注塑成型條件

成型教材1大綱概述成型三要素成型加工四大要素成型條件五要素典型射出成型周期射出機(jī)之組成射出機(jī)之選擇2概述對于成型之組成要素概略說明，成型周期之各步驟介紹，在經(jīng)由成型機(jī)的組成導(dǎo)入成型機(jī)的選擇注意事項，最后介紹成型參數(shù)，將成型參數(shù)分成四大部分一一說明，最后提醒成型試模開始作業(yè)前之注意事項。3成型三四五4成型三要素5外觀尺寸精度物理特性成型加工四大要素6成型設(shè)備成型條件塑料模具成品成型條件五要素必須綜合塑料、模具、成型機(jī)的品質(zhì)

71.溫度2.時間3.壓力4.速度5.位置射出成型機(jī)的組成89射出成型機(jī)的種類柱塞式螺桿式魚雷加熱外部加熱+摩擦熱射出機(jī)之組成主要組成單元10射出機(jī)之組成射出機(jī)=射出單元+鎖模單元11射出單元進(jìn)料熔膠混煉升壓鎖模單元開閉鎖模調(diào)整射出機(jī)之組成射出單元12射出機(jī)之組成鎖模單元鎖模機(jī)構(gòu)：直壓式、肘節(jié)式及肘節(jié)直壓式三種。13直壓式合模裝置可分為：

1.升壓滑塊式

2.輔助缸式

3.增壓缸式。直壓式射出機(jī)之組成鎖模單元

14以肘節(jié)接頭將油壓缸或電動機(jī)產(chǎn)生的力放大，使合模力增大。其中又分為：

1.單肘節(jié)2.雙肘節(jié)式單肘節(jié)雙肘節(jié)肘節(jié)機(jī)構(gòu)射出機(jī)之組成鎖模單元

15肘節(jié)直壓式鎖模裝置是組合肘節(jié)機(jī)構(gòu)與直壓式鎖模缸裝置，外觀為肘節(jié)式的一種，但鎖模力的發(fā)生接近于直壓式。直壓式與肘節(jié)式的比較直壓式肘節(jié)式合模行程方面可依模厚改變可依肘節(jié)式長一定受構(gòu)造限制，不能太長模厚調(diào)整方面容易要依模厚移動肘節(jié)裝置在合模壓力上容易調(diào)整可用量計直讀不易調(diào)整不能直讀在模子開閉速度方面容易廣范圍調(diào)整速度比較快16鎖模單元

射出成型循環(huán)周期17典型射出成型周期已合模，注射螺桿開始前進(jìn)注射螺桿將塑料注入模腔并予以填滿模腔內(nèi)塑料開始收縮，注射螺桿繼續(xù)二次射膠(保壓階段)塑件澆口凝固，二次射膠(保壓)停止模具內(nèi)塑料開始冷卻，同時注射螺桿使原料進(jìn)加熱筒熔融膠化螺桿退至定位，原料已完全膠化螺桿向后退一下，稱為倒索、松退、防延，避免塑料從噴嘴漏出8.塑件冷卻定形，同時注射螺桿完成射料準(zhǔn)備9.移動側(cè)模板后退，開模10.頂出機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品頂出11.清除塑件，噴脫模劑，安裝嵌件、插針等12.模具重新合模，下一個循環(huán)開始18射膠鎖模關(guān)模頂出開模冷卻保壓充填12345,67,8910,111219Cycletime&Pressurehistory射出成型機(jī)的選擇考慮因素20射出機(jī)之選擇1.鎖模力(Clampingforce)21模腔內(nèi)之壓力難測，由經(jīng)驗推定通常在3500psi~7000psi之間，射出機(jī)說明書中的壓力值通常遠(yuǎn)大于模腔壓力，這是因為壓力損失的緣故鎖模力(頓)=模腔壓力(psi)x模腔投影面積(in2)2240模腔投影面積=塑件及流道在模板上的投影面積射出機(jī)之選擇2.容?？臻g(Moldspace)模具之長與寬都不應(yīng)超出設(shè)出機(jī)模板的尺寸(必須在隔離柱范圍內(nèi))；模具開啟時的最大距離為全張開度(Daylightopening)；模具閉合時的距離為模具高度(Moldheight)或容模厚度(Moldthickness)

