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  設定注塑工藝時應考慮的塑料物性

塑膠射出

  一收縮率

  影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下:

  1、塑料品種:熱塑性塑料成型過程中由於塑膠加工存在結晶化形成的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘余應力大,分子取向性強等因素,因此熱塑性塑料收縮率較大,收縮率範圍寬、方向性明顯,另外成型後的收縮、退火或調濕處理後的收縮率一般也比較大。

  2、塑件特性:成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由於塑料的導熱性差,使塑件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。

  3、進料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時間。

  4、成型條件:模具溫度高,熔融料冷卻慢、收縮大,尤其是結晶料因結晶度高,體積變化大,故收縮更大。另外,保壓壓力及保壓時間對收縮也影響較大,壓力大、時間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高,熔融料粘度差小,層間剪切應力小,脫模後彈性回跳大,故收縮也會減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間等諸多因素可適當改變塑件收縮情況。

  二、流動性

  1、熱塑性塑料流動性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、表現粘度及流動比(塑膠零件流程長度/塑件壁厚)等一系列指數進行分析。分子量小,分子量分布寬,分子結構規整性差,熔融指數高、流動長度長、表現粘度小,流動比大的則流動性就好。

  常用塑料的流動性分為三類:

  1)流動性好PA、PE、PS、PP等;

  2)流動性中等聚苯乙烯系列樹脂(如ABS、AS)、PMMA、POM;

  3)流動性差PC、硬質PVC。

  2、各種塑料的流動性也因成型工藝條件而有所變化,主要影響的因素有如下幾點:

  1)溫度:料溫高則流動性增大,但不同塑料也各有不同,PS(尤其耐衝擊型)、PP、PA、PMMA、PC等塑料的流動性隨溫度變化較大所以在成型時宜調節溫度來控制流動性。對PE、POM、則溫度增減對其流動性影響較小,所以在成型時要通過增加注射壓力來增加其流動性。

  2)壓力:注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動性也增大,特別是PE、POM較為敏感,所以成型時應調節注塑壓力來控制流動性。

  3)模具結構澆注系統的形式,尺寸,澆口布置,冷卻系統設計,熔融料流動阻力射出加工(如模具表面光潔度,料道截面尺寸形狀,型腔形狀,排氣系統)等因素都直接影響到熔融料在型腔內的實際流動性。成型時也可通過控制料溫,模溫及注射壓力、注射速度等因素來適當地調節填充情況以滿足成型需要。

  三、結晶性

  熱塑性塑料按其冷凝時有無出現結晶現像可劃分為結晶型塑料與非結晶型(又稱無定形)塑料兩大類。

  結晶性:所謂結晶即為塑料由熔融狀態到冷凝時,分子由獨立移動,完全處於無次序狀態,變成分子按一定規則、有序排列成晶格狀。

  結晶性塑料:在由熔融狀態轉化為固態時存在結晶即晶格到晶粒的過程的塑料。 非結晶性(無定型)塑料:在由熔融狀態轉化為固態時不存在結晶的過程,只存在分子鏈凍

  結的過程的塑料。

  結晶度:聚合物中結晶成分的占比。

  結晶性塑料的特性:結晶度隨冷卻溫度而變化;有明顯的熔點;與無定型塑料相比收縮率更大。

  判別這兩類塑料可視塑件的透明性來確定,一般結晶性料為不透明或半透明(如POM等),無定形料為透明(如PMMA等)。

  結晶性塑料在:

  1、 料溫上升到成型溫度時所需的熱量多,要用塑化能力大的設備。

  2、冷卻固化時放出熱量大,要充分冷卻。

  3、熔融態與固態的比重差大,成型收縮大,易發生縮孔、氣孔。

  4、冷卻快,結晶度低,收縮小,透明度高。結晶度與塑件壁厚有關,壁厚則冷卻慢,結晶度高,收縮大,物性好。所以結晶性塑料應按要求必須控制模溫。

  5、各向異性顯著,內應力大。脫模後未結晶化的分子有繼續結晶化傾向,處於能量不平衡狀態,易發生變形、翹曲等缺陷。

  四、熱敏性塑料及易水解塑料

  1、熱敏性系工程塑膠指某些塑料對熱較為敏感,在高溫下受熱時間較長或進料口截面過小,剪切作用大時,料溫增高易發生變色、降解,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。如硬質PVC、POM。熱敏性塑料在分解時產生單體、氣體、固體等副產物,特別是有的分解氣體對人體、設備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。

