注塑成型 注塑成型工艺.pptx
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1、 2014.2014.吳春吳春益益 .注塑成型概論注塑成型概論.注塑成型機注塑成型機.注塑成型條件注塑成型條件.注塑成型的不良類型分析注塑成型的不良類型分析附附録録:PlasticPlastic的成型加工法的成型加工法 注塑成型目錄注塑成型目錄BrBrBrBrBrBrBrBrBrOBr.注塑成型注塑成型(射出成形射出成形)是什麼是什麼?原理原理 -加熱而成熔融狀態的加熱而成熔融狀態的PlasticPlastic材料材料,通過施加壓力,注入到封閉的模具通過施加壓力,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製造出與模具形象同
2、樣形態的方法.在熱加塑性在熱加塑性PlasticPlastic的成型加工方法中的成型加工方法中,目前最為一般,最發展的成型技法目前最為一般,最發展的成型技法.注塑成型注塑成型(射出成形射出成形)的的 3 3大大 要素要素 -樹脂樹脂,模具模具,注塑成型機注塑成型機.注塑成型概論注塑成型概論樹脂樹脂模具模具注塑成型機注塑成型機 .注塑成型概論注塑成型概論注塑過程注塑過程:合模注塑保壓冷卻(塑化)開模脫模.注塑成型概論注塑成型概論 Plastic Plastic的成型加工法的成型加工法樹脂種類樹脂種類成型法成型法其他其他熱加塑性熱加塑性(Thermo(Thermo Plastics)Plastic
3、s)-壓出成型壓出成型 (ExtrusionExtrusion)-壓縮成型壓縮成型 (Compression MoldingCompression Molding)-真空成型真空成型 (Vacuum/Thermo FoamingVacuum/Thermo Foaming)-中空成型中空成型 (Blow MoldingBlow Molding)-注塑發泡注塑發泡 (Injection Thermo FoamingInjection Thermo Foaming)-GasGas注塑注塑 (Gas Assist InjectionGas Assist Injection)-ICM(-ICM(Inje
4、ction Compression MoldingInjection Compression Molding)熱硬化性熱硬化性(Thermo-set)(Thermo-set)-壓出成型壓出成型 (Compression Molding)(Compression Molding)-SMC(Sheet Molding Compound)-SMC(Sheet Molding Compound)-移送成型移送成型 (Resin Transfer Molding)(Resin Transfer Molding)-FRP(Fiber Reinforced Plastic)-FRP(Fiber Reinfo
5、rced Plastic)-RIM(Reaction Injection Molding)-RIM(Reaction Injection Molding).注塑成型概論注塑成型概論.注塑成型機注塑成型機 (Injection Molding Machine)(Injection Molding Machine).注塑成型機注塑成型機 注塑成型機的區分注塑成型機的區分區分方法區分方法區分內容區分內容其他其他形態別形態別水準型水準型(Horizontal)/(Horizontal)/垂直型垂直型(Vertical)(Vertical)FlingerFlinger型型 /垂直水準型垂直水準型 /特殊
6、注塑特殊注塑形體方式(鎖模)形體方式(鎖模)直壓式直壓式(Direct)/(Direct)/曲臂式曲臂式(Toggle)Toggle)/DIMADIMA式式 /Tie-bar lessTie-bar less式式樹脂別樹脂別熱硬化性熱硬化性(Thermo-set)(Thermo-set)/熱加塑性熱加塑性(Thermo-plastics)(Thermo-plastics)Multi ComponentsMulti Components一般一般(1(1種種)/Insert)/Insert 注塑注塑/多種材料注塑多種材料注塑 驅動方式驅動方式油壓式油壓式(Hydraulic)/(Hydraulic