22射出機(jī)之選擇3.注射量(shotweight)

通常以最大射出量表示為克或盎司(oz)23理論射出容量，換算苯乙烯(PS)熔膠之重量射出機(jī)之選擇4.塑化能力(Plasticizingcapacity)

注塑機(jī)構(gòu)能將粒狀塑料變成熔膠的能力以每小時多少公斤表示，一般以PS為塑化能力的基準(zhǔn)24射出機(jī)之選擇5.注射壓力(Injectionpressure)

射出機(jī)螺桿對塑料所施加的最大壓力一般而言普通塑料1000kg/cm2；工程塑料1600kg/cm225射出機(jī)之選擇6.射出速率(Injectionrate)

單位時間內(nèi)所能射出原料的最大容量(cm3/sec)

常隨螺桿截面面積與螺桿速度的乘積而改變；較精準(zhǔn)的射出機(jī)配有獨立的注射速率控制系統(tǒng)，分別控制每一段速率

26射出成型機(jī)的成型參數(shù)27成型條件28注塑參數(shù)時間參數(shù)開合模參數(shù)溫控參數(shù)注射量計量行程余料量松退量螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)塑背壓注射壓力保壓壓力注射速率注射位置保壓切換點射出時間保壓時間冷卻時間注射周期鎖模力開合模速度開模行程頂出力頂出速度頂出摩擦力干燥溫度料筒溫度模具溫度油溫注塑參數(shù)注射量29注射量=螺桿推進(jìn)容積×ρ×Cρ=常溫下塑料密度(g/cm3)C=注塑溫度下，塑料體積膨脹率校正系數(shù)結(jié)晶聚合物C≒0.85；非結(jié)晶聚合物C≒0.93定義：注射機(jī)螺桿在注射時，向模具內(nèi)所注射塑料的熔體量(g)注塑參數(shù)注射量30計量方式：柱塞式成型機(jī)─1.容積計量式；2.重量計量式螺桿式成型機(jī)─在螺桿末端及噴嘴間計量設(shè)定方法：1.首先計算成品的重量，為默認(rèn)值，先采用默認(rèn)值稍少的量開始試射，再慢慢增加。

2.若成品復(fù)雜會有比預(yù)測值高的結(jié)果，有時亦可采較預(yù)測值稍高之量開始試射，記量不足會短射，實際計量值為模腔容量加上緩沖容量注塑參數(shù)計量行程(預(yù)塑行程/加料量)31注射量是透過計量行程來調(diào)整，計量行程太小注射量會不足，而計量行程太大會使料筒前部每次注射后余料太多，使熔體溫度不均或過熱分解。計量行程重復(fù)定位精度的高低會影響注射的波動。定義：螺桿計量過程中后退的距離，稱為計量行程。注塑參數(shù)計量行程(預(yù)塑行程/加料量)–設(shè)定原則32依據(jù)產(chǎn)品的大小及機(jī)臺大小而設(shè)定計量行程不能太大，以免注射多余的塑料在料管中，停留時間太長而引起碳化計量行程不能太小，確保足夠的注射量及避免螺桿與噴嘴發(fā)生機(jī)械損傷，應(yīng)有3~5mm的緩沖量計量行程(預(yù)塑行程/加料量)–設(shè)定方法首先計算成品之重量，為預(yù)測值，先采用較預(yù)測值稍少的量開始試射，再慢慢增加；若成品復(fù)雜時會有比預(yù)測值高的計量結(jié)果，此時亦可采較預(yù)測值稍高之量開始試射。注塑參數(shù)余料量33定義：螺桿注射完后，螺桿頭部所留存的塑料料作用：1.防止螺桿頭部和噴嘴接觸，發(fā)生機(jī)械破損事故。

2.控制注射量的重復(fù)精度，達(dá)到穩(wěn)定住宿產(chǎn)品質(zhì)量目的。設(shè)定原則：1.余料量需適中，過大會造成余料過多，形成壓力損失及原料分解；過小則達(dá)不到緩沖目的。

