1、,注塑基本知识及注塑件缺陷校正和预防措施,执教教师：XXX,2,注塑生产的基础知识 （1）注塑成型工艺概况 （2）塑料的分类及其物理性能注塑缺陷原因分析与解决对策 （1）注塑件缺陷、校正及预防措施 （1.1）注塑件的缺陷分析 （1.2）注塑件的缺陷寻找 （1.3）注塑件缺陷的系统校正 （2）处理出错、校正问题的对策 （3）工艺控制中的难点与要点,目 录,注塑成型工艺概况（一）,何谓注塑成型：所谓注塑成型（Injection Molding）是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。 注射成型过程大致可分为以下6
2、个阶段：（1）合模 ;（2）注射;（3）保压;（4）冷却;（5）开模;（6）制品取出 。上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。,3,注塑成型工艺概况（二）,2. 注塑成型机：注塑成型机包括射胶系统、 液压系统、锁模系统、电控系统、监测安保系统以及其他辅助装置，如粉碎机、机械手、烘干机等。可分为合模装置与注射装置。合模装置主要作用是实现模具开闭以及顶出制品。合模装置可分为如图所示的连杆式和直接利用油压实行合模的直压式。注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。如图所示从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在此过程中，在加热器的作用下机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切
3、应力作用下使树脂成为熔融状态，将相当于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端（称之为计量），螺杆的不断向前将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，须控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置，注射压力达到一定值时我们可以将速度控制切换成压力控制。,4,注塑成型工艺概况（三）,5,4.成形条件：成形条件是指，为了获得所需的成形品，而设定的成型机的料筒温度、注射速度、模具温度等组合成无数个不同的成型条件。根据这些成型条件所得到的成型品在外观，尺寸，机械物性等方面有变化时，我们必须依赖以往的技术和经验找出最佳的成型条件。,6,注塑成型工艺概况（
4、四）,3.,3、模具：,注塑成型工艺概况（五）,7,5、成形品：成形品是由使熔融树脂流入的主流道，引导熔融树脂进入模腔的分流道及制品所构成的。如果一次成型只可得到一个产品，生产效率不高。若我们利用分流道将多个模腔连结在一起的话，则可以同时成型出数个产品。此时，若分流道到各模腔的长度不相等的话，树脂就不能在同一时间内射入模腔，导致各制品的尺寸，外观，物性发生差异。因此，我们通常将分流道的长度设计为相等的。,8,注塑生产的基础知识 （1）注塑成型工艺概况 （2）塑料的分类及其物理性能注塑缺陷原因分析与解决对策 （1）注塑件缺陷、校正及预防措施 （1.1）注塑件的缺陷分析 （1.2）注塑件的缺陷寻找
5、 （1.3）注塑件缺陷的系统校正 （2）处理出错、校正问题的对策 （3）工艺控制中的难点与要点,目 录,9,塑料的分类及其物理性能（一）,1、塑料的定义：塑料是一种以合成的或天然的高分子为主要物质，通常含有添加剂等辅助成分。广义地说，它是一种在一定温度和压力下能塑造成有一定形状，而当解除外力后，在常温下能保持既定形状的高分子材料，也就是说，凡是能压塑成型的物质都可以称为塑料。更确切地说，塑料是指具有以上特性的、以高分子化合物或以合成树脂为基础的一类物质。塑料受热膨胀，体积增大、分子间距离增加、分子链变得更容易活动、黏度下降、异性取向减少（方向性排列增加）。高聚物熔体的黏性流动，主要是分子链之间
6、发生的相对位移，分子质量越大，固态的力学强度越好，粘流态的黏性较高、流动性差。用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的长度，分子链断裂后（多次循环加工的废料），分子质量的分布宽度分散，力学强度降低。在高压注射下，熔体黏度提高、收缩增加（分子运动减缓、分子间距离减小）、摩擦热增加。高聚物（除液晶聚合物外）的液体是无定形的，具有无定形的结构。热塑性高聚物分为：无定形机构和有结晶结构的高聚物。高聚物热力学三态：玻璃态、高弹态、粘流态。必须充分认识塑料的工艺性和热性能，才能正确有效地控制流道系统的浇口冻结时间和流道温度。,2、塑料的分类： （1）按塑料的用途可分为：通用塑料、工程塑料和特种工程塑料
