注塑成型基础知识Word文档下载推荐.docx

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一般塑膠原料制造厂在銷售原料時,均有附一張原料特性表.里面有原料之成型性,物理性質,机械性質,熱性質.電性質等.其中在成型性中會有射出之溫度和壓力.需要特別注意的是壓縮比和平均分子量.不同制造厂生產出來的原料,有相同多的等級,不同等級的原料,其加工性質不同,在成型時也需注意.下面介紹几种常見原料之成型特性:

（1）聚乙烯（PE）:

PE可分為LDPE,HDPE,LLDPE等.它是我們日常生活中最常見的.如包裝袋,玩具,塑膠瓶,塑料花等.低密度PE之流動性和成型性較佳.而高密度PE則是剛性和耐沖擊性較好.因PE是結晶性材料,所以成型時會產生收縮問題.

注:

收縮率是指模具尺寸減去成形品尺寸之后,再除以成形品尺寸.

（2）聚丙烯（PP）:

PP是一种結晶性半透明乳白色塑膠.其性質和聚乙烯相近.其抗化學性和電絕緣性較佳.可應用在包裝,玩具,吸管等日常用品.因PP是結晶性材料,收縮大,容易變形,所以模具之冷卻系統要特別注意.

（3）ABS料.

ABS是由苯乙烯,丁二烯,丙烯,三者聚合而得到,具有三者优點:

高光澤度,高流動性,高耐沖擊性,耐化學性等特色.主要用在電器,電腦外殼,傢具,高級玩具等.其在成型時必須注意一點就是在成型前必先以80度左右烘干,否則會有銀線產生.ABS是非結晶性材料所以收縮率較小.

（4）尼龍料（PA）

尼龍料和PP.PE一樣都是結晶性材料,而它的等級很多,有PA6,PA66,PA610,PA611,PA612等,PA具有高的韌性,難燃性,耐化學性.可用來做抽絲,齒輪,軸承,電气零件,牙刷毛等,PA有一個較大的缺點就是吸濕性大,因此在成型前要充分干燥.如干燥不完全,會產生气泡和銀絲.另在射出時常會碰到射咀堵塞現象,是因為射咀与較冷之模具接触,尼龍因溫度低而固化,因此在射出時,可將射座后退,提高射咀溫度或是模具的溫度.可視情況而定.

此外,尼龍料在射出成型時可發現,成品剛完成時,其韌性很差,易脆.而在空气中置放長時間之后,吸收水分或放入熱水中處理.則韌性加強.但如長期露在水气之中,則會因吸水過量而導致成品變形和机械性質之下降.此現象可常見于我們成品外銷時,當成品到達國外時,成品的机械性質變得很差.另需注意的一點就是尼龍之低溫耐沖擊性差,此一缺點在外銷至比較寒冷的國家時,需加入低溫耐沖擊改質濟,以提升尼龍之低溫耐沖擊性.

（5）PBT

PBT是一种結晶性塑膠,主要具有良好的電气性能,耐熱性,尺寸安定性佳,机械強度高等优點.主要用在電气零組件和机械零組件.成型時要注意干燥溫度不能過高,否則會有變色.

（6）PC

PC是非結晶性材料,具有高耐沖擊性,透明性,耐熱等性能.主要用在安全頭盔.防彈玻璃.机械零件等.因PC的融點和粘度高,故不易加工.一般融膠溫度較高,約200-300度,需較高的射出壓力.且射出前需充分干燥.

（7）POM

POM是結晶性材料,成型收縮率較PC高.它具有耐磨耗性,韌性佳,抗化學性強.但耐溫性較差.可用在玩具,齒輪,扣具等.POM的流動性較好.但因其耐熱性不好.故在料筒中溫度不可過高,時間不能過長.否則易產生甲醛.

（8）MPPO

MPPO具有較佳之電气性,耐熱性,耐濕性,難燃性,主要用在電腦外殼,葉輪.電子零組件等.MPPO之熔融粘度較高,流動性差.但成型收縮率較小.高模具溫度對表面光澤度較有利.

