燥温度温度19定定义义:为为保保证证成型成型顺顺利利进进行而行而设设加在料管上之加在料管上之温温度度。作用:作用:保保证证聚合物塑化聚合物塑化(熔熔胶胶)良好良好,顺,顺利充模利充模,成型成型。设设定原定原则则:(1)(1)不致引起塑不致引起塑胶胶
20、分解碳化分解碳化;(2)(2)从从加料加料段段至至喷喷嘴依次上升嘴依次上升;(3)(3)喷喷嘴嘴温温度度应应比料筒前比料筒前段段温度略低温度略低;(4)(4)依材料依材料种类种类不同而所需不同而所需温温度不同度不同;(5)(5)不至不至对对制品制品产产生生坏坏的的质质量影量影响。响。料筒料筒温度温度注射成型工艺条件注射成型工艺条件20定定义义:制品所接触的模腔表面:制品所接触的模腔表面温温度度。作用:控制影作用:控制影响产响产品在模腔中的冷品在模腔中的冷却却速度速度,以及以及制品的表制品的表观质观质量量。设设定原定原则则:(1)(1)考考虑虑聚合物的性聚合物的性质质;(2)(2)考考虑虑制品大
21、小和形制品大小和形状状;(3)(3)考考虑虑模具的模具的结构结构,浇浇道系道系统统。模模具温度具温度注射成型工艺条件注射成型工艺条件21 (2)(2)、时间、时间 (成型周期成型周期)完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。成成型型周周期期注射时间注射时间模内冷模内冷却时间却时间其他时间其他时间射出时间射出时间(柱塞或螺杆前进时间柱塞或螺杆前进时间)保压时间保压时间(柱塞或螺杆停留在前进柱塞或螺杆停留在前进位置的时间位置的时间)(柱塞后撤或螺杆转动后退的柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中时间均在其中)(指开模、脱模、喷涂脱模剂、指开模、脱模、喷
22、涂脱模剂、安放嵌件和合模时间安放嵌件和合模时间)注射成型工艺条件注射成型工艺条件22定义定义:利用干燥机事先利用干燥机事先对对原料原料进进行干燥所需要的行干燥所需要的时间时间。作用:作用:(1)(1)增增进进表面光表面光泽泽,提高抗,提高抗弯弯曲及拉伸曲及拉伸强强度度,避免避免内内部部裂裂纹纹和和气气泡泡;(2)(2)提高塑化能力提高塑化能力,缩短成型周期缩短成型周期;(3)(3)降低原料中水份及降低原料中水份及湿湿气气;设设定原定原则则:(1)(1)干燥干燥时间时间因原料的不同而不同因原料的不同而不同;(2)(2)干燥干燥时间时间的的设设定要定要适适宜宜,太太长长会使得会使得干干燥效率降低甚
23、至燥效率降低甚至会会使原料使原料结结块块,太短太短则则干燥效果不佳干燥效果不佳。注射成型工艺条件注射成型工艺条件干燥时间干燥时间23熔熔胶胶时间时间 定定义义:注射注射终终止后止后,螺杆到螺杆到达达计量计量终终止位置所需要的止位置所需要的时间时间。作用作用:保:保证证熔熔胶胶充充分分。设设定原定原则则:(1)(1)由螺杆由螺杆转转速和背速和背压压相互控制相互控制;(2)(2)不要不要让让熔融塑熔融塑胶胶体在螺杆中停留的体在螺杆中停留的时间时间过过长长,以免引起塑以免引起塑胶胶在在长长时间的高时间的高温温状态下分解状态下分解、碳化碳化。注射成型工艺条件注射成型工艺条件24注射成型工艺条件注射成型
24、工艺条件射出射出时时间间定定义义:熔熔体体在充在充满满整整个个型腔所用的型腔所用的时间时间。作用:作用:射出射出时间时间由射出由射出压力压力、射出速度以及制品的大小等因素、射出速度以及制品的大小等因素来来决定。决定。设设定原定原则则:(1)(1)在保在保证证制品成型的制品成型的条条件下件下尽尽可能可能让让射出射出时间时间短短;(2)(2)射出射出时间时间受料受料温温、模、模温温等因素的等因素的影响影响。25注射成型工艺条件注射成型工艺条件保保压压时间时间定定义义:为为防止注射后塑防止注射后塑胶胶倒流以及冷倒流以及冷却却补补缩缩作用作用,在注塑完后在注塑完后继续继续施加的施加的压压力。力。作用:
25、作用:(1)(1)防止注塑完后熔防止注塑完后熔体体倒倒流流;(2)(2)冷冷却却收收缩缩的的补补缩作用缩作用。设设定原定原则则:(1)(1)保保压压时间因制品厚度不同而时间因制品厚度不同而异异;(2)(2)保保压压时间要因熔料时间要因熔料温温度的高低而度的高低而异异,温温度高者所需度高者所需时间时间长长,低者低者则则短短;(3)(3)为为提高生提高生产产效率效率,在保在保证证制品制品质质量的前提下量的前提下尽量尽量可可能使保能使保时间时间短短。26注射成型工艺条件注射成型工艺条件冷冷却却时间时间定定义义:产产品冷品冷却却固化而固化而脱脱模后又不致模后又不致于于发生发生变变形所需的形所需的时间时
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