注射成型基础知识

Injection Molding variables
Barrel Unit The Reciprocating Screw 加料
冷卻固化
產品冷卻固化而脫模后 又不致於發生變形.
常用塑膠特性(1)
• ★PC★
• 一. 性能: • 無嗅,無味,無毒,透明的無定形塑膠.能在-16~130℃下長期使用,熱變形溫度為
• 半結晶性 Semi-crystalline • 冷卻時分子鏈結構會壓縮， • 加熱後變成非結晶性
成型條件(成型五大要素)
1.溫度(乾燥溫度、料溫、模溫) 2.速度(注射速度、熔膠速度) 3.壓力(射壓、背壓、鎖模壓力、保壓) 4.位置(計量行程、射出行程、鬆退量、緩
衝量) 5.時間(周期、冷卻時間、保壓時間、射出
85 ℃
1-4 Hours
140 ℃
2-4 Hours
120-140 ℃ 2-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Hours
80
2-4 Hours
70
1-2 Hours
含水率 <200ppm
常用塑膠的射出成形溫度
• PC • PC/ABS • ABS • PVC • HIPS
270~300 ℃ 230~270 ℃ 200~250 ℃ 160~190 ℃ 190~230 ℃
注射成型基础知识
Injection Molding Plastic
塑料類型
材料 塑料(高分子)
熱固性
工程
熱塑性
通用
無定型 PC ABS MPPO PEI
結晶性 PPS PET POM PA
無定型
PMMA PS PVC
結晶性
PE PP
Injection Molding Material
• 無定型性 Amorphous • 在成型過程中分子鏈的結構不變
Cushion (3~5mm)
缓冲垫
保压
Packing Pressure
壓縮保壓
模腔填滿塑膠后,繼續施加於 模腔塑膠上的注射壓力.
Injection Molding Variables
Cushion 缓冲垫
Material remaining in barrel when the ejection phase is completed.
• 二. 成型工藝性 • PA是具有自潤滑結構的結晶形高分子,產品极其耐磨,但是PA的吸水
性很大,對產品的尺寸影響很大.
• 三. 注意事項: • 原料的水分控制要在定範圍之內.PA成型前水分很大時,做出產品會因
為失去水分尺寸收縮很大;含水量太少時,產品在以后的應用中會因吸水 而影響產品尺寸的穩定性.
熔融區 加料區 料筒
Force, Torque From
Injection Unit
来自注塑单元 的力和力矩
Injection Molding Equipment
•Barrel Unit •The Reciprocating Screw
Shot
出量
回转力矩
和背压
Rotation and Back Pressure
T -溫度 描述塑膠如何隨著壓力及
Pressure Increases
Specific Volume
溫度的變化而發生體積上
的變化在充填及保壓的階
段，塑膠隨著壓力的增加
而膨脹.在冷卻的階段，塑
膠隨著溫度的降低而收縮
Temperature
常用塑膠的干燥溫度
• PC/ABS • ABS • PC • PVC • HIPS • ＰＭＭＡ • ＰＯＭ • ＰＥＴ • ＰＢＴ • ＰＡ６６ • ＰＰ • 干燥效果
80 ℃
2-4 Hours
80 ℃
2-4 Hour
120 ℃
3-4 Hours
70 ℃
2 Hours
70 ℃
2 Hour
70-100 ℃ 2-3 Hours
Screw Rotation Feeds and Shears Material Into a Melt. Melt Collects Into
Front of Barrel, Forcing Screw Back
通过螺杆回转，熔体聚集于料筒前 部，反作用力使螺杆后退。
熔化混合
Injection Molding Equipment
常用塑膠特性(6)
• ★POM★(塑鋼)
• 一. 性能 • 乳白色不透明的結晶性聚合物.密度1.42g/cm^3.開聚型熔點175℃.