（9）PPS

PPS是結晶性塑膠.具有較佳之耐熱性,耐燃性,電气性,机械強度和耐化學性.主要用在高性能之電子,電机,汽車,航空等零組件上.PPS不易吸濕.通常不需預先干燥.

以上介紹之9种常見塑膠,除了本身可直接成型外,另外可由押出机制造出添加不同比例之玻纖,碳纖等,再進行射出成型.一般加纖維之塑膠其烘干溫度,料管溫度,和模溫均比純塑膠粒高.

三:

射出成型操作條件.

一般而言,可將成型條件划分為兩种:

間接條件和直接條件.

間接條件.

机器上能允許變更設定,但卻不直接影響成型結果或成型品質的條件.如:

射出座動作.射出座抵住力.模具開閉動作,頂出動作,側面中子動作等.間接條件雖不直接影響成型結果,但如不注意,很容易造成模具,成型机或周邊設備的損坏,當然也會造成成型作業上的諸多不便,影響生產和品質的穩定性.故不能輕視.

直接條件.

能直接影響成型的三大過程（熔融---流動---固化）,和成型品品質的條件.如:

料管溫度,螺杆轉速,背壓,射出壓力,射出速度,保持壓力,鎖模力,模具溫度等.由于這些條件會直接反應到產品的產出結果,故較受操作者的重視,也是每次變換模具或不同材料產品生產時,都得重新設定的部份,但有些操作者往往只注意到机器控制面板上的表面條件,而忽視了深一層的影響結果,使得條件的設定功虧一潰.以下將就直接條件中的重要部份作簡述.

2.1影響熔融過程的條件.

2.1.1熔膠溫度:

熔膠溫度不同則塑膠的粘性也不一樣,充填時的流動狀態也自然有別,內應力的產生亦受影響,冷卻所需時間也就不一樣.也就是說熔膠溫度的影響是包括整個周期時間,更何況熔膠溫度對產品品質的影響也不容忽視,塑膠材料如果受到過度加熱會產生變質,如劣化,分解气体,變黃等,更會造成產品的流紋和气泡.影響產品外觀和強度.熔膠溫度与螺杆設計,料管溫度,螺杆背壓,螺杆轉速,射出量和周期時間有關.每一种不同的材料都有不同的适當熔膠溫度范圍建議.可參考目錄,然后再依据實際試模結果,因產品特性,模具設計之差异作調整.最重要的是,在成型記錄上一定要列入此項條件,作為品質管制的要項.

2.1.2.料管溫度

料管溫度之設定是控制料管加熱環之溫度,即熔融之外加熱源.其主要目的有二,一是為使原滯留在料管和螺杆內之冷硬塑膠熔融,以利螺杆之轉動.二是為使塑膠獲得熔融所需的一部份熱能.此一溫度的設定,依塑膠原料的不同而不同.可從材料使用說明書中獲得此資料.但一般而言,這一溫度比熔膠溫度低約5-10度.因螺杆轉動也能產生机械熱能的原因.料管溫度的設定.通常分為四段控制.最好能配合螺杆的進料段,壓縮段,計量段,另外再加上射咀分別給予不同的溫度控制設定.由于熔膠溫度是絕對條件,而料管溫度是相對的.一般塑膠大都在料管后段的溫度設定較低.然后逐段升高溫度設定,直到射咀部份.由于只是較單純的保溫作用,故常以接近熔融溫度來作業.但有時射咀溫度的調整也可用來控制拉絲,凝固等問題.

2.1.3螺杆轉速

螺杆轉速之設定是控制塑膠之計量時間,亦即塑膠粒子進入料管接受螺杆混練.輸送到射咀之時間,大部份的塑膠材料都擁有很寬的螺杆轉速設定范圍.一般的机器操作者都會知道.將螺杆轉速設定在計量時間稍短于冷卻時間即可.但不要忽視螺杆轉速也同時影響塑化的均勻性和產生之壓力.太快的螺杆轉速會使螺杆內的壓力上升,造成射咀的漏料.甚至進料不順暢的情況.而且螺杆的轉速越快.塑膠的混練效果越差.形成熔膠溫度差异加大,使得充填流動和冷卻也造成差异.這是未來產品內應力產生的一大主因.更何況目前的工程塑膠往往添加玻纖等材料補強.高的螺杆轉速會使得玻纖被損坏而降低了材料之強度.故基本上,在成形周期的可能范圍內.螺杆轉速越慢越好.

