注塑成型注塑成型工艺培训课件

樹脂種類
成型法
熱加塑性 (Thermo Plastics)
- 壓出成型 (Extrusion) - 壓縮成型 (Compression Molding) - 真空成型 (Vacuum/Thermo Foaming) - 中空成型 (Blow Molding) - 注塑發泡 (Injection Thermo Foaming) - Gas注塑 (Gas Assist Injection) - ICM (Injection Compression Molding)
; Hopper Dryer (除濕)/ Oven & Convection Dryer(熱風) - Robot & Stocker - 混合機 (Mixer) - 粉碎機 (Crusher) - 其他
Ⅲ. 注塑成型條件
■ 流動 理論
1. 噴泉流動 (fountain flow)
一般的注塑產品是壁厚薄的平板產品. 平板產品的定義是厚度在 3~4mm 以下，寬度為厚度 5倍的產品. 在這種 CAVITY 內 樹脂流動 時在模具上產生固化層形成 分水狀模樣 前進. 根據這種原理在 前端的計量樹脂形成 產品的表面部位，後端的計量樹脂填充產品的中央部位 .
Nozzle Screw Cylinder
Shutter
Controller 油유壓압Motor
型開 Stroke 調整裝置
Heater Cover Purge Cover
油壓控制裝置
電氣控制裝置
Frame
油壓 Oil Level Gauge 壓力 Gauge
Ⅱ. 注塑成型機
■ Frame
設置形體（鎖模力）,注塑,油壓,電氣裝置的基礎部位 形體（鎖模）,注塑一般在Frame上面放置,油壓和電氣控制部在Frame內部, 內裝油壓機器的一部分(板操作側）設置在 Frame外部.
寬度 (w) 厚度 (t) (a) 平板 MODEL
主要成型影響因素
固化層
Melt
(b) FOUNTAIN FLOW
Ⅲ. 注塑成型條件
■ 流動 理論
2. 剪斷變形率 和 摩擦熱量
前端變形跟產品的厚度，注塑速度有關係. 注塑速度快時，壁厚薄時 前端變形大排象性增大 . 還有在固化層和流動層分介面上變形最大.
機械式安全裝置
形體（鎖模）Cylinder Cross Head
Tie-Bar
固定Die Plate
模具
Ⅱ. 注塑成型機
■ 注塑機的構造和名稱
形體(鎖模형）체 Cylinder
形體（鎖模）部
이 移동 動반 板
Toggle Link Ejector
Tie-Bar 안安전全문門
고固정定반板
注塑部
Hopper
8 . 最小模具厚度 : 表示能安裝的最小模具厚度比這個小的模具不能安裝. 9 . Ejector 距離 : 表示取出 成型品時的ejector的動作距離.
Ⅱ. 注塑成型機
■ 注塑機周邊附帶設備
- 模具溫度調整機(Mold Temperature Controller) - 原料自動移送裝置(Auto Feeding System) - 原料 Tank/容器 (Silo/Hopper) - 原料乾燥機
熱硬化性 (Thermo-set)
- 壓出成型 (Compression Molding) - SMC (Sheet Molding Compound) - 移送成型 (Resin Transfer Molding) - FRP (Fiber Reinforced Plastic) - RIM (Reaction Injection Molding)
◆ 垂直型
Ⅱ. 注塑成型機
<形體（鎖模）方式分類> ◆ 直壓式的構造
形體（鎖模）Cylinder
稼動 Die-platen
形體（鎖模）油壓Hose
油壓 推杆
Ⅱ. 注塑成型機
◆ 曲臂式(Toggle)的構造
移動Die Plate
Ejector Cylinder Tail Stock
型後調整裝置
Toggle Link
Ⅱ. 注塑成型機
③ 形體（鎖模） Cylinder - 模具在開閉時,發生形體力的油壓Cylinder 直壓式 : Piston直接結合到可動板 Toggle式 : 通過Toggle Link的構造,可增加力量
④ 模具厚度調整裝置 - 直壓式的原理上，不需要模具厚度調整裝置 ※ 但, 調整0點時需要 - Toggle式,因需要按模具厚度來調整形體（鎖模）裝置,才能得到 形體力，因此需要厚度調整裝置
■ 形體（鎖模）裝置(Clamping Unit)