分解溫度235~240℃.具有優良的染色性能,強度,剛度 耐衝擊強度,抗蠕 變性能,耐疲勞性,尺寸穩定,吸濕性小,能在85 ℃水中長期使用.耐化學,耐 油,使用溫度範圍廣,可在-40~100℃間長期使用.是一種性能優良的工程 塑料, • 二. 成型工藝性 • POM是一種密度,高結晶的線性高分子,它是一種自潤滑材料.POM的 機械性能在工程塑料中最接近金屬,尺寸穩定性好,耐水,油,耐化學試劑. 具有優良的耐磨性能,是較理想的代替銅,錫等有色金屬等有色金屬的工 程塑料. • 三. 注意事項 • 由於POM是一種高度結晶的線性高分子,因此,成型后產品成型收縮率 很大,並且在不同的方向上材料的收縮率不同的. •
噴泉流區域 Fountain Flow Region
Injection Molding Process
Injection Flow 熔融流動
塑膠的黏度
定義: 流動時的抵抗力 黏度會隨著剪切率或是溫度的提高而降低
Material Water Polymer Glass
Viscosity 10-1 10 10,000 1020
常用塑膠特性(4)
• ★PMMA★(亞克力)
• 一. 性能 • 高透明無定形熱塑性材料.透光率達90~92,優於硅玻璃.密度
1.18g/cm^3,為硅玻璃的1/2.熱分解溫度200℃以上.耐稀酸,鹼,油脂 等化學藥品.不溶於,水等,溶於芳烴,氯代烴,酮類等有機溶劑.具有良 的強度,耐氣候性和絕緣性.易於機械加工,熱塑成型和用溶齊粘合.但 表面耐磨性,差易擦傷,耐熱性較低. • 二. 成型工藝性: • PMMA的流動性很差,對溫度敏感,加工時對溫度的控制應注意. • 易於采用較低的溫度. • 三. 注意事項: • PMMA是聚酯類,成型前應嚴格的干燥.
注过程结束后，残于料筒前
端的熔体
The injection molding process
should allow a cushion to provide
sufficient packing pressure in the
Cushion (3~5mm) mold
缓冲垫
注过程必须要有缓冲垫以保证
有效的保压
常用塑膠特性(2)
• ★ABS★
• 一. 性能 • 微黃色的顆粒或珠狀樹脂.無毒,無味.熔融溫度為217~237℃,熱分
解溫度大于250℃,密度1.03~1.07/^3,溶於醛,酮,酯及某些氯化烴中, 不溶於大部分醇類和烴類溶齊.耐水,無機鹽,酸和鹼.易於成型和機械 加工.具有優良的物理機械性能和低溫抗衝擊性,電性能,耐磨性,尺寸 穩定性,耐化學性,染色性等. • 二. 成型工藝性 • ABS的多功能性來源於其三種組成單體丙烯脯,丁二烯,苯乙烯.A代 表丙烯脯提供抗化學性和穩定性;B代表丁二烯,提供韌性和衝擊性 能;S代表苯乙烯,提供剛性和加工性能.ABS具有優良的流動性能和良 好的綜合性能. • 三. 注意事項 • CHEIL ABS 挥发性气体就多，DOW ABS 光泽更暗
常用塑膠特性(5)
• ★PA★(尼龍)(PA6,PA66)
• 一. 性能 • 半透明或不透明乳白色結晶形聚合物,具有可塑性.密度1.15g/cm^.熔
點252℃.脆化點溫度-30℃.熱分解溫度大於350℃,連續耐熱80~120℃. 平衡吸水率2.5%.能耐酸,鹼,大多數無機鹽水溶液,鹵代烷,烴類,酯類,酮類 等腐蝕,但易於溶苯酚,甲酸等极性溶劑.具有優良的耐磨性,自潤滑性,機 械強度較高.但吸水性較大,因而尺雨穩定性較差.