2.1.4背壓

背壓的調整是控制加之于抵抗螺杆后退之力.增加背壓也就增加了螺杆對于塑膠熔融的作用.也就會提高了塑膠的熔融溫度和均勻程度.較高的背壓可以用來消除未熔的顆粒并改變顏色的均勻混合.不過增加背壓會降低螺杆的出力.而且也會破坏纖維的長度和改變玻纖塑膠的特性.因此背壓最好只用于提高料管溫度或其它改變沒有效果或不可能時.

2.2影響流動過程的條件

2.2.1射出率

射出率之設定是控制熔膠充填模具之時間和流動模式.流動的過程是影響塑膠產品外觀之主要因素.而射出率又是流動過程中之最重要條件.故射出率調整正确与否.對產品外觀品質有絕對的影響.成型品的最佳充填速率.要視其几何形狀,澆口的尺寸和位置以及熔膠溫度而定.當成型品的斷面較薄時,常需要使用高射出率,以便在成品凝固之前便能完成模穴充填.將可使成型品外觀獲得較高和較均勻的光澤.雖然降低射出率常可降低成品表面的局部瑕疵.如:

噴痕,澆口班點等.翹曲問題常可以由仔細調整射出率而加以矯正.如果成型品的斷面較厚.澆口相對較小.則常需降低射出率以延緩澆口凝固的時間.而使成型品獲得最大成型時間.

充填過程中,變換不同的射出率.可使得成型的适用范圍擴大.但射出率的變化調整,卻需要經驗,耐心和時間

2.2.2射出壓力.

射出壓力的設定主要是控制油壓使足以推動螺杆達到所設定的射出率要求.由于每种塑膠的特性不同,流動的難易程度即不同.粘度也會產生變化.產品不同,模具設計,模具溫度不同.都會使材料流動形成之阻力改變.要在种种不同狀況下維持同一射出率,就得改變射出壓力.使克服熔膠流動造成之阻力.常有人將射出壓力和保持壓力混為一談.這是不正确的.射出壓力主要影響的是充填階段.而保持壓力主要影響的卻是冷卻階段.

射出率和射出壓力雖然彼此相關.但卻是分別有其獨立控制系統.射出壓力的控制是由釋放閥來限制加之于螺杆上的最大油壓.而射出率的控制則是借助于流量閥來調節流至油壓射出缸的動作油流量.

2.3影響凝固過程的條件

2.3.1冷卻時間

冷卻時間的設定是為使熔融塑膠能在一個限制的空間中凝固成為固体而定形所需的時間.在一個成型周期循環中.以冷卻時間所占的比例最大.在冷卻的過程中產生的變化也最多.塑膠在熔融時,其聚合物鏈為一無組織之混亂狀態.當固化時,這些鏈便形成較有組織,甚至會形成密集的晶狀排列.這期間會產生收縮內應力等現象.而影響產品的外觀,強度,物性.冷卻速率大致上是塑膠熱性質.模具溫度.熔膠溫度和成品肉厚的函數.

2.3.2模具溫度

模具溫度同時影響了成型性,成型效率,和制品品質.尤其對于流動性.尺寸安定性.表面光澤度和成品內應力都有絕對的影響.同時對模內收縮和脫模后收縮有很大的影響.模具溫度的控制除了溫度的高低外.溫度的均一性更是重要.高的模具溫度常不利于成型效率.但卻有利于產品品質.

2.3.3保壓

保壓的設定是為使塑膠在冷卻的過程中不致產生回流.且能繼續補充因塑膠冷卻收縮而不足的空間,而得到最佳的模具复制效果.保壓設定過高,易造成毛邊,過度充填.澆口附近的應力集中等不良現象.保壓設定過低.則易造成收縮太大.尺寸不安定之現象.應用程序式保壓控制可以适當調整消除這些不良現象.保壓必須伴隨保壓開始點和保壓時間設定方為有效.