2.依產(chǎn)品/機(jī)臺大小具體確定?！⑸錂C(jī)是通過螺桿注射終止時的極限位置來控制緩沖量注塑參數(shù)松退量/防延量34定義：螺桿計量到位后，又直線的倒退一段距離，使計量室中熔體的比容增加，內(nèi)壓下降，防止熔體從計量室向外流出(透過噴嘴或間隙)，此后退動作稱為防延動作，后退之距離為防延量或防延行程作用：降低噴嘴流道系統(tǒng)的壓力，減少內(nèi)應(yīng)力。。注塑參數(shù)松退量/防延量35防延量不能過大，否則會使計量室中的熔料夾雜氣泡，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，對于黏度大的物料可不設(shè)防延量。設(shè)定原則：1.視塑料黏度，相對密度和產(chǎn)品的實際情況進(jìn)行設(shè)定。

2.松退量的設(shè)定應(yīng)與螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、背壓相互適應(yīng)

3.黏度較大之塑料，如PC可不設(shè)松退量注塑參數(shù)螺桿回轉(zhuǎn)速度36當(dāng)計量結(jié)束時(2~3mm)，轉(zhuǎn)速特別要放慢，以減少慣性沖擊，提高慣性精度螺桿之回轉(zhuǎn)速度是左右塑料可塑化能力的重要因素，因此在設(shè)定螺桿之回轉(zhuǎn)速度時，應(yīng)詳細(xì)依據(jù)熔融速率、塑料的熱特性、螺桿驅(qū)動源之最大驅(qū)動力來決定。塑料之熔融溫度速率與螺桿之回轉(zhuǎn)速度成正比，因此缺乏熱安定性的塑料，應(yīng)選用較低的回轉(zhuǎn)數(shù)。若塑料中添加纖維材料，當(dāng)螺桿之回轉(zhuǎn)速度太高時會破會其物理性質(zhì)可提高背壓而提升螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)，亦可考慮降低加熱缸之溫度，以提升回轉(zhuǎn)數(shù)注塑參數(shù)預(yù)塑背壓37定義：預(yù)塑背壓表示螺桿在預(yù)塑時，計量室中熔體的壓強(qiáng)作用：背壓的提高有助于螺槽中物料的密實，排出物料中的氣體，改善塑化質(zhì)量，但過大的背壓會增加計量段螺槽熔體的反流和漏流，降低熔體輸送能力，增加功率消耗。設(shè)定原則：1.背壓調(diào)整應(yīng)考慮塑料的性質(zhì)

2.背壓調(diào)整參考產(chǎn)品表面質(zhì)量和尺寸精度注塑參數(shù)注射壓力38定義：射出壓力是當(dāng)成型材料由成型機(jī)射出時，在螺桿前端或注塞所承受每單位面積之壓力(kgf/cm2)公式：油壓力(P)(kgf/cm2)×射出滑塊斷面積(A)(cm2)螺桿斷面積(A)(cm2)射出壓力=上式計算出的射出壓力并非真正作用于模穴內(nèi)的有效射出壓力，實際上必須需通過噴嘴、澆道、澆口，損失大部分壓力，以螺桿式成型機(jī)而言，約損失30％~50％的壓力。PMMA、PC流動性較差-----------壓力損失大PS、PE、PA流動性較佳----------壓力損失小注塑參數(shù)注射壓力39設(shè)定原則：1.設(shè)定值必在成型機(jī)的額定壓力范圍內(nèi)

2.設(shè)定時盡量用低壓，由低到高調(diào)整

3.避免在高速時采用高壓若設(shè)出壓力設(shè)定過高，會減短油壓缸與模具壽命，并使產(chǎn)品產(chǎn)生毛邊及殘余應(yīng)力。柱塞式成型機(jī)的射出壓力設(shè)定要比螺旋式高。注塑參數(shù)保壓壓力40定義：塑料射出后維持射出壓力，亦稱為二次射壓作用：1.在澆口尚未冷卻前維持被壓縮狀態(tài)，阻止模腔中未硬化塑料，在殘于應(yīng)力作用下倒流，防止產(chǎn)品收縮、避免縮水、減少真空泡

2.減少產(chǎn)品因受過大的注射壓力而易產(chǎn)生黏膜爆裂或彎曲注塑參數(shù)保壓壓力41設(shè)定原則：1.保壓壓力及速度通常設(shè)定為模腔填充最高壓力及速度的50％~60％