在注塑時用強力來維持模具,防止模具發生推動的裝置
<形體裝置的構成>
① 固定板,可動板(型板, Die Platen) - 固定板, 可動板所構成 - 固定板固定在Frame上, 可動板隨著Tie-bar開閉模具
② Tie-bar - 支持型板,在模具開閉動作時，發揮Guide功能 - 在Toggle式,通過Tie-bar的伸張引起的彈性恢復力而發生形體（鎖模）力。
⑤ Ejector - 注塑後，從模具突出成型品的裝置
⑥ 安全門 - 考慮作業者的安全和防止受傷,和注塑機的動作進行設定Inter Lock : 後門一般是作業者的死角,通常和Power連接進行Open時Power Off
Ⅱ. 注塑成型機
<形體（鎖模）裝置的種類>
- 一般直壓式和Toggle式最為代表, 也有移送用Toggle,最終形體力用 直壓式的複合式,還有最近開發的2Plate工法的DIMA式。
低速注塑 高速注塑
(a) Shear rate
摩擦熱量
損失熱量
流動前端 溫度下降
(b) Temperature
流動前端 溫度上升
(c) Slow filling
(d) Fast filling
Ⅲ. 注塑成型條件
■ 流動 理論
3. 注塑壓力
壓力是 熔融樹脂 克服流動 阻力的 原動力. 當螺杆 達到 保壓轉換點的時候 螺杆前段的 壓力叫注塑壓力. 用比注塑成型機的最大注塑壓力小的壓力充滿型腔(cavity)端點為止.要不然會有可能發生未成型. 一般考慮安全率,模具設 計及注塑成型條件設定的時候 注塑壓力在注塑成型機最大注塑壓力的80%以下
Ⅱ. 注塑成型機
■ 注塑機 選定方法
1. 鎖模力 : 根據產品的大小決定 鎖模力.
平均有效壓力(300~1000kg/㎠)
鎖模力 = P * A
投影面積(計算 型開閉 方向 面積)
2. 最大注塑量 : 表示能注塑的最大重量 (oz,g) . 雖然根據樹脂的比重有所差距,但是一般都以PS為基準. (最佳注塑量為 最大注塑量的 30~80%)
根據樹脂的材料，比熱，熱導電率，粘度等等都會有很大不同.根據溫度的變化，粘度變化大的材料 (PC, PMMA)有較小的U型弧度，但是沒有那種屬性的材料 (PP, ABS)有較大的U型弧度. 所以有的材料對注塑速度 敏感， 有的材料則不敏感.
樹脂別
熱硬化性(Thermo-set) /熱加塑性(Thermo-plastics)
Multi Components 一般(1種)/Insert 注塑/多種材料注塑
驅動方式
油壓式(Hydraulic) / 電動式(Electricity)
其他
Ⅱ. 注塑成型機
<形態別的機種分類>
◆ 水準型
◆ Insert專用
Ⅱ. 注塑成型機
5 . 格林柱 間距: 根據模具大小檢討是否能裝載，還得確認模具的油壓型腔或設置固定 的空間是否足夠.
橫向
豎
適合裝載的模具大小
向
6 . 可塑化能力: 可塑化能力是 對於每段時間樹脂能可塑化的性能 大容量 成型品必須檢討.
Ⅱ. 注塑成型機
7 . 型開閉距離 : 確保取出產品的空間雖然需要產品長度的2倍 但是在三段模具的時候需要兩倍以上的距離.
■ 在熱加塑性Plastic的成型加工方法中,目前最為一般，最發展的成型技法.
■ 注塑成型(射出成形)的 3大 要素 - 樹脂,模具,注塑成型機
樹脂
模具
注塑成型機
Ⅰ. 注塑成型概論
Ⅰ. 注塑成型概論 注塑過程: 合模→注塑→保壓→冷卻(塑化) →開模→脫模
Ⅰ. 注塑成型概論
■ Plastic的成型加工法
其他
Ⅱ. 注塑成型機
Ⅱ. 注塑成型機 (Injection Molding Machine)
Ⅱ. 注塑成型機
■ 注塑成型機的區分
區分方法
區分內容
形態別
水準型(Horizontal)/ 垂直型(Vertical) Flinger型 / 垂直水準型 /特殊注塑
形體方式（鎖模）
直壓式(Direct) / 曲臂式(Toggle) / DIMA式 / Tie-bar less式
流動前端
Injection Pressure
壓力加強量 (30~50%)
料把
流道
GATE
Flow Length
成型內壓
CAVITY
Ⅲ. 注塑成型條件
■ 流動 理論
4. 注塑速度 (Fill time)
對於 注塑速度的 注塑壓力 呈現U弧度. 注塑速度慢的話,比起發生熱 熱損失更大， 流動溫度下降，粘度增加， 固 化層 厚度增大，所以流動阻力大，注塑壓力增大.