7、。通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价格较廉的通用塑料。如：PE、PP、PVC、PS等。工程塑料：一般指料具有良好的物理机械强度、在高温、低温度下能保持良好的力学性能，电性能、化学性能及耐热性能、耐磨性各尺寸稳定性等特点。如：ABS、PC、PA、POM、PPO、PBT。 特种工程塑料：特种工程塑料除具有工程塑料的特性外，其综合能更高，长期使用在150以上，还具有特殊功能和特殊用途。如：氟塑料、硅树脂、聚醚亚胺、聚醚醚酮、液晶聚合物等。 （2）按塑料的物理化学性能可分为：热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料：在加工过程中，一般只起物理变化。即在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。
8、热固性塑料：在加工过和中起化学变化，受热时，开始被软化而具有一定的可塑性，但随着进一步的加热，树脂开就硬化定型，若再加热也不会变软或改变其形状，不熔不溶性物料的树脂，一般称为热固性塑料。,10,塑料的分类及其物理性能（二）,3、表征塑料性能的几个概念：（1）断裂伸长率：指试样受拉伸断裂时，工作部分标距（有效部分）的增量与初始值之比，以百分率表示，称材料的断裂伸长率，是材料韧性大小的标志之一。 （2）拉伸强度：指在规定的试验条件下，对试样施以轴向拉伸载荷，直至试样断裂过程中试样所承受的最大拉伸应力。（3）拉伸弹性模量：指在比例极限内，试样拉伸应力与相应的应变之比。（4）冲击强度：指在规定试验条件
9、下，试样破裂时，试样单位横截面积所消耗的功。（5）熔体流动速率：指将热塑性塑料试样加入到熔融指数测定仪的料腔中，在规定温度和压力下从仪器下端规定直径和长度的小孔中，10min内挤出的熔体质量克数。（6）弯曲强度：指在规定的试验条件下对试样施以静态三点式弯曲载荷，直至试样断裂过程中，试样的最大弯曲应力。（7）弯曲弹性模量：在比例极限内试样弯曲应力与相应的应变之比。（8）热变形温度：指在试样上加一定的载荷，以指定的速度升温，变形量达到规定值时的温度。（9）最高连续使用温度：材料在该温度下仍可长时间安全工作，其性能值仍可保持不低于初始值的50%，这样的温度称为塑料的最高连续使用温度。,11,塑料的分
10、类及其物理性能（三）,4、常用原料及其性能：（1）聚丙烯（PP）：PP外观上是白色蜡状体，密度约在0.90.91g/cm3 之间，与其它通用热塑性塑料比较，有比重小、刚性好、强度高、耐挠曲，以及有高于100的耐热温度和良好的耐化学腐蚀性等优点，但不足的是低温耐冲击性较差，易老化，成型收缩率大。结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解。 流动性极好，溢边值0.03毫米左右。 冷却速度快，流注系统及冷却系统应散热缓慢。 成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔，凹痕变形，方向性强。 注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显、模具温度低于50以下，塑件不光泽，易产
11、生熔接不良，流痕，90以上时易发生翘曲，变形。 塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以避免应力集中。,12,塑料的分类及其物理性能（四）,13,塑料的分类及其物理性能（五）,聚丙烯（PP）性能表,（2）聚碳酸酯（PC）一般最有应用价值、最重要、应用最普遍的是双酚A型聚碳酸酯，它是无色透明的刚硬、坚硬固体，透明度达90%，无臭无味、无毒，密度约1.20g/cm3 ，具有高抗冲击性，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性及耐热性能，但耐开裂和耐药品性较差。无定形塑件，热稳定性好，成形温度范围宽，超过330才呈现严重分解，分解时产生无毒、无腐蚀性气体。吸湿极小，但水敏性强，含水量不得超过0
12、.2%,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝,气泡及强度下降的现象. 流动性差,溢边值为0.06毫米左右,流动性对温度变化敏感冷却速度快. 成形收缩小,如成形条件适当,塑件尺寸可控制在一定的公差范围内塑件精度高. 可能发生熔融开裂,易产生应力集中(内应力)应严格控制成形条件,塑件宜退火处理,消除内应力.熔融温度高,粘度高,对于大于200克的塑件应用螺杆式注射机成形,并喷咀应加热,喷咀应用开敞式延伸喷咀. 由于粘度高,对剪切作用不敏感,冷却速度快,模绕注系统应以粗,短为原理,并宜设注料穴,进料口宜取直接进料口,圆片或扇形等截面较大的进料口,但应防止内应力增大,进料口附近残余应力,必要时可采用调节式