2.保壓時間的長短與料溫有關(guān)，料溫高則澆口封閉時間長，因此包壓時間長

3.保壓與產(chǎn)品投影面積及壁厚有關(guān)，厚而大者需要較長的保壓時間

4.保壓與澆口尺寸形狀、大小有關(guān)注塑參數(shù)注射速率42定義：由成型機(jī)噴嘴所射出熔融塑料之速度，以單位時間所射出成型材料來表示作用：1.注射速度提高，將使充模壓力提高，因為高速率填充可維持熔體有較高的溫度、黏度低、流道阻力小

2.過高的注射速率會增加壓力損失，造成熔體的不穩(wěn)定流動，會發(fā)生彈性湍流或造成脹模、溢料注塑參數(shù)注射速率43設(shè)定原則：1.防止撐模或溢料

2.防止注塑速度過快導(dǎo)致燒焦

3.保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，盡量高速填充縮短周期

4.設(shè)定時需考慮成品形狀、材料特性等因素注塑參數(shù)保壓切換點44定義：射塑過程中，由射壓切換至保壓狀態(tài)時的特定位置，該位置可由時間確定，亦可由位置決定。設(shè)定原則：一般切換點設(shè)置在射壓完成后，形腔填充完成95%~100%，但產(chǎn)品有明顯縮水時。成型條件45注塑參數(shù)時間參數(shù)開合模參數(shù)溫控參數(shù)注射量計量行程余料量松退量螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)塑背壓注射壓力保壓壓力注射速率注射位置保壓切換點射出時間保壓時間冷卻時間注射周期鎖模力開合模速度開模行程頂出力頂出速度頂出摩擦力干燥溫度料筒溫度模具溫度油溫時間參數(shù)射出時間46定義：塑料熔融后，射入模腔至成品成型完成為止之時間；相當(dāng)于成型機(jī)加壓螺桿前進(jìn)停止的時間。設(shè)定原則：1.在保證產(chǎn)品成型條件下，盡可能讓射出時間縮短。

2.由射出壓力、射出速度及產(chǎn)品大小等因素決定，一般塑料若黏度低、加熱缸溫度高、澆口直徑大、射出壓力高將會使射出時間較短。

3.射出時間亦受料溫、模溫影響。時間參數(shù)保壓時間47定義：射出后維持射出壓力的總時間。作用：確保在澆口未被封住(gate-seal)之前，能使模腔內(nèi)之塑料維持被壓縮狀態(tài)，以確保成型成型時塑料所注入之適當(dāng)容量，能維持至冷卻為止。射出時間與保壓時間之長短，直接影響成品的收縮率、殘留內(nèi)應(yīng)力、表面光澤及短射之結(jié)果時間參數(shù)保壓時間48設(shè)定原則：1.在保壓壓力不變時，連續(xù)延長保壓時間，再確認(rèn)產(chǎn)品重量變化狀況，當(dāng)產(chǎn)品重量不隨時間增長而增重時的最小時間，可作為適當(dāng)?shù)谋簳r間。

2.依成品大小(塑料射出量)與澆口大小決定保壓時間。時間參數(shù)冷卻時間49定義：保壓時間完成后至模具開啟的這段時間。設(shè)定原則：受成品厚度、加熱缸溫度及模溫等因素影響，若冷卻時間不足，頂出時將會使產(chǎn)品容易損傷、變形。冷卻時間在成型循環(huán)中占了大部分時間時間參數(shù)注射周期50定義：完成產(chǎn)品整體成型之所有時間。合模時間射出時間保壓時間加料時間冷卻時間開模時間頂出時間延遲時間注射周期成型條件51注塑參數(shù)時間參數(shù)開合模參數(shù)溫控參數(shù)注射量計量行程余料量松退量螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)塑背壓注射壓力保壓壓力注射速率注射位置保壓切換點射出時間保壓時間冷卻時間注射周期鎖模力開合模速度開模行程頂出速度干燥溫度料筒溫度模具溫度油溫開合模參數(shù)鎖模力52定義：鎖緊模具力量大小。當(dāng)塑料射入模腔時會產(chǎn)生撐開模具的力量，此力若大于鎖模力，則模具會被撐開。公式：所模力(tf)≧模腔內(nèi)單位面積之平均壓力P(kgf/cm2)×模腔之投影面積A×10開合模參數(shù)鎖模力53設(shè)定原則：成品之最大投影面積可由成型機(jī)所能提供之鎖模力決定，而模腔內(nèi)之實際壓力因各種情況而不同，依公式雖可大約計算出射出壓力之值，但一般仍然引用預(yù)測數(shù)值法，此數(shù)值依塑料黏度，澆口系統(tǒng)與成型條件來預(yù)測。開合模參數(shù)開合模速度54設(shè)定原則：1.保證機(jī)臺運行平穩(wěn)，振動越小

