常用塑料开停机注意事项.docx
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常用塑料开停机注意事项.docx
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常用塑料开停机注意事项
常用塑料开停机注意事项
对于易分解的热敏性塑料,成型过程中需停机0.5h以内料温度降到200℃方可停机。
停机超过30分钟以上须将料温降低排空物料时,还用HDPE或PP清洗料筒防物料受热时间过长.对于阻燃能为ABS停机时须料筒温度降到100℃以下防阻燃剂发生分解. 对一其它塑料停机超过15分钟,料筒降到200℃以下,如停机时间达2h料温须降到100℃以下,如停机时间再长,须用PS清洗.
成型工艺基本原则
1.实际注射成型过程中,注射熔体实际温度高出料筒温控仪表所显示温度10-30℃,这是因为剪切作用热,和熔体摩擦热所造成的,温差高低与设备控温点(即热电偶)位置及深度有关,温度(实际)测定可对空注射后迅速没定熔休内温度方法.
2. 注射温度恰当与否可通过熔体对空注射法观察判断,即以熔体低速从喷孔中流出熔体是否光亮,透明,无泡,如果不透明,模糊,有气泡,银丝的膨胀体,则可以为温度偏高或树脂内含水量过高.
3. 温度超过熔点约5℃迅速流动有PA,PBT,POM熔体温度约高出熔点20-30℃.
4. 冷却速度快的物料有PA,PP,POM,PBT
5. 在成型过程中,由于结晶型塑料结晶晶核的熔触需吸收大量的热,帮料筒温度的选择点比熔点高出数十度.
6. 流动性好的塑料加料段温度宜低些, 以免物料粘附螺杆进而造成加料不畅.
7. 密度低的物料,有一个设备容量问题需加以注意,通常制品重量不超过设备容量50-60%,以免造成制品不足,如PP密度为0.91
8. HCL气体对树脂有自催化作用,导致树脂变色分解
9. 提高生产率的方法:
A.生产透明制品料温低有利于制品透明性
B.喷嘴温度和料筒后段近下料口处温度比料筒中央温度低20℃左右
C.热敏性塑料为减少物料在高温区停留时间,采用由料斗到喷嘴温度是低、中、高、低分布,喷嘴比计量段温度低10-20℃。
注塑工艺条件与成型质量分析
制品注塑成型过程中可粗略分为两个阶段,即充模阶段和充模后的保压,冷却阶段这个过程主要有压力,时间,温度三个方面工艺条件控制和决定注射量的计量行程,其中工艺条件包含:
压力:
a:
注射压力
b:
保压力塑化压力(背压)
时间:
a:
注射(速度)时间
b:
保压(速度)时间
c:
冷却时间
d:
塑化时间
温度:
a:
机筒温度
b:
模具温度
c:
因背压及熔体在流道浇口,型腔中因摩擦,剪切作用产生热量而引起温升这些条件如果设置不当,可影响到与制件结构形态有关取向,结晶,变形,翘曲,内应力等,与机械性能有关的有弯曲,异常变形,冲击和熔接缝强度等,与表观质量有关的有凹陷,空洞,缩孔,流纹,变色,暗斑及暗纹,银丝,表面粗糙度、溢边或充模不足等。