130~140℃ ,玻璃化溫度149℃ .熱分解溫度大于310℃ .成型收率為0.5~0.6%.透 光率90%以上.對酸性及油類介質穩定,但不耐胺,酮等介質. • 透明度好,僅次于PMMA,剛硬且沖擊韌性好,工程塑料中韌性最好,尺寸穩定性 好,耐熱性好,耐蠕變,90%左右,電器性能好,适合作絕緣材料 • 二. 成型工藝性: • PC由於含有強极性基團,它對水分很靈敏,當 PC中含有极少量水分時,輕者會 在產品上形成銀絲,嚴重時在高溫高壓下水分就會和PC發生降解反應,使塑膠的 分子量大的降低,進而使塑膠的性能受到很大的影響,做出的產品很脆.因此,PC在 成型前要嚴格的干燥. • PC塑膠的分子鏈的剛性大,容易形成應力集中,同時由于 PC料對溫度不是太敏 感,成型時可以采用較高的溫度和較小的壓力. • 三. 注意事項: • 干燥時在嚴格的干燥,以保証其中的水分的含量在要求的標準之下.成型的時 候要注意PC的熔體粘度比較大.
Viscosity (Pa-s)
High resistance to flow
Low resistance to flow
Increasing temperature
Shear Rate (1/s)
PVT 特性
P -壓力
2-domain Tait PVT model available
V -比容
常用塑膠特性(7)
• ★HIPS★
• 一. 性能 • 乳白色不透明顆粒.密度為1.05g/cm^3.熔融溫度150~180℃.熱分解
溫度300℃.溶於芳香烴,氯化烴,酮類(除爾酮外)和酯類.能耐許多礦物油, 有機酸,鹼,鹽,低級醇及其水溶液,不耐沸水.HIPS是最便宜的工程塑料之 一,和ABS,PC/ABS,PC相比,材料的光澤性比較的差,綜合性能也相對差一 些. • 二. 成型工藝性: • HIPS是由PS加丁二烯改性而成的,因為PS的衝擊強度很低,做出的產 品很脆,而丁二烯的韌性很好,加入丁二烯后可使PS的衝擊性能提高2~3 倍.盡管HIPS的衝擊強度比PS的衝擊強度高出很多,但其綜合性能還是不 如ABS,PC/ABS等. • 三. 注意事項: • HIPS的衝擊性能在工程塑料中是比較低的,因此,我們在使用次料是應 注意對材料的衝擊性能的檢驗.
塑件常用塑膠的成型收縮率
• PC • PC/ABS • ABS • PVC • HIPS • SAN
0.5~0.7% 0.4~0.6% 0.4~0.6% 0.2~0.5% 0.3~0.5% 0.3~0.7%
塑膠的流動模式
凝固層 Frozen Layer
模具 Mold Wall
熔融塑膠
模具 Mold Wall
常用塑膠特性(3)
• ★PC/ABS★(合金)
• 一. 性能 • 密 度 1 . 1 8 g/cm^3 右 左 , 玻 璃 化 轉 變 溫 度 1 3 0 ℃ , 熔 融 溫 度
230~270℃,PC/ABS具有較高的衝擊強度,剛性很好的耐熱性,優良的尺寸 穩定性,良好的光穩定性,低的成型收縮率,良好的成型性能. • 由 于 PC/ABS 是 ABS 和 PC 混 合 而 成 的 , PC 的 含 量 占 8 0 % 以 上 . 因 此,PC/ABS不但具有PC的優良的韌性,极佳的光澤性,還具有ABS優良的 加工性能.流動性也優于PC,另外由于PC良好的耐燃性能,PC/ABS具有 ABS所沒有耐燃性能. • 二.成型工藝性: • PC/ABS的熔體粘度相對來說小于PC,其流動性能比PC要好,成型加工 時相對容易一些.PC/ABS的低翹曲,低收縮率和尺寸穩性,PC/ABS原料做 出的產品的尺寸穩定性比較的高,產品也不易變形, • 二. 注意事項: • PC/ABS由于其中含有的PC的含量很高,成型前要經嚴格的干燥.
時間、熔膠時間、干燥時間)
Injection Molding Equipment
Barrel Unit The Reciprocating Screw
料筒组件
Screw 螺
杆
加热
Heating Coils
料斗
Hopper
回转式螺杆
加料口
(Filling) Throat
Nozzle
喷嘴
計量區
Barrel
•Barrel Unit •The Reciprocating Screw
Shot
注射压力
Injection Pressure
流動射出
在一定壓力,速度下熔體從噴嘴 流道 澆口 型腔 的充填成型過程
Injection Molding Equipment
• Barrel Unit • The Reciprocating Screw