2.應(yīng)盡量縮短時間

3.速度切換合理

4.遵循由慢→快→慢，為原則

5.模具低壓保護(hù)位置的合理確定開合模參數(shù)開模行程55設(shè)定原則：1.各切換位置間距不得小于30mm2.最大的距離由最大的速度完成

3.最大開模位置，以方便取件，取件不傷母模為原則。

4.最大開模位置應(yīng)使成型周期盡量短

5.不得使機(jī)臺有過大振動開合模參數(shù)頂出速度56設(shè)定原則：頂出宜慢，后退宜快成型條件57注塑參數(shù)時間參數(shù)開合模參數(shù)溫控參數(shù)注射量計量行程余料量松退量螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)塑背壓注射壓力保壓壓力注射速率注射位置保壓切換點射出時間保壓時間冷卻時間注射周期鎖模力開合模速度開模行程頂出速度加熱缸溫度模具溫度油溫控溫參數(shù)加熱缸溫度58加熱缸溫度可區(qū)分為：噴嘴區(qū)、前端區(qū)(計量部)、中間區(qū)、后端區(qū)。噴嘴部計量部(前端部)壓縮部(中間部)供料部控溫參數(shù)加熱缸溫度59噴嘴部溫度與塑料熔融無直接關(guān)系，一般熔融黏度較高的塑料，其噴嘴溫度必須較高；噴嘴溫度是否洽當(dāng)，直接影響澆口附近出現(xiàn)流痕、料頭拉高及殘留料絲的現(xiàn)象。前端部為計量部，除可塑化外，最重要的是執(zhí)行塑料混合與均一化，內(nèi)部發(fā)熱較小，是一保溫狀態(tài)，施以高溫加熱控溫參數(shù)加熱缸溫度60中間部為壓縮部，因機(jī)械剪斷之作用而發(fā)熱，是執(zhí)行可塑化最重要的部份，其熱量為電熱器熱量加上剪斷產(chǎn)生之熱量。后端部溫度最低，是供料部，功能為塑料預(yù)熱，軟化塑料成半熔狀態(tài)，若溫度過高會侵蝕螺桿材料，一般為50℃~60℃

?？販貐?shù)模具溫度61模具溫度主要是透過水路導(dǎo)入加熱水，藉此傳導(dǎo)控制模溫，模具溫度過高將會引起產(chǎn)品或料頭黏膜、毛邊，過低有可能出現(xiàn)產(chǎn)品龜裂、流痕、結(jié)合線等問題，也必須考慮公母模側(cè)溫差不可太大，將使產(chǎn)品變形或使導(dǎo)柱導(dǎo)套定位出現(xiàn)誤差。一般料溫及模溫皆以塑料特性為準(zhǔn)，設(shè)定之溫度不可高過塑料之裂解溫度，亦不能低于塑料之止流溫度?？販貐?shù)油溫62設(shè)定原則：成型機(jī)動作油的溫度，控制在35~45℃之間。作用：油溫穩(wěn)定是確保注射壓力穩(wěn)定。成型過程與不良缺陷63成型過程與不良缺陷成型進(jìn)度機(jī)械進(jìn)度主要條件材料特性模具構(gòu)造不良現(xiàn)象熔化狀態(tài)螺桿旋轉(zhuǎn)料筒溫度螺桿旋轉(zhuǎn)螺桿背壓黏度的溫度依然存在--強(qiáng)度不良銀線黑點流動射出射出速度射出壓力模具溫度黏度的速度依然存在排氣孔澆口拋光面表面溫度流痕噴痕結(jié)合線光澤不足填充不足氣泡充填保壓保壓壓力保壓時間成型收縮--縮