13、进料口,模具宜加热,模温一般70-120为宜.应注意预出均匀,模具应用耐磨钢,并淬火. 塑件壁不宜取厚，应均匀避免有尖角，缺口及金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取2度以上，若有金属嵌件应预热、预热温度一般为110-130。 料筒温度对控制塑件质量一个重要的因素，料温低时会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱，温度高时易溢边，出现银丝暗条，塑料变色有泡，注射压力不宜取低，冷却速度快，但如模温加热则冷却时间不宜短。模温对塑件的质量影响很大，薄壁塑件应取80-100，厚壁塑件宜取80-120，模温低则收缩率，伸长率、抗冲击温度大，抗弯，抗压、抗张强度低，模温超过120，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成
14、形周期长。,14,塑料的分类及其物理性能（六）,15,塑料的分类及其物理性能（七）,聚碳酸酯（PC）性能表,（3）聚苯乙烯（PS）PS是无色无味和透明性刚硬固体，透光率不低于88%92%，折射率较大，密度在1.041.09g/cm3之间，易燃，它有着优良的电绝缘性、模塑性能好、透明、容易着色、刚度好、吸湿低等优点，但其性脆、耐热性低、耐化学试剂、耐溶剂性差。,16,聚苯乙烯（PS）性能表,塑料的分类及其物理性能（八）,（4）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂 （ABS）ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯，故ABS能表现三种组分的协同性能：丙烯腈使聚合
15、物有良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯使聚合物有良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度在1.05g/cm3左右。无定形材料，其品种牌号很多，各品种的机电性能，及成形特性边各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。吸湿性强，含水量小于0.3%必须充分干燥,要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。 流动性中等，溢边值0.04毫米左右(流动性比PS,AS差,但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好)。 比聚苯乙烯加工困难,宜取高料筒温,高模温(对耐热,高冲击和中冲击型树脂,料温更宜取高)料温时物性影响较大,料温高易分解
16、(分解温度为250左右,比聚苯乙烯易分解)对要求精度较高塑件模温宜取50-60(要求光泽及耐热型宜取60-80,注射压力一般用柱塞式注射机时料温为180-230,注射压力为1000-1400公斤/平方厘米，螺杆注射机则取160-220，700-1000公斤/平方厘米。 模具设计时要注意绕注系统对料流阻力小，进料口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择进料口位置，形式，顶出压力过大或机械加工对塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）脱模斜度宜取2度以上。,17,塑料的分类及其物理性能（九）,18,丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂（ABS）性能表,塑料的分类及其物理性能（十）,（5）聚酰胺 （PA）聚
17、酰胺俗称尼龙，是不会霉烂的淡黄色至琥珀色透明或半透明的固体物，现有品种很多，并有很好的综合性能：耐磨、坚韧、轻量、耐化学药品、耐热、耐寒、易成型、自润滑、无毒、易染色。多数聚酰胺有自熄性，但也有可燃的，燃烧缓慢，且火焰传播速度慢，离火后慢慢熄灭。结晶性料，熔点高，熔融温度范围较窄，熔融状态热稳定性差，料温超过300，滞留时间超过30分钟即为分解。 较易吸湿，成形前应预热干燥，并应防止再吸湿，含水量不得超过0.3%，吸湿后流动性下降，易出现气泡，银丝等弊端，高精度塑件应经调湿处理，处理后发生尺寸胀大。 流动性极好，溢边值一般为0.02毫米,易溢料,要发生”流延现象”用螺杆式注射机注射时喷咀宜用自