1.压力参数对质量影响
优点:
提高注射压力能减少制品收缩,凹痕,提高熔接痕强度和尺寸稳定性
缺点:
从制品内应力来看,压力增加是不利的,特别是厚壁制品中卷曲的大分子链会因冷却速率较快,无法舒展开来而保留在制品中导致制品脱模或使用过程中发生开裂。
过高的注射压力会千万熔体喷射式流动或在制品形成气泡,银纹,甚至烧伤制品,也易使制件产生溢料飞边,引起过渡填充,使制件内应力增大,容易产生变形和翘曲脱模时易出现裂纹,划伤或顶出变形,同时对模具本身带来不利影响。
保压和塑化核动力选择不当,也会对质量产生影响,保压可影响制件的缩痕,尺寸稳定性以及浇口附近的取向度和脱模等,高的保压力显然有以增加制品密度减少或消除制件缩痕,提高尺寸稳定性,
防止物料产生倒注现象等,
但同时带来制
件取向增高,冷却时间加长,不易脱模等不利影响,使制件容易产生变形,表面
划伤等也易使制件产生飞边影响表面质量。
这里需要注意的是从注射压力到保压压力的切模,不能太早也不能太晚,如切换太早会导致充模不足,制品不密实并易发生凹陷,缩孔等,如切换及晚又可能发生过渡填充现象或脱模困难等影响制品质量如果保压压力过大,保压时间长时制件中心部位密度大于边缘部分密度时,可能出现凹曲面变形,
如果注射压力,速率大,而保压压力及保压时间不是时制件边缘部位密度高于中心部分密度时可能性发生扭曲变形情况此外,塑化压力,即螺杆在预塑时在计量室中作用大于熔体的威力,其大小与塑化质量和塑化能力有关,增大塑化压力可延长物料在螺杆中的热历程。
从而提高塑化质量,但过高的塑化压力一方面因熔体在螺杆槽边缘的的流和漏流而减少塑
化量,可能引起计量不足,另一方面会使剪切热过高剪切应力过大,有可能使物料降解,产生气泡或烧伤影响制品质量,帮在保证塑化能力前提下不宜取得太高。
1.2
时间参数对产品质量的影响
延长注射时间,
可使制品更充实,
注射压力与保压力切换不要太早,
以免造成制
品不满。
保压时间与冷却时间长短也对制品质量产生直接影响,
缩短保压时间会使模腔压
力降低加快,有可能产生倒流,使制品产生缩孔,凹陷,空洞等缺陷并影响制品
的尺寸稳定性,
加长保压时间有提高制品的尺寸精度和稳定性避免上述缺陷的发
生,
得到的致密的制品,
同时会使模腔压力提高,
改变由于温度不均而产生的内
应力,但会增加脱模难度,有时容易产生表面顶出划伤或将制件顶弯现象。
材料塑化时间的长短可影响塑化质量直接影响产品性能,
时间太短了不能使塑化
均匀,温度一致,容易产生硬块,银丝等,而太长了又会使熔体因螺杆的作用而
发生分解,
烧伤等,
也给制品的质量带来不良影响,
制品冷却时间实际包括保压
和塑化时间,它的正确控制也会对产品不少质量持续性带来好处。
当然参考各种工艺条件必须是注射量足够大又不过时前提下,
否则不是制件产生
凹陷,缩痕或空洞等,就是产生飞边或过渡填充甚至产生胀模现象损坏模具。
1
.