7、)/電動式電動式(Electricity)(Electricity).注塑成型機注塑成型機 水準型水準型 垂直型垂直型.注塑成型機注塑成型機 InsertInsert專用專用 形體(鎖模)形體(鎖模)CylinderCylinder形體(鎖模)油壓形體(鎖模)油壓HoseHose油壓油壓 推杆推杆稼動稼動 Die-platenDie-platen 直壓式的構造直壓式的構造.注塑成型機注塑成型機 曲臂式曲臂式(Toggle)Toggle)的構造的構造形體(鎖模)形體(鎖模)CylinderCrossHead型後調整裝置型後調整裝置ToggleLinkEjectorCylinder移動移動DieP
8、late機械式安全裝置機械式安全裝置固定固定DiePlate模具模具Tie-BarTailStock.注塑成型機注塑成型機 注塑機的構造和名稱注塑機的構造和名稱Hopper CylinderTie-BarToggle Link型開 Stroke 調整裝置EjectorNozzlePurge CoverShutterControllerMotor油壓 Oil Level Gauge壓力 Gauge形體(鎖模)部形體(鎖模)部注塑部注塑部Screw CylinderHeater CoverFrameFrame油壓控制裝置油壓控制裝置電氣控制裝置電氣控制裝置移動板移動板安全門安全門固定板固定板形體形
9、體(鎖模鎖模)油壓油壓.注塑成型機注塑成型機設置形體(鎖模力)設置形體(鎖模力),注塑注塑,油壓油壓,電氣裝置的基礎部位電氣裝置的基礎部位形體(鎖模)形體(鎖模),注塑一般在注塑一般在FrameFrame上面放置上面放置,油壓和電氣控制部在油壓和電氣控制部在FrameFrame內部內部,內裝油壓機器的一部分內裝油壓機器的一部分(板操作側)設置在板操作側)設置在 FrameFrame外部外部.在注塑時用強力來維持模具在注塑時用強力來維持模具,防止模具發生推動的裝置防止模具發生推動的裝置 固定板固定板,可動板可動板(型板型板,Die Platen),Die Platen)-固定板固定板,可動板所構
10、成可動板所構成 -固定板固定在固定板固定在FrameFrame上上,可動板隨著可動板隨著Tie-barTie-bar開閉模具開閉模具 Tie-barTie-bar -支持型板支持型板,在模具開閉動作時,發揮在模具開閉動作時,發揮GuideGuide功能功能 -在在ToggleToggle式式,通過通過Tie-barTie-bar的伸張引起的彈性恢復力而發生形體(鎖模)力。的伸張引起的彈性恢復力而發生形體(鎖模)力。Frame Frame 形體(鎖模)裝置形體(鎖模)裝置(Clamping Unit)Clamping Unit).注塑成型機注塑成型機 形體(鎖模)形體(鎖模)CylinderCy
11、linder -模具在開閉時模具在開閉時,發生形體力的油壓發生形體力的油壓CylinderCylinder 直壓式直壓式 :PistonPiston直接結合到可動板直接結合到可動板 ToggleToggle式式 :通過通過Toggle LinkToggle Link的構造的構造,可增加力量可增加力量 模具厚度調整裝置模具厚度調整裝置 -直壓式的原理上,不需要模具厚度調整裝置直壓式的原理上,不需要模具厚度調整裝置 但但,調整調整0 0點時需要點時需要 -Toggle-Toggle式式,因需要按模具厚度來調整形體(鎖模)裝置因需要按模具厚度來調整形體(鎖模)裝置,才能得到才能得到 形體力,因此需要
12、厚度調整裝置形體力,因此需要厚度調整裝置 EjectorEjector -注塑後,從模具突出成型品的裝置注塑後,從模具突出成型品的裝置 安全門安全門 -考慮作業者的安全和防止受傷考慮作業者的安全和防止受傷,和注塑機的動作進行設定和注塑機的動作進行設定Inter Inter LockLock :後門一般是作業者的死角後門一般是作業者的死角,通常和通常和PowerPower連接進行連接進行OpenOpen時時Power Power OffOff.注塑成型機注塑成型機 -一般直壓式和一般直壓式和ToggleToggle式最為代表式最為代表,也有移送用也有移送用ToggleToggle,最終形體力用最
13、終形體力用 直壓式的複合式直壓式的複合式,還有最近開發的還有最近開發的2Plate2Plate工法的工法的DIMADIMA式式。直壓式直壓式 -型開閉速度慢型開閉速度慢 (CylinderCylinder Size Size 大大)-一直維持同樣的形體力一直維持同樣的形體力 -易於把握形體力(鎖模力)易於把握形體力(鎖模力)-形體力發生的時間形體力發生的時間長長 ToggleToggle式式 -Energy-Energy效率高效率高,可進行輕量化可進行輕量化 -可進行可進行Hi-CycleHi-Cycle成型成型(高速型開閉高速型開閉)-難於正確確認形體力(鎖模力)難於正確確認形體力(鎖模力)