18、锁式结构,并应加热,螺杆应带止回环。 成形收缩率范围大，收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，凹痕、变形等弊病，成形条件应稳定。 融料冷却速度对结晶度影响较大，对塑件结构及性能有明显影响，故应正确控制模温，一般为20-90按壁厚而造，模温低易产生缩孔，结晶度低等现象，对要求伸长率高，透明度高，柔软性较好的薄壁塑件宜取低，对要求硬度高，耐磨性好，以及在使用时变形小的厚壁塑件宜取高。 成形条件对塑件成形收缩，缩孔、凹痕影响较大，料筒温度按塑料品种，塑件形状及注射机类型而造。柱塞式注射机宜取高，但一般不宜超过300，受热时间不宜超过30分钟，料温高则收缩大，易出飞边，注射压力按注射机类型，料温，塑件形状
19、尺寸，模具，注系统而造，注射压力高易出飞边，收缩小方向性强，注射压力低易发生凹痕、波纹。成形周期按塑件壁厚而造，厚则取长，薄则取短，注射时间及高压时间对塑件收缩，凹痕、变形、缩水影响较大，为了减少收缩，凹痕、缩水，一般宜取模温低，料温低，树脂粘度小，注射高压及冷却时间长，注射压力高的成形条件，以及采用白油作脱模剂。 模具绕注系统形式尺寸与加工聚苯乙烯时相似，但增大流道及进料口截面尺寸可改善缩孔及凹痕现象，收缩率一般按壁厚而取，壁厚取大值，薄壁取小值，模具分布应均匀，应注意防止飞边设置排气措施。 塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模斜度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑料更应取大。,19,塑料的分类及其物理
20、性能（十一）,20,尼龙-66（PA-66）性能表,塑料的分类及其物理性能（十二）,（6）聚对苯二甲酸丁二醇酯 （PBT）PBT是乳白色结晶型固体，密度在1.311.55 g/cm3之间，结晶速度快，有良好的电性能、耐老化性和缓慢燃烧性，未经增强的PBT的力学性能在工程塑料中无明显的优越性，热变形温度在5570之间，经玻璃纤维增强后力学性能提高幅度很大，增强效果超过许多工程塑料，且热变形温度可达到210220之间。,21,聚对苯二甲酸丁二醇酯 （PBT）性能表,塑料的分类及其物理性能（十三）,（7）聚乙烯 （PE）PE外观是白色蜡状固体，无臭无味无毒，按结晶度分，可分为低密度聚乙烯（LDPE）
21、、中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯（HDPE），其中LDPE和HDPE应用较广泛，PE的力学性能在塑料材料中除冲击强度较高外，其它的都较低，它有优良的耐寒性和电绝缘性，也有较好的热稳定性，在多活性物质作用下会产生应力开裂现象，是最易燃烧的塑料品种之一。,22,塑料的分类及其物理性能（十四）,聚乙烯（PE）性能表,（8）聚氯乙烯 （PVC）聚氯乙烯树脂是白色或淡黄色的坚硬粉末，密度约1.40g/cm3，是热稳定性特别差的材料之一，最高连续使用温度在6580之间，有优异的耐化学腐蚀性和阻燃性，但PVC一般加有多种助剂，且助剂的品种和用量对材料的性能影响很大。PVC可分为硬PVC和软PVC，硬
22、PVC是不含增塑剂或含增塑剂不超过5%的PVC，而含增塑剂的PVC中增塑剂的加入量一般很大，故称软PVC。,23,塑料的分类及其物理性能（十五）,24,注塑生产的基础知识 （1）注塑成型工艺概况 （2）塑料的分类及其物理性能注塑缺陷原因分析与解决对策 （1）注塑件缺陷、校正及预防措施 （1.1）注塑件缺陷的分析 （1.2）注塑件缺陷的寻找 （1.3）注塑件缺陷的系统校正 （2）处理出错、校正问题的对策 （3）工艺控制中的难点与要点,目 录,注塑件缺陷的分析影响注塑件质量的主要要素：注塑机、模 具、材 料、注塑工艺。要解决塑件在注塑过程中发生的问题或它本身存在的缺陷，我们需要对聚合物、模具、注塑
23、机及加工设备有良好认识，并清楚明白整个注塑程序。所以，大部分注塑课程把校正缺陷学习放在最后这种技术不单讲求专门知识，亦需要时间和耐性。处理过的所有步骤都需记录在案，说不定若干时日同一问题又再出现，单凭记忆不可靠的。每个模塑操作人员都要记下自己碰到的问题和解决方法。记下这些资料，其它工人便不用胡乱猜测或进行冗长的实验，只要参考记录，就可跟进校正措施。,25,26,认识聚合物 认识注塑模具,解决塑件在注塑过程中发生的问题或它本身存在的缺陷的前提,（1）聚合物分结晶形态、无定形态。 结晶性材料：在适当的条件下能产生某种几何形态晶体结构的塑料。例如：（PE，PP，PA，POM，PBT） 无定形塑料：分