3
速度参数对产品质量影响
注射速度提高益于制品的综合性能,
但过高的注射速度会增加压力损失,
降低固
化层厚度,
提高制件表面取身性,
甚至使熔体发生弹性湍流,
使制体容易形成飞
边,表面裂纹等,经试验证明,过高或过低的注射速率都会使冲击强度下降,另
一方面,
过低的注射速率使制熔接缝强度下降,
总取向作用增大,
内应力增高等,
影响制品力学性能。
注射速度快,
使空气不能及时排出以及制品表面不光洁,
透明性变差等问题,
同
时较大的剪切应力,会导致制品中应力增加,因此对
PS
等在不发生波纹,熔接
痕等缺陷情况下,应尽量采用较低的注射速度。
1.4
温度对产品质量的影响
注射温度的提高主要有利于改善熔体的流动性,
它与制品的很多特性有关,
如升
高熔体温度可使制件内应力,
流线方向的冲击强度和翘曲,
拉伸强度,
翘曲度等
机械力学性能降低,
而使垂直于流线方向的冲击强度及制品熔接缝强度等力学性
能和流动长度,表面粗糙度等性能有所改善,并可降低制品的后收缩。
从总体上看,
提高熔体温度有利于改善充模状况以及压力在模腔内的传递,
降低
取向性等,
有利于制品的综合性能,
担过高的温度不可取,
当熔体的温度接近注
塑温度范围的上限值时,
一方面容易产生的较多的气体,
使制体产生气泡,
空洞,
变色,烧焦,暗纹及暗斑等,也因过多地改善流动性而产生飞边,影响制品表观
质量,另一方面,过高的温度也会使塑件发生降解作用,使制品强度降低,答去
弹性等,影响使用性能。
模具温度的高低对制品的外观质量和内部性能影响较大,模温低,冷却速度快,
结晶度下降,韧性增加,收缩率减小,收缩各向异性增加,光洁度下降,内应力
增加,面积较大,壁厚较厚制品有翘曲倾向,模温高,冷却速度慢,结晶度高,
刚性和硬度增加,
收缩率加大,
有助于改善表面粗糙度,
电镀性能减小制品内应
力和取向度,提高熔接缝强度和结晶密度,但会降低流线方向冲击强度。
另外由于模具型腔各处冷却不均或动,
静模腔壁温度有差异时,
也会导致制品的
翘曲或变形。
由于预塑背压和熔体通过流道,
浇口以及在型腔内部摩擦,
剪切作用而引起的温
升,
也是塑料熔体的一个重要加热源。
这同样可以改善熔体在型腔中的流动性能,
但这部分热量因过于集中并具有突发性也很有可能对制品质量产生影响,
如熔体
的摩擦和剪切作用剧增时,
突发的热量一时无法扩散,
致使熔体局部发生降解作
用或烧焦等,
反映到制品有质量上就是在制品表面上出现变色,
暗斑,
暗纹和局
部烧伤等,
故应避之。
一般是通过降低注射压力和注射过或降低注机螺杆转速等
来控制熔体摩擦和剪切作用。
二、注塑工艺参数的合理选择与调整
一般来说,
注塑加工中需要确定的工艺参数有注射压力,
注射时间,
料筒温度
(包
括前、中、后三段)
,注射量,保压压力,保压时间及预塑特性等,这些条件与
很多因素有关,
不同的注塑材料,
不同的制体有着不同的工艺要求,
甚至相同的
材料与制体而不同的批号与生产厂家以及不同工作环境对注塑工艺参数也要作
相应调整。
2
.
1
压力参数的确定
各种注塑材料都有一个可注塑的压力范围,
而具体注射压力的确定,
主要考虑塑
件材料的特性及制件结构并克服熔体从机筒到模腔的流动阻力,将熔体关入型
腔,并将之压实,结于薄壁长流程,结构复杂件,注射压力范围内接近低限值,
注射压力并不能全部传递到型腔中,熔体以过流道,浇口,后,进入型腔的实际
压力只有注射压力的
40%-70%
,而且型腔内各处分布也不同,在浇口附近的压力
要高于过离浇口处的压力,
为防止溢料或飞边产生,
减少脱模难度,
对于流动性
好的塑料以及具有镶嵌结构的模具宜取低压成型,
而对于尺寸糟度要求高,
脱模
板结构的模具等,应取较高的注射压力为宜。
保压压力的选择,
主要考虑的质量因素是缩痕,
制品尺寸稳定性及注料口附近的
取向,脱模等,大多数塑料的保压,压力在注射压力
40%-80%
之间,也有个别例
外,一般对于材料流动性好,制件形状较为简单,有镶嵌件结构的模具等,保压
压力可取低些,
反之则适当取高些,
塑化压力的选择,
在保证制品质量前提下宜
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取较小值,一般在
20MPA
以下,通常当注射熔体粘度较高时,如
PC
,
PSV
,
PPO
等,塑化压力及螺杆转速不宜过高,对一热敏性塑料
PVC
,
POM
螺杆转速不宜过
高且要控制塑料在加热料筒中的停留时间,
对于低粘度和热稳定性好的塑料,
可
采用较高预塑特压和较高的螺杆转速。
2
.