120 0
10 0 0
注塑 壓力 = 注塑力 / 螺杆 斷面積
螺杆 的 直徑 800
60 0
ΠD²
40 0
20 0
4
0
240 0 ( 40 )
190 0 ( 45) 180 0 ( 40 ) 1550 ( 50 ) 140 0 ( 45) 1150 ( 50 )
10 20 30 40 50 60 70 8 0 90 99.9 % 16 32 4 8 64 80 96 112 128 144 160 ba r
相反 注塑速度快的話流動溫度會上升，粘度減小，固化層的厚度會變小,但是固化層和流動層之間的摩擦阻力會大 大增加 ，反而會使注塑壓力增大. Caviti內的流動速度一定時，注塑壓力最小.
摩擦熱量
損失熱量
流動前端 溫度下降
流動前端 溫度上升
Low Speed
High Speed
流動前端 一定溫度
Optimum Speed
前端變形大時在分介面上產生摩擦熱量.一般轉入到模具的樹脂由冷模具呈現出溫度下降的傾向,但是注塑速度 在 特定速度以上的話 減少跟模具的接觸時間 熱損失少， 根據剪斷變形率增加 摩擦熱量也發生增加 樹脂的流動線段 溫度保存 或者 上升.此外 固化層厚度 是注塑速度越慢 模具的損失熱增加， 固化層的厚度也增加.
最大注塑量 = 螺杆 截面積 * 最大計量距離 * 樹脂的比重
Ⅱ. 注塑成型機
3. 注塑壓力: 注塑成型機能射出的最大樹脂的壓力.(設計 基準2000 kg/㎠)
bar
最大系統壓力
260 0
240 0
注塑力 = P * A
220 0
20 0 0
180 0
注塑ram Βιβλιοθήκη Baidu面積 160 0
140 0
Ton,kg/㎠ 表示
2014.吳春益
注塑成型目錄
Br
Br
O
Br Br
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Br Br
Br
Br
Br
Ⅰ. 注塑成型概論 Ⅱ. 注塑成型機 Ⅲ. 注塑成型條件 Ⅳ.注塑成型的不良類型分析 附録: Plastic的成型加工法
Ⅰ. 注塑成型概論
Ⅰ. 注塑成型(射出成形)是什麼?
■ 原理 - 加熱而成熔融狀態的Plastic材料,通過施加壓力，注入到封閉的模具 空間內，通過在模具內的冷卻和固化,製造出與模具形象同樣形態的方法.
① 直壓式 - 型開閉速度慢 (∵Cylinder Size 大) -一直維持同樣的形體力 - 易於把握形體力（鎖模力） - 形體力發生的時間長
② Toggle式 - Energy效率高,可進行輕量化 - 可進行Hi-Cycle成型(高速型開閉) - 難於正確確認形體力（鎖模力） - Tie-bar的伸張和彈性恢復會發生形體力,因此必要設定模具厚度
統一的注塑成型機上一般能裝三種不同直徑螺杆， 根據成型品選定.
Ⅱ. 注塑成型機
4 . 最大注塑速度 : 注塑成型機的最大注塑速度(mm/sec)
用 m³/sec表示
最大注塑速度 = 注塑率 / 螺杆 斷面積 ΠD² 4
螺杆 的直徑
最大注塑速度影響產品的外觀(熔接線(weld), 流痕(flow mark) 等) 選注塑成型機的時候要確認。要是成型機大的話，最大速度變小。
( Mpa )
最
成型區間
大
射
出
壓
力
注塑機 最大注塑壓力
最佳注塑速度區間 Fill time( sec )
Ⅲ. 注塑成型條件
■ 流動 理論
4 -1. 最佳注塑速度
最佳的注塑速度是，在給出的條件下使注塑壓力最小化. 根據型腔的厚度注塑速度也應不同.薄的比厚的有效流動 斷面較小，所以要增加注塑速度 提高全段變形率，增加摩擦變形力，才能使流動溫度穩定，使注塑壓力減小.