塑料注塑成型基本知识DPCA/DQUA/QFO2007.10.30主要内容 一、基本概念 二、塑料成型方法 三、生产塑料制品的五个完整工序 四、塑料制品的尺寸精度影响因素 五、热塑性塑料注塑成型工艺 六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素 七、塑料的加工性 八、常用工程塑料性能及加工特点介绍一、基本概念(1) 塑料：以树脂为主要成分，加入或不加入填料，并在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。 树脂:受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态 的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。 塑料的分类 （一般分类如下）： A、按塑料的物理化学性能分：1-热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。2- 热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。基本概念(2)B、按塑料用选分： 1-通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯等。 2-工程塑料：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 C、按塑料成型方法分 ：1-模压塑料：供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。 2-层压塑料：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。 3-注射、挤出和吹塑塑料：指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性 塑料。 4-浇铸塑料：能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙 。 5-反应注射模塑料：一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。 基本概念(3)按塑料半制品和制品分 :1-模塑粉：又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如 酚醛塑料粉。 2- 增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。 3-泡沫塑料：整体内合有无数微孔的塑料。 4-薄膜：一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。注射成型（或注塑成型或注射模塑）：将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状后，由柱塞或螺杆的 推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合模具中，充满塑模的熔料在受压的情况况下，经 冷却因化后即可保持塑模型腔所赋予的形样。二、塑料成型方法 注射成型（*） 挤出成型：如管材类产品、型材类产品（建材用） 吹塑成型：如油箱、加注管、民用油/水壶 热成型(真空吸塑成型) ：如轿车塑料地垫、防水帘等 浇铸成型：如方向盘、仪表板 压延与涂层：如人造革 烧结成型：主要PTFE制品 搪塑成型：如玩具类产品，车门扶手表皮 模压成型：（板材） 三、生产塑料制品的五个完整工序 1)预处理（塑料干燥或嵌件预热处理） 2)成型 3)机械加工（如需要） 4)修饰（去飞边） 5)装配（如需要） 注：以上五个工序应依次进行，不容颠倒，四、塑料制品的尺寸精度影响因素1）原材料的收缩率的影响原料收缩率越大，制品的精度越低。 塑料材料进行增强或无机填充改性后，其收缩率会大大降低14倍。 塑料的收缩加工条件（冷却速率及注射压力、加工方法等）、制品设计及模具设计等因素有关 。不同成型方法成型精度由大到小的顺序：注塑挤出注吹成型挤吹成型压制成型压延成型真空吸塑成型 塑料制品的尺寸精度影响因素2）原料蠕变的影响（蠕变即制品在受力状态下所产生的形变）。 一般： 耐蠕变性好的塑料材料：PPO、ABS、PC及增强或填充改性后的塑料。 塑料材料进行增强或无机填充改性后，其耐蠕变性会大大提高。 3）原料线性膨胀的影响：线性膨胀系数（热胀系数） 4）原料吸水率的影响：吸水后收起体积膨胀，导致尺寸增大，严重影响制品的尺寸精度。（原料的吸水 率性，还会严重影响原料加工成零件后的物理机械性能。） 吸水率性较大塑料： 如：PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、 PEAK 要注意这些塑料存贮、包装状况。塑料制品的尺寸精度影响因素塑料制品的尺寸精度影响因素5）原料溶胀的影响 注意！ 原料耐溶剂性会严重响制品的尺寸精度及制品的物理机械性能。 对与化学介质接触的塑料制品，要选用介质不能引起其溶胀的塑料材料 。 塑料制品的尺寸精度影响因素 6) 填料影响：塑料材料进行增强或无机填充改性后,可提高塑料制品的尺寸精度 。五、热塑性塑料注塑成型工艺 成型前的准备 加料 塑化 注射入模 保压冷却 脱模 （修整） （后处理 ） 塑料注塑加工过程流程 ：成型前的准备 1、原料或嵌件预处理 （并非所有原料或嵌件都需要进行预处理干燥、预热，视产品技术要求程度 、原材料品种、气温状况而定，对于金属嵌件，在冬季一般都需要预热处理。 ） 原料干燥（烘料）工序关注 要有明确的干燥工艺文件、操作规程。 注塑使用前其水份的检测控制。 烘料设备有状态标识，且设备完好。 