  2、有的塑料(如PC、PBT等)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發生分解,這種性能稱為易水解性,使用時必須預先充分加熱干燥。

  五、應力開裂

  有的塑料對應力敏感,成型時易產生內應力並質脆易裂,塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發生開裂現像。原料應注意干燥,合理的選擇成型條件,以減少內應力和增加抗開裂性。成型時應適當的調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間,盡量避免塑件過於冷脆時脫模,成型後塑件還宜進行後處理提高抗開裂性。例如PC料在成型時,應盡量提高料溫,以改善其流動性,由於PC料本身粘度較高,需要較高的注射壓力,所以在成型PC料時,要降低內應力最有效的方法是控制模具溫度,盡量提高模具溫度同時降低動、靜模溫度差,保壓時間一定要短

  六、吸濕性

  塑料中因有各種添加劑,其對水分有不同的親疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須控制在允許範圍內,不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發生水解作用,使樹脂起泡、流動性下降、外觀及力學性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的方法及規範進行預熱干燥,在使用時防止再吸濕。

  注塑工藝參數的調整

  鎖模參數:

  1、 鎖模力調整:

  熔融樹脂在高壓射入型腔內成型成型品,為防止模內壓力將可動側模板推開,必須在可動側施加力量以便鎖緊模具,這一模具鎖緊力叫做鎖模力。

  鎖模力的最小值=模穴內的平均成型壓力×成型品在垂直於注射方向上的投影面積。

  2對於常用的塑膠原料,鎖模力經驗估值一般取0。3-0。5噸/cm(鎖模力常熟)×投影面積。

  在日常生產中調整鎖模力時,宜從設備額定鎖模力的三分之一開始逐漸增加,以產品沒有毛邊產生為准,當使用過低的鎖模力時分型面會有熔料溢出形成毛邊,當鎖模力使用過高時,會降低設備模具的使用壽命,同時造成動力的浪費。

  2、低壓保護調整:

  三板機低壓模保的調試中最重要的幾點因素有:起高壓的位置、轉低壓的位置、低壓的壓力、低壓的速度、低壓模保的時間。

  1)、起高壓位置的確定。

  在調整狀態(低壓手動狀態)下合模至動靜模接觸模具不能前進為止,檢查開鎖模電子尺的讀數,以這個位置作為鎖摸高壓的啟動位置。考慮到機器運轉過程中摩擦阻力作用使得注塑機不能保證每次都能運行到這一位置,最重要的是機器運轉過程中模具受熱膨脹會達不到這一位置,因此,需要在這一位置的基礎上增加0。1-0。2作為高壓啟動位置。需要增加的量不是完全確定不變的,需要根據不同的模具和設備來確定。

  2)、低壓啟動位置的確定。

  根據模具結構,有行位的,需要在斜導柱與滑塊接觸前降速,以免損壞模具。

  3)、低壓鎖摸壓力的設定。

  低壓鎖摸壓力應盡量地低,最低可以是0。如果合模時模具達不到高壓啟動位置可適當增加低壓鎖摸壓力1-5bar。這樣就不至於再生產過程中注塑機總是報警。

  4)、低壓鎖摸的速度。

  低壓鎖摸的速度應盡量地低,也不是越低越好,低壓模保時間過長影響成型周期時間,降低生產效率。

  低壓鎖摸調試的原則是在出現問題時既能保證設備模具的安全,同時又要確保設備運行順暢,發揮處最大生產能力。

  溫度控制:

  3、溫度控制

  1)、料筒溫度:塑膠原料的熔點是塑膠由高彈態轉變為粘流態的溫度。塑膠材料一般沒有固定隊熔點,尤其是結晶性塑料。所謂熔點只是一個溫度區間。

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