2.3.4保壓開始點

保壓開始點的設定是控制從射出速度的控制切換為保壓控制的訊號.在成型的過程中.雖然只是一個訊號點.但往往是成型成敗的關鍵.其切換的方式可由時間,螺杆位置,油壓,射咀塑膠壓或模內壓來控制.

2.3.5保壓時間

保壓時間的設定是為控制保壓產生作用的時間.保壓時間的設定不足將使產品發生尺寸,重量不安定.但保壓時間設定太長.又會影響成型效率.适當的保壓時間是維持到澆口凝固的時間即可.同時保壓与保壓時間的适當配合.可使程序式保壓控制發揮最大作用.

2.3.6緩沖量

緩沖量的設定,其目的有二,一是為在冷卻的過程中,繼續補充模具內熔膠冷卻收縮所形成的体積不足.一為在保壓時間內作為保壓的傳遞媒体.緩沖量的設定通常与計量同時設定.每一种塑膠材料所需的緩沖量略有差异.而產品重量的影響也很大.

以上僅就成型條件中重要者作說明.而每一條件影響的可能只是部份成型過程,也可能是整体成型過程.又由于不同的成型机厂商,給予的條件設定名稱或有不同,也可能造成條件的設定方法不同,必須詳讀成型机使用說明.

注塑成型的基本原理﹕

注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔內,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。

二﹑注塑成型的四大要素:

1.塑胶模具2.注塑机

3.塑胶原料4.成型条件

三﹑塑胶模具

大部份使用二板模﹑三板模﹐也有部份帶滑块的行位模。

基本结构:

１.公模（下模）公模固定板﹑公模辅助板﹑顶针板﹑公模板。

２.母模（上模）母模板﹑母模固定板﹑进胶圈﹑定位圈。

３.衡溫系统冷卻.稳（衡）定模具溫度。

四﹑注塑机

主要由塑化.注射装置，合模装置和传动机构组成；

电气带动电机，电机带动油泵，油泵产生油压，油压带动活塞，活塞带动机械，机械产生动作；

1﹑依注射方式可分为﹕

1.臥式注塑机2.立式注塑机

3.角式注塑机4.多色注塑机

2﹑依鎖模方式可分为﹕

1.直压式注塑机2.曲軸式注塑机

3.直压﹑曲軸复合式

3﹑依加料方式可分为﹕

１.柱塞式注塑机２.单程螺杆注塑机

３.往復式螺杆注塑机

4﹑注塑机四大系統：

1.射出系統

a.多段化﹑搅拌性及耐腐蚀性。

b.射速﹑射出﹑保压﹑背压﹑螺杆转速分段控制。

c.搅拌性﹑寿命長的螺杆裝置。

d.料管互換性﹐自动清洗。

e.油泵之平衡﹑稳定性。

2.锁模系統

a.高速度﹑高钢性。

b.自动调模﹑换模裝置。

c.自动润滑系統。

d.平衡﹑稳定性。

3.油压系统

a.全电子式回馈控制。

b.动作平順﹑高稳定性﹑封闭性。

c.快速﹑节能性。

d.液压油冷却﹐自滤系統。

4.电控系統

a.多段化﹑具记忆﹑扩充性之微电脑控制。

b.闭环式电路﹑回路。

c.SSR（比例﹑积分﹑微分 

）溫度控制。

d.自我诊断.警报功能。

e.自动生产品质管制﹑记录。

5﹑国内注塑机现有的品牌：

1.国外品牌：

巴顿德马格三菱日钢东芝等等；

2.港台品牌：

震雄全力发富强鑫舜展台中精机

亿利达综纬丰铁百塑今机等等；

3.国外品牌：

海天海星海达海太海涛海地

三元通用双马永泰王牌等等；

五﹑塑胶材料塑胶材料可分为热固性和热塑性两种﹕1.热固性塑胶﹕指不能重复使用之塑胶,其分子最终成体型结构。

2.热塑性塑胶﹕指可重复再造使用之塑胶,分为结晶体（PBT,PA）和非定形性（PC,PPO）.结晶性塑胶指塑胶液体在变为固体时可以成为規則形的塑胶,其分子大部分是依线形或支链型结构排列。