24、子形状和分子相互排列不程晶体结构而呈无序状的塑料。例如：（ABS，PC，PSF，PMMA，PS）,27,无定形塑料,结晶性材料,注塑件缺陷的分析（一）,（2）玻璃转化温度（Tg）/熔化温度（Tm）Tg=玻璃转化温度，Tm=熔化温度塑料的分子链活动是按照它们玻璃转化温度（Tg）来做活动的决定。,28,塑料温度在Tg以下分子链不能活动（塑料易碎）在活动的角度来看称它做死区。塑料温度在Tg以上分子链开始活动（塑料的无定形部分开始柔软，能够流动）。结晶形材料的分子链侧在Tm以上才能开始活动。,注塑件缺陷的分析（二）,玻璃转化温度（Tg）/熔化温度（Tm）,29,注塑件缺陷的分析（三）,（2）材料性能在
25、不同结晶度的表现：,30,注塑件缺陷的分析（四）,（3）注塑时候的表现、要求：,具体性能参数：,31,注塑件缺陷的分析（五）,32,认识聚合物 认识注塑模具,解决塑件在注塑过程中发生的问题或它本身存在的缺陷的前提,（1）填充的能力：熔融粘度大致主宰了塑料填充的能力。塑料的粘度会因熔融温度的升高而急速降低，提高熔融能大幅堤高塑料填充薄弱成品的能力，和加长流路的长度及模穴厚度，还有的是要保持较高的工模温度。另外影响填充的能力是模具上的流路阻碍和流向的突然改变。,33,注塑件缺陷的分析（六）,（2）浇口/流道设计：塑料模具常使用的浇口有很多类型，一般浇口如长方侧入浇口、潜式浇口、针形浇口和复杂的，如
26、环状浇口、薄片浇口、扇形浇口、隔膜浇口等在不同的塑料模具里亦有使用。长方侧入浇口的厚度或圆形浇口的直径应等于或略大于其成品厚度的二分之一以获得良好的填充及最小的收缩和最佳的机械特性。,34,注塑件缺陷的分析（七）,浇口/流道设计（一）,35,注塑件缺陷的分析（十）,浇口/流道设计（二）,36,注塑件缺陷的分析（十一）,（3）排气孔设计：,37,注塑件缺陷的分析（十二）,（4）收缩考虑 ：从塑料成型的注塑件，其尺寸跟所有热塑性的材料一样，仍然有一些因素会影响到塑件的尺寸稳定性。如果精密的公差为必要的话，那么这些因素便须予以考虑。这些因素分为：,38,模具温度 浇口尺寸 射出压力 成品厚度均匀程度
27、 熔融温度（Tm） 成品长度及崎岖程度 螺杆前进时间 冷却时间,注塑件缺陷的分析（十三）,（5）倒扣位置：,39,注塑件缺陷的分析（十四）,（6）控制技巧：,40,注塑件缺陷的分析（十五）,41,注塑生产的基础知识 （1）注塑成型工艺概况 （2）塑料的分类及其物理性能注塑缺陷原因分析与解决对策 （1）注塑件缺陷、校正及预防措施 （1.1）注塑件缺陷的分析 （1.2）注塑件缺陷的寻找 （1.3）注塑件缺陷的系统校正（2）处理出错、校正问题的对策 （3）工艺控制中的难点与要点,目 录,注塑件缺陷的寻找我们都渴望有一种具编辑性、系统化的方法对付注塑件缺陷，而且在现场，许多注塑者有他们自己的实际的操作
28、方法。这些操作方法很难用语言来表达，有些是靠经验所激发出来的灵感。要清楚地描述注塑件的缺陷，所有可能的起因都要检查。其影响也应算进去，而当起因得到确定时，应采取必要步骤减少并防止其再出现。有七点的策略值得学习： （1）给缺陷命名;（2）描述缺陷 ;（3）寻找缺陷的起因;（4）确定缺陷的影响;（5）确定责任在哪里; （6）采取行动避免缺陷;（6）采取步骤防止缺点再次出现。,42,（1）给缺陷命名：因为缺点有不同的名称。例如“泼测痕”、分别有“云母痕”、“银光”或“银光条纹”等不同的名称。故当决定使用那个名字后便不要再改变。（2）描述缺陷：描述缺陷时包括一个可能的起因。例如，“注塑不足”，即不完整
29、的注塑，可能描述为“模具的填充压力不足”或“填充模具的塑料不足”。当试用最简单的词语而不牵涉任何可能原因来描述，这是很有用的方法。用这种方法，我们在下一步寻找缺陷的起因时就不会抱有任何的成见或怀疑了。 （3）寻找缺陷的起因：这可能会是很长的过程，因为作为操作者需要考虑塑料、注塑机、模具的加工过程。下面是建议使用的指南：a）塑料。检查级别或类型，检查杂质，并确认它是否符合生产商的规格。如果这个缺陷在同一生产商的几批塑料或另一供应商的同样的塑料上都很明显，这说明塑料没有问题。视察回用料的效果，要特别注意它与同种新料的不同加工特性。b）机器。检查注塑机所有部份的功能，并考虑任何可能影响压力、温度、比
30、率和时间的因素。如果缺点是间歇性地出现，这通常暗示注塑机操作错误，例如一个不好的电热偶引起民的温度波动。如果缺陷出现在单一模具腔模具的同样位置，这暗示了问题的起因出在射料缸的装（如回流阀）或在注的控制调整上。c)模具。确定模具是恰当地安装的，而且处于正确的温度，并且所有的部份都在顺畅地运行。如果缺陷总是出现多模具腔模具的同一个或几个模腔内，那么缺陷通常出在进料系统（即服务于这些模腔的流道或浇口）。d)加工过程。检查压力、温度和时间是否按塑料供应商的推荐而设。如果模具用于另一注塑机时缺陷消失了，缺陷很可能是因为所用的加工条件与原机上生产的一致性的问题。如果另一人来操作注塑机时缺陷消失了，缺陷的出