2
时间参数的确定
注射量一定,
注射时间与注射速率是成反比关系的,
面注射速率的确定,
主要是
根据制品的结构形态和尺寸,
模具浇注系统,
聚合物特性等而定。
对于熔体粘度
高,
玻璃化温度高,
冷却快,
成型温度范围较窄,
结晶型塑料以及薄壁面面积大。
深腔,
结构复杂且有急剧过渡断面的模具型腔,
宜采用快速注射即缩短注射时间,
对于厚壁或带有嵌件的制品,
以及型腔结构比较简单的模具,
则以较低的注射速
率为好,
在高低速都能充满型腔的前提下,
除玻璃纤维增强塑料外,
一般宜采用
较低速率注射成型。
就制品的机械强度与收缩率来说,
每种塑料都有其最佳注射
速率,且经常是一个数值范围。
总之,注射速率的确定,必须小于材料所允许的
极限,
剪切速率及由剪切而产生的热效率不超过材料所允许的物理和力学特性的
程度。
保压时间的确定型上下文有关语言要考虑料温,
模温及模具浇注系统等通常以制
品收缩率波动范围最小为保压时间的最佳值。
保压时间也有一个范围,
对于厚壁,
尺寸精度要求高的制品,
以及高的料温和模温,
较复杂的浇注系统等,
保压时间
应长些,
否则可适当缩短保压时间,
以利于脱模等。
冷却时间主要取决于制品壁
厚,
材料热性能和结晶性,
以及模具温度等,
冷却时间的终点应以保证制品脱模
时不产生变形为原则,
对于薄壁,
玻璃化温度高的结晶塑料,
以及低模温的情况,
应采用较短的冷却时间,否则适当延长冷却时间。
2
.
3
温度参数的确定
注射温度主要由注机料筒温度控制,
每种塑料都有一个可注塑的温度范围,
一般
来说,当这一区间较窄时,注射温度应选得偏低些,即靠近下限值时,反之,当
温度区间较宽时,
则应将注射温度选得高些,
对于热敏性塑料,
要严格控制料筒
温度平均分子量较高且分布较窄的塑料,
其熔体粘度大,
流动性差,
料筒温度应
偏高些,否则应选得偏低些。
添加剂也可能影响成型温度,经填充改性的塑料,料筒温度应选得高些。
增塑剂塑料,温度则应偏低些。
薄壁,深腔结构复杂的模具应选较高料筒温度,
流动性对温度比较敏感的常用塑料如
PS
,
PP
,
PMMA
及醋酸纤维等,成型时宜调
节温度来控制其流动性。
模具温度的高低取决于塑料特性,
制件的结构尺寸和性能要求,
模具结构及其他
工艺条件等。
各种塑料都有其注塑模温范围,对于熔体粘度较高的材料如
PC
,
PPO
,
PSV
等,应采用模温范围中较高数值,以有利于充模,对于厚壁制件为使
其冷却均匀,模温也应高些,而熔体粘度较低的无定形塑料,因较容易成型,为
防止其脱模变形,
庆采用低模温,
对于玻璃温度较低的结晶塑料,
为防止其变形
或防止引起的后收缩和性能变化,
一般也应采用低模温,
常采用低模温成型塑料
有
PS
,
PVC
,
PE
,
PP
,
PA
。
其它可引起熔体温升的因素,
也可采取对应办法加以限制,
台可通过降低螺杆转
速,
降低压,
减小注射压力及速率等办法来减小熔体的摩擦与剪切作用以达降温
目的,如要增高熔体温度,改善流动性,帽增高上述因素即可。
2
.