14、-Tie-barTie-bar的伸張和彈性恢復會發生形體力的伸張和彈性恢復會發生形體力,因此必要設定模具厚度因此必要設定模具厚度.注塑成型機注塑成型機1.1.鎖模力鎖模力 :根據根據產產品的大小決定品的大小決定 鎖模力鎖模力.鎖模力鎖模力=P*A平均有效壓力平均有效壓力(3001000kg/)投影面積投影面積(計算計算型開閉型開閉方向方向面積面積)2.2.最大注塑量最大注塑量 :表示能注塑的最大重量表示能注塑的最大重量 (oz,g).(oz,g).雖然根據樹脂的比重有所差距雖然根據樹脂的比重有所差距,但是一般都以但是一般都以PSPS為為基準基準.(最佳注塑量最佳注塑量為為 最大注塑量的最大注塑
15、量的 3080%)3080%)最大注塑量最大注塑量=螺杆螺杆截面積截面積*最大計量距離最大計量距離*樹脂的比重樹脂的比重 注塑機注塑機 選定方法選定方法.注塑成型機注塑成型機3.3.注塑壓力注塑壓力:注塑成型機能射出的最大樹脂的壓力注塑成型機能射出的最大樹脂的壓力.(.(設計設計 基準基準2000 2000 kg/kg/)注塑力注塑力=P*A最大系統壓力最大系統壓力注塑注塑ram斷面積斷面積注塑注塑壓力壓力=注塑力注塑力/螺杆螺杆斷面積斷面積Ton,kg/表示表示D4螺杆螺杆的的直徑直徑統一的注塑成型機上一般能裝三種不同直徑螺杆,統一的注塑成型機上一般能裝三種不同直徑螺杆,根據成型品選定根據成
16、型品選定.注塑成型機注塑成型機4.4.最大注塑速度最大注塑速度 :注塑成型機的最大注塑速度注塑成型機的最大注塑速度(mm/sec)mm/sec)最大注塑速度最大注塑速度=注塑率注塑率/螺杆螺杆斷面積斷面積用用m/sec表示表示D4螺杆螺杆的直徑的直徑最大注塑速度影響最大注塑速度影響產產品的外觀品的外觀(熔接線熔接線(weld),weld),流痕流痕(flow mark)flow mark)等等)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。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。.注塑成型機注塑成型機5.5.格林柱格林柱 間距間距:根據模具大小檢討是否能裝載,還得
17、確認模具的油壓型腔或設置固定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 的空間是否足的空間是否足夠夠.橫向橫向豎豎向向6.6.可塑化能力可塑化能力:可塑化能力是可塑化能力是 對於每段時間樹脂能可塑化的性能對於每段時間樹脂能可塑化的性能 大容量大容量 成型品必須檢討成型品必須檢討.適合裝載的模具大小適合裝載的模具大小.注塑成型機注塑成型機7.7.型開閉距離型開閉距離 :確保取出確保取出產產品的空間雖然需要品的空間雖然需要產產品長度的品長度的2 2倍倍 但是在三段模具的時候需要兩倍以上的距離但是在三段模具的時候需要兩倍以上的距離.8.8.最小模具厚度最小模具厚度 :表示能安裝的最
18、小模具厚度比這個小的模具不能安裝表示能安裝的最小模具厚度比這個小的模具不能安裝.9.9.Ejector距離距離 :表示表示取出取出 成型品時的成型品時的ejectorejector的動作距離的動作距離.注塑成型機注塑成型機 注塑機周邊附帶設備注塑機周邊附帶設備-模具溫度調整機模具溫度調整機(Mold Temperature Controller)Mold Temperature Controller)-原料自動移送裝置原料自動移送裝置(Auto Feeding System)Auto Feeding System)-原料原料 Tank/Tank/容器容器 (Silo/Hopper)(Silo/
19、Hopper)-原料乾燥機原料乾燥機 ;Hopper Dryer;Hopper Dryer(除濕除濕)/)/Oven&Convection DryerOven&Convection Dryer(熱風熱風)-Robot&Stocker-Robot&Stocker-混合機混合機 (Mixer)(Mixer)-粉碎機粉碎機 (Crusher)(Crusher)-其他其他.注塑成型機注塑成型機1.1.噴泉噴泉流動流動 (fountain flow)(fountain flow)一般的注塑一般的注塑產產品是壁厚薄的平板品是壁厚薄的平板產產品品.平板平板產產品的定義是厚度在品的定義是厚度在 34mm 34