31、现便可能是人为错误。应检查速度、注塑运作的管理及安全门开始和关闭和的停留时间。,43,注塑件缺陷的寻找（一）,44,（4）确定缺陷的影响：如果该注塑件缺陷使注塑件不能使用或无法卖出，这缺陷便一定要修改。如果只是微弱的影响，未必一定要完全地消除它。（5）确定责任在那里：这可能只是学术上的研究兴趣，但若缺陷再次出现，操作者、还有塑料、注塑机、模具和加工过程都需要被检讨。 （6）采取行动避免缺陷：不能采取适当的行动会产生低劣注塑件以及因此而给该项目的盈利带来破坏性影响。（7）采取步骤防止缺陷再次出现：把确认消除缺陷时的条件全部记录下来了。标明任何模具或注塑机的修理或更改，以及任何塑料的类型、级别或质
32、量的变化。如果再生塑料（即再用水口料），标明比例和质量测试要求。 总结：这些应付缺陷的步骤可能显得有些烦锁，但都需要把这七点全考虑进去，除非注塑件缺陷的优化，否则没有任何查找缺陷的方法是完美的。,注塑件缺陷的寻找（二）,45,注塑生产的基础知识 （1）注塑成型工艺概况 （2）塑料的分类及其物理性能注塑缺陷原因分析与解决对策 （1）注塑件缺陷、校正及预防措施 （1.1）注塑件缺陷的分析 （1.2）注塑件缺陷的寻找 （1.3）注塑件缺陷的系统校正 （2）处理出错、校正问题的对策 （3）工艺控制中的难点与要点,目 录,46,影响聚合物注塑过程的变数1、不受机器操作员控制的因素：影响注塑的变数很多，包
33、括：温度、压力、时间；机器的效率（螺杆设计）、放入添加剂的变数；不同成份对受控制动力的反应；聚合物本身及其份子重量的分布；机器操作员是否敏锐、技术是否精湛；部件的设计和构型，以及模具的设计和制造。另一个变数就是用家。用家可能要求部件有对立的特性，而这在技术上根本是不可能的譬如要求未完全充填/减少注塑时间的PE或尼龙的尺寸和公差为0.01mm；或要求透过模具冷却达到高生产力（周期极短），同时又要制造成品准确无误。这些要求和期望都是不合理的。2、操作员可以控制的变数：许多变数都可以受到控制，只视乎机器操作员或主管人员对注塑过程的技术、认识如何。这些变数包括温度、压力、时间、速度、机器保养维修、设备
34、管理、模具保养，最重要的，是耐性。每次检查、校正变数，必须一个接一个做，直至找到解决方法为止。,注塑件缺陷的系统校正（一）,47,（1）不受机器操作员控制的温度因素：（11）螺杆形状剪切压力（12）炉嘴设计（13）浇口流道与入水位（14）注塑件急、类的转弯位 （15）模具表面完工情况 （16）排气情况（2）受到操作员控制的温度因素：（21）螺杆阀门失灵（22）背压（23）检查阀门失灵（24）热量控制失灵（25）熔料流径中的障碍（26）停压、滞留时间周期（27）注塑速度 （3）温度对质素、生产力的影响（3.1）熔料温度过高（3.2）熔料温度太低（3.3）模具温度,1、温度对质量 生产力的影响：,
35、注塑件缺陷的系统校正（二）,48,（1）不受机器操作员控制的温度因素只要所有控制温度的成份正常运作，操作员应该能够调节温度以模塑出合乎要求的部件。为了有效利用温度，操作员必须清楚所有影响熔料温度的因数。（11）螺杆形状剪切应力：必须避免聚合物承受过度的剪切应力。螺杆形状的设计必须符合所用物料的特性，结晶形与无定形物料就已经不同。一般而言，L/D（长径比）比率为18：1至24：1的螺杆，其压缩率为2.0:1至2.5:1。,（12）炉嘴设计：若炉嘴呈流线型且光洁度较好，分流段亦很短，模孔够开放，就可减少剪应力， 让熔料畅通无阻地流动，避免热降解。重要的是承接座及熔融流径内不可有盲点。,注塑件缺陷的
36、系统校正（三）,49,（13）流道流动与入水位：适当的设计令聚合物熔料容易流动，不受阻碍，否则会受热过度。主径的锥度要好，磨光要好，表面要平滑，没有凹痕、凹纹，越短越好，避免磨擦生热。流道必须呈圆形或梯形、扁、方或半圆形的流道会减慢熔料的流速成。阀品位（分流梭）是流径中最受阻的部分，若这种障碍太大，就会生热，然后造成热降解。,注塑件缺陷的系统校正（四）,50,（14）急、尖的转弯位：注塑件上有急、尖的转弯位可产生巨大的磨擦，影响熔料温度。（15）模具表面情况：模具表面越平滑光亮，熔料便流动得越好，产生磨擦热力的机会也越低。（16）排气情况：若模具排气顺利，充填过程不需过大的压力便能完成。留意：
37、某些高弹性的物料碰到磨光理想的浇口、流道系统和模具时，会因为产生真空而令模塑部件点附一起。用到类似PVC的物料时，建议把模具、流道和浇口磨沙（略粗化）。,注塑件缺陷的系统校正（五）,51,（2）受到操作员控制的温度因素注塑操作工应学习如何分辨上一部份各类因素对温度的影响，然后报予给主管/工程师知道，以便进一步校正。 （21）螺杆转速：螺杆转速是产生足够剪切压力和磨擦力去影响熔融温度的重要因素。若螺杆转速太高，马上会产生热降解。 （22）背压：背压增加了对抗螺杆归位的力量，令螺杆恢复原来状态的速度减低，亦即延长了储料的滞留时间。螺杆要达到满足所要求的计量状态就要多些熔胶时间。,（23）检查阀门为