3.工程塑胶工程塑胶指使用在机械构件,可长期使用在100摄氏度以上﹐抗拉伸強度在一平方厘米500kg以上;

抗弯曲強度在一平方厘米2400kg以上的塑胶 

目前大部分使用的塑料有：

PP 

ABS 

PBT 

PC 

PA 

PPS 

POM 

等。

１﹑PP料：

（聚丙烯polypropylene）目前大部分使用的厂牌有：

中国石化台湾化纤镇海炼化

韩国现代新加坡mytex印度SEETEC

特性：

比重较轻,流动性好,无色.无味.无臭.无毒，光泽度.拉伸强度.耐热性能好,二次加工性能好,有良好的绝缘性.化学稳定性;

加上价格低廉,主要适用于编织袋.玩具.周转箱.家电.管材.板材等。

公司产品主要用于电器外壳，如：

电机后罩 

三管前后壳 

小太阳后罩风叶等等；

一般成型条件﹕1.模溫﹕20度至40度2.干燥条件﹕80度1-2個小时以上。

3.料管溫度﹕170度至220度4.热变形溫度:

80度（1.8MPa,12.7mm）。

5.软化点﹕135度以上6.模具收縮率﹕0.5%--0.7%（3.3mm）7.拉伸屈服强度﹕20-30Mpa;

常用的改性方式有：

增强增韧阻燃抗氧化耐侯高光泽等；

2﹑ 

ABS料﹕（丙烯清.丁二烯.苯乙烯三元树脂）.（acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer）

目前大部分使用的厂牌有：

中国石化台湾奇美台湾化纤巴斯夫 

韩国LG（宁波LG） 

韩国锦湖化工 

韩国三星

特性﹕耐沖击性能好﹐強度和刚性高,耐低溫﹑耐热﹑高光泽﹐易配色和二次加工﹑表面处理。

主要适用于汽车.电气.家电.建筑型材等。

电风扇.冷风扇.饮水机.暖风机.通风器.浴霸等产品的前后壳.支架等等；

一般成型条件﹕1.模溫﹕40度至60度 

2.干燥条件﹕80度2-４個小时以上。

3.料管溫度﹕190度至230度 

4.热变形溫度:

5.一般背压﹕8-15kg/平方mm。

6.模具收縮率﹕0.5%--0.7%（3.3mm）

增强增韧阻燃耐侯合金等；

3﹑PBT料﹕（聚對苯二甲酸丁二醇脂polybutyleneterephthalate）Celanese

目前大部分使用的厂牌没有固定，国际上常用的厂牌有：

杜邦奇异通用宝理台塑DSM拜耳等；

特性﹕抗磨损性和刚性极高﹑耐化学性強﹐耐候性好﹐尺寸稳定性，有良好的电气绝缘性，增强后性能更佳。

吸湿，易受热分解，主要适用于汽车.电气.家电.连接器.精密仪器电子等。

公司产品主要用于耐热部位：

暖风机的出风口.大厦的PTC支架等等；

一般成型条件﹕（依加纤比例不同有所变化）1.模溫﹕40度至60度2.干燥条件﹕100度至140度４個小时以上。

3.料管溫度﹕240度至270度4.热变形溫度﹕210度至230度（1.8MPa,12.7mm）。

5.模具收縮率﹕0.３%--0.５%（3.2mm）6.热分解溫度﹕280度（在260度料管可滯留６分钟﹐否則会分解﹑变质）。

增强增韧阻燃等；

4﹑PC料（聚碳酸脂polycarbonate）

拜耳奇异三菱出光帝人陶氏宝理等；

特性﹕耐沖击力強度最高﹐尺寸稳定﹐耐热130度以上﹐具有高光泽和透明性﹐透射率可达到90%左右，无毒性。

加工温度高，成型后有应力，吸湿，不耐磨.耐疲劳。

主要适用于食品容器.光碟.镜片.家电.光学仪器等。

公司产品主要用于油汀，如：

部分油汀的面板.烘衣架.电子油汀透明罩等等；

一般成型条件﹕（依加纤比例不同有所变化）1.模溫﹕80度至100度2.干燥条件﹕100度至120度４小时以上。

3.料管溫度﹕250度至300度4.热变形溫度:

130度左右；

5.模具收縮率﹕0.5%-0.7%

PC材料之流动性随溫度升高则越高﹐因溫度调节在成型上占比重较大。

增强阻燃抗氧化耐侯等；

5﹑PA料（聚酰胺polyamide）又称NYLON尼龙

杜邦宝理三菱DSM陶氏巴斯夫拜耳等；

特性﹕耐磨擦﹑抗疲劳性﹐吸水率高﹐（增強后強度高）尺寸稳定性极好﹐（可用于高精密机械物件）。

主要适用于汽车.齿轮.电机.精密仪器.精密电子SMT.IC连接器等。

公司产品主要用于耐热.耐磨部位，如：

电子油汀的面板.油汀的脚轮，接线柱等等；

成型条件﹕（依结构不同和加纤比例不同有所变化）1.模溫﹕80度至120度2.干燥条件﹕120度至140度４小时以上。

3.料管溫度﹕260至310度 

4.热变形溫度﹕235度5.模具收縮率﹕0.1%--0.５%

设备要求﹕1.螺杆:

（L:

D=20:

1）標准型三段﹐帶止逆环螺杆。

（可选择的封闭式射嘴﹐直径为３.0mm）2.料管須使用耐腐蝕及耐磨損的合金材料。

3.模板两面須加強隔热板﹐避免机器受热。

4.使用圓形料道﹐公﹑母模均勻散热。

5.进料口使用直径為0.3mm至0.5mm的针孔潜入进料。

6.使用0.02mm-0.04mm深度﹐0.5mm-1.0mm寬度的排气孔﹐并有效地后续排气。

增强耐磨耐热高粘性等；

6﹑POM料﹕（聚甲醛polyformaldehyde）

先锋公司目前大部分使用的厂牌没有固定，国际上常用的厂牌有：

杜邦宝理台丽钢科隆等；

特性﹕高耐磨擦﹑抗疲劳性﹐尺寸稳定性极好﹐（可用于要求尺寸稳定.耐磨性的

機械物件）分解后有严重刺眼的气体，使用时应注意排气。

耐燃性差，不耐酸.油等，表面处理性差，

主要适用于汽车.齿轮.喷雾器.精密电子等。

公司产品主要用于尺寸稳定.耐磨部位，如：

三管的偏心桃.衬套，欧尚转盘等等；

一般成型条件﹕

1.模溫﹕60度至80度

2.干燥条件﹕80度至100度2小时以上。

3.料管溫度﹕170至210度

4.热变形溫度﹕90度左右；

5.模具收縮率﹕0.5%-0.8%

6.热分解溫度﹕240度（在240度料管可滯留5分钟﹐否則会分解﹑变质）。

7﹑PPS钢料﹕（聚苯硫醚polyphenylenesulfide）

菲力浦宝理陶氏奇异等；

特性﹕耐磨擦﹑抗疲勞性﹐吸水率高﹐自身阻燃性高，尺寸稳定性极好﹐

（可用于高精密机械物件）增强后性能更佳,有类似金属的声音。

结晶性差，流动性差，韧性差，无法配色。

易腐蚀模具和机器，容易产生毛边。

公司产品主要用于高耐热部位，如：

暖风机的PTC支架.接线架等等；

一般成型条件﹕（依结构不同和加纤比例不同有所变化）

1.模溫﹕100度至150度

2.干燥条件﹕120-140度４個小时以上。

3.料管溫度﹕270度至330度

4.热变形溫度:

260度（1.8MPa,12.7mm）。

5.热分解溫度:

400度（1.8MPa,12.7mm）。

6.模具收縮率﹕0.1%--0.4%（3.3m