4
试模工艺参数的调整
试模过程中工艺参数的调整要按压力—时间—温度的先后顺序变化,
因为改变注
射压力可以很快见到效果,
注射时间的变化在成型中反映也较快。
根据这些,
调
整引起的变化,
可以很快作出判断并采取相应措施,
而改变料筒上任何一处的温
度,一般要等待
5-30
分钟,才能达到平衡,那时才能对观察到的情况变化作出
合理的解释,
此外在调整工艺参数时最好一个个地分别变动,
使每种工艺条件对
注塑过程的影响都能作出准确的判断。
注塑过程中各种工艺条件间是相互影响的,
例如选用较低的注射压力时,
为保证
物料的流动性应适当提高料筒温度等来补偿,
此外对于试模过程中应作较详细记
录,
以给今后工作环境的变更,
产品的换型,
模具维修等后的再试模提供有益的
参考,并能渐掌握各种情况下进行模型的规律,生产出质量优异的产品。
注射制品内应力分析及控制对策
1
.引言
注射成型的制品或大或小都存在一定的非均匀分布的内应力,
影响制品的正
常使用,无论是一模多腔还是单腔模具每次成型的制品内应力大小也有差
别。
这些内应力的存在常使制品在使用或贮存过程中发生翘曲,扭曲变形或
者开裂,因此弄清注射品的产生内应力的原因,找出影响制品内应力的各种
因素及其内在联系,采取有效对策予以避免或将其控制在最小范围内,对注
射制品的成型加工与使用具有重要的实际意义。
2
.注射制品的内应力
注射制品的成型是将塑料原料在注射机料筒内经加热,塑化至熔解后,以较
高的温度,压力和速度,注入模具型腔,经保压、冷却、定型与脱模制得。
这一过程中塑料原料以受高温,
高压和高剪切等多种因素的共同作用在极短
的时间内完成从玻璃态高弹态到粘流态再到玻璃的转变,
其内部大分子也经
历了流动变形与松驰也以及结晶取向等内部结构的变化。
大分子的这此结构
变化若在制品冷却定型前不能充分稳定,使在制品内部残留应力,因此注射
制品的内庆力是指在无外载荷条件下存在于制品内部的应力,
这种应力从分
子层次上看,是大分子在原子间距上小范围变形的积累。
主要是因成型过程
中高聚物熔体的复杂流变性能与不正确的充模行为及不均匀的冷却等因素
造成的。
这些因素又受成型条件,制品与模具结构,原材料分子量大小与分
布,结晶与取向性能以及高分子的长链结构等影响,对每个制品这些因素虽
不能同时存在,但多数情况是各种因素相互作用的“叠力”
,根据不同因素
对制品成型作用的程度与效果,
热塑性塑料注射制品的内应力有以下几种①
由熔体流变性能上起的内应力;
②凝结取向应力③温度压力④构形体积应力
⑤由制品脱模引起的应力,对热固性塑料制品则主要是后两种应力。
2.1高聚物熔体流变性能引起的应力
由于高聚物熔体的粘弹性质,使其在流动过程中既呈现不可恢复的粘性变形,又表现出很高的可恢复弹性变形,这种弹性变形在成型过程中若不能立即完全恢复而被保留下来,制品成型后必将引起内应力。
从高聚物熔体的粘流态特征来看,一般柔性高聚物分子具有较强的分子活动性,对温度变化比较敏感,因此成型过程中的弹性变形恢复得较快,极性的刚性高聚物分子量链松驰能力差。
成型流动中已伸展的构象不能很快恢复成平衡状态。
而是表现为高弹变形缓慢的松驰,这表明熔体从开始流动变形到变形与应力作用相平衡,要滞后一定时间,在这种情况下,即使除去外力,高弹变形仍不能立即恢复。
使得表面看来已冷却凝固的制品基内部大分子的变形与松驰并未停止,结果使制品内部保留了不真实的永久变形,这种制品在工作时受力,遇第一阶段初期磨损阶段。
零件表面粗糙不平部分,迅速磨去,因此磨损速度很
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