38、何失灵：检查阀门失灵，可能由于设计不佳或没有将阀门放置好，亦可能由于选用的阀门种类不适当，又或者检查阀门本身有裂缝或缺口。检查阀门可令熔料因摩擦而长身产生过热或燃烧。,注塑件缺陷的系统校正（六）,52,（24）热量控制器失灵：控制热力的成分会直接影响熔料温度，这是毋庸置的。如热量控制器失灵，错配热偶线或热偶线损坏。（25）熔料流径中的障碍：熔融流径中的障碍物可引致极大的磨擦热量，十分影响熔料温度。（26）停压、滞留时间周期：停压、滞留时间一定会影响熔料温度。带留时间加长熔料温度就会增加，相反亦然。滞留时间长，可能由于周期长、机器承受不起注射的重量或螺杆归位太慢等。（27）注塑速度：注射速度可引
39、致剪切压力、磨擦热力过高，影响熔料温度尤其在流道、入水位这些有所限制的地方。,注塑件缺陷的系统校正（七）,53,（3）温度对质素、生产力的影响（31）熔料温度过高：会引致燃烧、热降解，分子链受破坏，影响成品的机械强度特性。粘度受温度影响。在高温下，熔料粘度下降，所以在分界线溢出模具表面。有时粘度未必低至令熔料溢出模具，但模具会受到太大的枕压，最终会影响模塑件的重量。若模具因熔料温度高而枕压过度，可以预计，部件会更牢固地粘附着模具。碰到急、尖的转弯位或小的，尤其有厚/薄的部分时，这种情况更普遍。那么，模塑件多数不能符合规定尺寸。颜色转变与聚合物或添加剂变黄有关，所以令模塑胶的颜色受到影响。另一原
40、因是染料本身发生热降解，然后失去光泽或暗色。最近，对热稳定性无机色素的毒性限制（如镉色素），令这情况更为常见。沉积于模具表面的挥发物或单体会令模塑件看来颜色暗淡，若超过了某个加工温度，许多沸点低的添加剂会挥发进而分解而沉积。挥发物也会凝结，阻碍了排气通道。熔料温度越高，冷却时间就越多，周期便越长。熔料温度越高，凹痕越容易出现一尤其当部件设计有厚薄之分的时候。高温会令厚身部分的核心延迟固化，使它冷却时没有保压，所以可能导致凹痕或空隙。温升会减低聚合物的粘度，令炉嘴发生滴漏。若所用聚合物的加工窗口很窄，这情况更明显。温度太高，再加上入水位的限制和注塑速度太快，熔料便会断裂，产生漩纹，入水位亦出现瑕
41、疵。,注塑件缺陷的系统校正（八）,54,（32）熔料温度过低：若前进中的熔料前线太早冷却、固化，就会出现注塑短射或充填不足的现象。太早冷却，通常会有流纹，令熔料搏动，产生“水波痕”。若塑胶熔料在液态价段受压而压向模具表面，就会复制模具表面的形状。若熔料的热含量低（当熔融温度低的时候），它会在复制模具表面形状之前开始固化，所以复制模具表面的能力就降低。若有两条或以上的熔料前线相遇，没有完全溶和或约有10度之温差时，焊线就会变得弱。熔和过程是温度、压力和速度的结合。若熔料太冷，聚合物就不能完全结晶（指结晶聚合物）。这种不完整的结晶度可引致收缩、过了收缩价段才收缩，及变形等问题。某些物理、机械特性也
42、会减弱和受损。熔料温度低，便会冷却得快，这可防止分子结构构散，但也因此存积了一些多余压力不能散去。另外，较冷的熔料，粘度亦较高，需要多些压力才能充填部件，这又会令它冷却后的剩余压力大了。熔料低，粘度便低，要用较高的速度和较大的压力才能将模具完全充填。这种极端的加工环境对模具和机器不利，令它们磨损和裂化。熔料温度低，注塑件枕压就不那么容易，可能令部件枕压不足，尺寸不够准确，机械特性较差。,注塑件缺陷的系统校正（九）,55,（33）模具温度：为了帮助熔料流动而将它加热，就要冒着降解的风险。这些热或其中一部分可传递给钢模具。热的模具令聚合物熔料流动得更好，但也令冷却时间加长，延长了周期。模具的表面温
43、度太高，会延误模具塑件的冷却、固化时间，影响顶出塑件的工作，加长了周期。由于熔料的粘度降低，充填模具时速度快了，可能引致枕压过多和溢料。若熔料的流动速度快过模具排出空气的速度，就会把空气困住。这情况在高速注塑时特别容易发生。形成凹痕、空隙，是因为入水位固化后，厚身部分仍处于液态价段，需在没有保压的状态下冷却。相反，若模具的表面温度太低，会发生其它更严重的问题。熔料来源在完成充填模具之前冷却、固化。部件出现流纹。过早完全充填模具通常需要较高的压力和速度，结果会提高剩余压力。成品表面效果不理想，可能因为熔料在完成复制模具的表面前就开始固化。熔接线明显，没有完全熔和。结晶聚合物未完全结晶，导致收缩及
44、其它特性表面的问题。,（3.4）模具温度总结：【高温】 【低温】顶出不佳 填充不足枕压过度 流纹溢料 应力高周期过长 成品表面效果不理想 凹痕（缩水） 溶接线弱（夹纹）困着空气 结晶度低,注塑件缺陷的系统校正（十）,56,（1）注塑成形包含的几种压力：（11）注射压力第一阶段（12）保压（13）背压（14）合模压力 （15）顶出压力（2）影响压力的因素：（21）注塑压力（22）背压（23）保压（24）合模压力,2、压力对质量 生产力的影响：,注塑件缺陷的系统校正（十一）,57,（1）注塑成型包含的几种压力 （11）注塑压力/模腔压力：注塑压力从炮筒推出物料，令它通过炉嘴、喷嘴、流道及入水位，进