对出入原材料的记录清晰、明确，且按规定执行，不会混淆。 烘好后原料使用周转过程中防潮情况（周转包装及临时存放厂地的条件） 。 烘料设备上的温控仪表、真空度仪表等进行了计量、检定，有检定标识并 且处于有效使用期。 原料干燥补充说明 干燥时间，与原材料本身湿度大小、干燥时的料厚及干燥温度、干燥方 式不同，可适当延长或缩时间，关键是要控制干燥后使用前原料的湿含 量。 有些品种塑料还不能长时间在热空气中干燥，否则会产生氧化降解、变 色，严重影响制品质量。 *原料水份过多，会导致产品表面银丝、斑纹、气泡（内部或外表）等 缺陷，甚至引起塑化过程中降解。附：加工前要干燥的塑料常见几种塑料 PA、PES、PVA、PC、POM、ABS、AS、PET、PMMA、PS、MPPO、PEAK 常 见 几 种 塑 料 的 干 燥 条 件塑料*干燥温度 （参考）*干燥时间H（参考）PS70-80 2-4H20-30mm ABS80-85 2-4H20-30mmPA80-100 10-36H（20-40） POM110-120 3-5 H20-30mm PSF120-160 2-6h20-30mm * PC真空干燥箱110120普通烘箱1101201020H 2530H *对嵌件预热工序要重点关注 -预热温度； -嵌件预热时间。（金属嵌件，应有最短时间） -预热摆放方式是否引起嵌件变形。 -预热工艺规定的时段或季节。 2料筒清洗注意： 在改变原料品种，或调换颜色时，必须对料筒进行清洗，清洗后 的料应做好标识。严禁误用！ 被清洗料为*PC ，不得用ABS或PA ； 被清洗料为POM ，不得接触PVC ；成型前的准备 关注： 1、回料使用情况。 2、脱模剂选用。 3、注塑(工艺参数 ) 4、工序产品：模腔（数量及流道状况）、检测手段、检测项目及频次。 5、零件顶出过程中有无明显变形。 6、修边 7、零件周转及流转标识。 注塑成型过程（加料 、塑化、注射入模 、保压冷却 、脱模、（修整）回料使用注意！ *以下为禁用回料情况：1）-对于透明性塑料制品。如灯罩 2）-对卫生性要求很高的塑料制品。如医用注射器 3）-对于易分解性树脂。如CA、PVC等 4）对于颜色要求较高的塑料制。如刹车灯罩 5）-对于承载结构件。如连杆，背门撑杆。 *在可以使用回料时应注意:1) 回料比例应进行严格上限规定，并记录。 2) 新/旧料必须混均匀。 3) 回料在粉碎过程中，不能同其他品种回料混杂（如粉碎机必须清理干净）。 4）回料的标签必须清晰明了（有品种及牌号）。 5）允许使用回料厂合，如材料本身易吸潮，使用前必须 注塑成型过程（加料 、塑化、注射入模 、保压冷却 、脱模、（修整） 所选脱模剂品种是否合适。（不能对产品有浸蚀） 对产品表面要喷油漆的零件，严禁使用脱模剂； 脱模剂 使用应注意！工艺参数： 注塑量 注塑料筒各段温度 各级注塑压力、塑化时背压、保压压力 各级注塑速度 注塑时间、保压时间、冷却时间 模具温度 使用回头料情况 工序产品： 首模产品检查是否涉及每一腔模产品（建议：对各腔产品重量确认）。 多腔模流道分布状况（分布均匀、流道一致性） 检测方式方法的适宜性。 产品外观状况：熔接痕、缺料、缺口、气孔、烧蚀、外表流痕等）注塑过程（工艺）参数应关注： 后处理方法： 1-退火处理消除制品内残留内应力，避免产品在使用时产生应力开裂 。2-调质（湿）处理：调节制品内的湿含量，提交产品的综合物理机械性能。制件后处理过程修边应关注 削边工具 工人操熟练状况 削边后零件外观控制 注：对于缺口敏感塑料如PC，修边后，应逐一检查零件表面，不应有刀痕。 后处理过程关注点： -加热至升温及冷却速度（冷却速度应缓慢，要有自动控制装置，否则使用其反 。） -零件摆放方式。 -温度。 -后处理完的零件变形状况控制尺寸检测 制件后处理过程-退火处理常见几种塑料后处理： -POM、PC、ABS、 PA、PS、- PSF、 PEAK（聚芳醚酮） 调质（湿）处理零件所用材料：如PA类制件后处理过程-调质（湿）处理 调质（湿）处理过程要关注点：-环境温度及湿度控制。-零件摆放方式（有无挤压）。-调湿处理后零件变形状况控制尺寸检测。-调湿处理后零件存放过程包装。（塑料袋以保证在存放过程中零件的湿 度保持良好）。六、热塑性塑料注塑成型过程缺陷形式及可能的因素（例）产产品缺陷形式原料因素成型工艺艺因素设备设备 工装因素产产品设计设计银纹、气泡、针 孔树脂未充分干 燥。注射速度过高；模具温度过低。 螺杆背压过小； 注射压力过小。螺杆压缩比小。 喷嘴和模具浇口接合处 不紧密。模具排气不好 。 模具分型面不当制定壁厚过渡 不均匀。翘曲变形、弯曲 、凹陷等原料后收缩大 。 有异物（杂料 ）。 填料未混均匀。模具温度导致产品冷却不均； 注射压力过高或过低；保压时间过长 ； 注射速度过大或过小； 注射时间过 程短； 产品在模内冷却时间过 短； 产品成型后收缩大。模具顶出机构不合理（ 顶点位置分布等）。 模具浇口数目及浇口大 小不合理。 定型工装固定不良 模具冷却系统分布不好 。加强筋过厚， 加强筋布局不 均。结合线（熔接痕 ）、熔接部强度 不足原料后收缩大 。 原料水份过多 。注射时间（过长）；注射速度过小； 注射压力不足；背压过低； 模具温度过低；料温过低。模具结合处排气不良。 模具流道上冷料腔过小 。 浇口位置不合理。制品结构制品烧伤模内有残料注塑速度不合理（过高）模腔汇料处排气不畅； 模具浇口太小。波流痕模具温度过低。模具浇口位置不当。七、塑料的加工性能注：不同品种塑料有不同的加工特点，应根据具体品种、牌号制定合理的加工 方式、加工流程、加工工艺，同时要适合所选用的设备。 1）（了解）易热分类树脂及加工注意点： PVC、PVDC、CPE、PVF及纤维素（CA）等塑料受热分解；（常加入热稳定剂或增塑剂） POM、TPU、PA等，加工过程中易发生热氧化降解。（常加入抗热氧稳定剂如抗