20、mm 以下,寬度以下,寬度為為厚度厚度 5 5倍的倍的產產品品.在這種在這種 CAVITY CAVITY 內內 樹脂流動樹脂流動 時在模具上時在模具上產產生固化層形成生固化層形成 分水狀模樣分水狀模樣 前進前進.根據這種原理在根據這種原理在 前端的計量樹脂形成前端的計量樹脂形成 產產品的表面部位,後端的計量樹脂品的表面部位,後端的計量樹脂填填充充產產品的中央部位品的中央部位 .(b)FOUNTAINFLOWMelt厚度厚度(t)寬度寬度(w)(a)平板平板MODEL固化層固化層主要成型影響因素主要成型影響因素.注塑成型條件注塑成型條件 流動流動 理論理論2.2.剪斷變剪斷變形率形率 和和 摩擦
21、熱量摩擦熱量 前端變形跟產品的厚度,注塑速度有關係前端變形跟產品的厚度,注塑速度有關係.注塑速度快時,壁厚薄時注塑速度快時,壁厚薄時 前端變形大排象性增大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還有在固化層和流動層分介面上變形最大.前前端端變變形形大大時時在在分分介介面面上上產產生生摩摩擦擦熱熱量量.一一般般轉轉入入到到模模具具的的樹樹脂脂由由冷冷模模具具呈呈現現出出溫溫度度下下降降的的傾傾向向,但但是是注注塑塑速速度度 在在特特定定速速度度以以上上的的話話 減減少少跟跟模模具具的的接接觸觸時時間間 熱熱損損失失少少,根根據據剪剪斷斷變變形形率率增增加加 摩摩擦擦熱熱量量也
22、也發發生生增增加加 樹樹脂脂的的流流動動線線段段溫度保存溫度保存 或者或者 上升上升.此外此外 固化層厚度固化層厚度 是注塑是注塑速度越速度越慢慢 模具的損失熱增加,模具的損失熱增加,固化層的固化層的厚度也增加厚度也增加.(a)Shearrate低速注塑低速注塑高速注塑高速注塑(b)Temperature(c)Slowfilling摩擦熱量摩擦熱量損失熱量損失熱量流動前端流動前端溫度下降溫度下降(d)Fastfilling流動前端流動前端溫度上升溫度上升.注塑成型條件注塑成型條件 流動流動 理論理論InjectionPressureFlowLength流動前端流動前端料把料把流道流道GATEC
23、AVITY3.3.注塑壓力注塑壓力 壓力是壓力是 熔融樹脂熔融樹脂 克服流動克服流動 阻力的阻力的 原動力原動力.當當螺杆螺杆 達到達到 保壓轉換點的時候保壓轉換點的時候 螺杆前段的螺杆前段的 壓力叫注塑壓力壓力叫注塑壓力.用比注塑成型機的最大注塑壓力小的壓力充滿型腔用比注塑成型機的最大注塑壓力小的壓力充滿型腔(cavity)(cavity)端點為止端點為止.要不然會有可能發生未成型要不然會有可能發生未成型.一般考慮安全率一般考慮安全率,模具設模具設 計及注塑成型條件設定的時候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注塑壓力在注塑成型機最大注塑壓力的8080%以下以下壓力
24、加壓力加強強量量(3050%)3050%)成型內壓成型內壓 .注塑成型條件注塑成型條件 流動流動 理論理論4.4.注塑注塑速度速度 (Fill time)(Fill time)對對於於 注注塑塑速速度度的的 注注塑塑壓壓力力 呈呈現現U U弧弧度度.注注塑塑速速度度慢慢的的話話,比比起起發發生生熱熱 熱熱損損失失更更大大,流流動動溫溫度度下下降降,粘粘度度增增加加,固固化層化層 厚度增大,所以流動阻力大,注塑壓力增大厚度增大,所以流動阻力大,注塑壓力增大.相相反反 注注塑塑速速度度快快的的話話流流動動溫溫度度會會上上升升,粘粘度度減減小小,固固化化層層的的厚厚度度會會變變小小,但但是是固固化化
25、層層和和流流動動層層之之間間的的摩摩擦擦阻阻力力會會大大大增加大增加 ,反而會使注塑壓力增大,反而會使注塑壓力增大.CavitiCaviti內的流動速度一定時,注塑壓力最小內的流動速度一定時,注塑壓力最小.流動前端流動前端一定溫度一定溫度Filltime(sec)最最大大射射出出壓壓力力(Mpa)最佳注塑速度區間最佳注塑速度區間成型區間成型區間注塑機注塑機最大注塑壓力最大注塑壓力OptimumSpeed摩擦熱量摩擦熱量損失熱量損失熱量流動前端流動前端溫度下降溫度下降流動前端流動前端溫度上升溫度上升LowSpeedHighSpeed.注塑成型條件注塑成型條件 流動流動 理論理論4 4-1.1.最
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