45、入模具，当里面充满聚合物时，这种力量会演变成模腔压力，就是第一阶段压力（充填压力）。（12）保压压力：保压压力比注塑压力低。聚合物可被压缩，所以压力会减少。冷却时施以保压，是为了防止物在入水位固化前流出模腔之外。同时这种压力可以从射胶余量抽取额外物料，补充冷却时收缩的部份。,注塑件缺陷的系统校正（十二）,58,（13）背压：背压是在螺杆回程/归位时施加的压力，螺杆在旋转运动中，熔融的塑料由于螺杆侧壁的作用，往前运动，塑料受到不断的挤压充实。反之它也同时给予螺杆侧壁向后的力，致使螺杆后退.背压逼令螺杆归位时速度放慢，塑料受到不断的挤压充实，将螺杆进料段内塑料粒状之间的空气挤走，同时将熔融聚合物混
46、合、熔塑得更好、更一致。（14）合模压力：模压力是施加在活动台板上的压力，可令模具受到注塑压力时保持阀门合模压力必须比注塑压力大，否则模具会打开。 （15）顶出压力：用不同的力量推动顶杆，它就可以对模塑件脱离所需要顶出的部位施加压力。但若这种压力太大，顶杆会在部件上留下不可接受的痕迹（顶针痕），有时顶杆甚至穿透部件形成孔、洞等。,注塑件缺陷的系统校正（十三）,59,（2）影响压力的因素影响压力的因素多不胜数。增加注射压力的主要原因是模具充填，这要视乎部件形状、模具制造和聚合物的流变特性（是否容易流动）。选择正确的加工参数和模具温度可减轻调校压力的工作在考虑所有相关变数后，应可找到平衡点。但这要
47、看负责制造模具的人的知识、技术经验是否到家了。（2.1）注塑压力：若注塑压力太高，模具会枕压过度，分界线亦会出现溢料。当压力太大时，模塑件内的剩余应力会很高。注塑压力过低会令模具充填不足（注塑短射）。塑件成品的表面与模具表面不一样。低压不能令两条对立的熔料夹线完全熔合。若塑件的枕压不佳，就会出现凹痕。 （2.2）背压：背压的目的是以一种对抗力量驱逐之间的空气，使它们通过进料口/机器的喉咙部分排出去。但若空气走不了，去到螺杆压缩部分之后，就会被困部件之内，变成气泡。背压令物料有多一些功效，改善了熔料的分布和一致性。背压太高会延误螺杆归位，最后它会不停转动，直至物料降解为止。另一方面，没有背压或背
48、压过低，就会出现气泡，熔料分布不佳、不一致。,注塑件缺陷的系统校正（十四）,60,（2.3）保压：保压在注塑成型的过程中有很多功能。它令熔料冷却、收缩时留在模腔内，补充部件因收缩减少的体积，使之达到预定的尺寸和重量。若保压的压力太大，部件内的应力会相继增大，各部分的收缩幅度也会不同。若保压的压力太小，熔融塑料会流走、倒流，亦会产生凹痕和空隙。施加保压，应在熔料冷却时进行，当时入水位仍属熔融液态，未曾固化。若在入水位冷却、固化前就停止保压，则所有因为“没有”保压而引致的问题都会出现。但若入水位固化后仍施加保压，便是浪费能源和周期时间。入水位固化后就应停止保压。压力不会通过固化聚合物传送。保压对塑
49、件的收缩很重要，所以，如果保压的压力和时间不适当，就不能容忍公差。（2.4）合模压力：当聚合物熔料被注入模具时，另一个保持具关闭的必然压力就是合模压力，它也是可以调整的。合模压力是机器内最大的压力，无论何时，它都必须大于注塑压力。注塑成型的机器就是用合模压力的吨数分级。高的合模压力对哥林柱十分不利，而且会令模具排气通道变扁或阻塞。低的合模压力令分界线出现溢料，模具所受的枕压亦会过 。（注：合模压力要通过正确的计算才可应用。）,注塑件缺陷的系统校正（十五）,61,（1）滞留时间（2）注塑时间（3）保压时间（4）冷却时间（5）模具开启/关闭时间（6）螺杆归位时间（7）整体周期时间（8）时间对质素、
50、生产力的影响,3、时间对质量 生产力的影响：,注塑件缺陷的系统校正（十六）,62,时间包含了速度，因为速度与时间成正比。 注塑时间指熔料将模腔添满的时间，也就是聚合物流动、充填模具的速度。 第二阶段是将模具内的熔料枕压，直至入水位冷却，其间所需的时间称为保压时间。模具开/合的速度、顶出等控制着周期时间，亦即控制了加工程序的生产力和模塑件的成本。（1）滞留时间：物料由进料口进入模塑炮筒，然后转去模腔，它在炮筒内逗留的时间，称为滞留时间。物料在此时间内受热，若时间太长，会出现热降解。停留炮筒多久？这要视乎整体周期时间，和机器注射容量与注射模塑部件的重量比率。若用80（OZ盎司）安士的模塑机器注射，每个注射为4安士，则物料会在炮筒内停留的时间，相当于20个注射，也就是20个周期。若周期为30秒，那么物料的受热时间是10分钟（20个周期1/2=10分钟）。若是这样，物料多数会燃烧。 （2）注塑时间：为了缩短周期，让聚合物仍是液态时（未开始固化前）充填模具，注塑时间应该尽量快。,
