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工程塑料试模塑料基本知识

发布时间:2013-06-18
  1、塑料的概念
聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般 所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin)。所谓塑料,其实它是合成树脂中的一 种,形状跟天然树脂中的松树脂相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之 为塑料。 根据美国材料试验协会所下的定义, 塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成 分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以借流动 (flow)来造型。 因此,经由此说明我们可以得到以下几项了解:它是高分子有机化合物,可以多 种型态存在,例如液体固体胶体溶液等,它可以成形(moldable),种类繁多因为 不同的单体组成所以造成不同之塑料,用途广泛产品呈现多样化,具有不同的性 质,可以用不同的加工方法。
2、塑料的分类
聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer), 借共价键来组合而成 的。聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类: 热固性塑料(Thermoset Plastics ):指的是加热后,会使分子构造结合成 网状型态。一旦结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的非可 逆变化,是分子构造发生变化(化学变化 )所致。 热塑性塑料(Thermo plastics ):指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型, 再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生可逆变化(液态←→ 固态),是所谓的物理变化。 按照塑料的应用情况,热塑性塑料又可分为通用塑料、工程塑料、高性能工 程塑料等三类。 通用的热塑性塑料其连续的使用温度在 100℃以下,聚乙烯、聚氯乙稀、聚 丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。 工程塑料一般是指工作应力大于 150MPa, 连续工作温度能超过 150℃以上的 塑料。通常把聚酰胺(尼龙) 、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯醚和热塑性聚酯称为五 大工程塑料。
3、常用塑料的特性
ABS 的特性
结构式:丙烯腈-- 丁二烯 --苯二烯(ABS)共聚物 性质:丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供延展 性及加工性 优点:1、坚硬,易押出 2、易染色 3、难燃 4、耐冲击 5、表面性佳; 缺点:1、耐溶剂性差 2、低介电强度 3、低拉伸率; 用途:把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品;
PC(聚碳酸酯) PC(聚碳酸酯)
结构式:聚碳酸酯 ( PC ) 性质:为非结晶性热塑性塑料 优点:1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性 及自由染色性;3、H.D.T.高;4、耐疲劳性佳;5、耐候性佳;6、电气特安 定性良好. 缺点:成形品设计不良易产生内部应力问题 用途:电子电器:CD 片、开关、家电外壳、信号筒、电话机汽 车: 保险杆、 分电盘、安全玻璃工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、 安全镜片 POM(聚缩醛) POM(聚缩醛) 结构式:聚缩醛 ( POM ) 性质:为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点 165~175℃,性质最接近金属,一般 称其为塑钢 优点:1、具高机械强度和刚性;2、最高的疲劳强度;3、环境抵抗性、耐有机 溶剂性佳;4、耐反复冲击性强;5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃); 6、良好的电气性质;7 复原性良好;8、具自已润滑性、耐磨性良好;9、 尺寸安定性优. 缺点:1、加工过程若长时间高温下易起热分解;2、无自熄性;3、抗酸性差;4、 成形收缩率大 用途:电子电器:洗衣机、果汁机零件、定时器组件;汽车: 车把零件、电动 窗零件工业零件;机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆 PP(聚丙烯) PP(聚丙烯) 结构式:聚丙烯(PP) 性质:极轻之塑料,密度仅为 0.9g/cm3 加工性质毋须预热干燥 优点:1、易染色;2、耐湿性佳;3、耐化性佳;4、高铰链特性;5、耐冲击性. 缺点:1、复杂之异形押出不易;2、易被紫外线分解;3、不易接合;4、易氧化. 用途:水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链 PA(尼龙) PA(尼龙) 结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO],聚酰胺(PA、尼龙 Nylon) 性质:结晶性热可塑性塑料,有明显熔点,Nylon6 Tm 为 220~230℃,Nylon66 则为 260~270℃,Nylon 本身具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度 过高干燥则尼龙粒变色 优点:1、具高抗张强度;2、耐韧、耐冲击性特优;3、自润性、耐磨性佳、耐 药品性优;4、低温特性佳 5、具自熄性 缺点:尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。 用途:电子电器:连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座汽 车: 散 热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座工业零件:椅座、自 行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 结构式:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 性质:非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于 74°C~102°C 间 优点:1、高光学透明性;2、耐候性佳;3、刚性佳;4、易染色. 缺点:1、耐化性差;2、长期时用温度最高 93°C;3、应力集中处,较易碎化. 用途:灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件。
注塑试模步骤及注意事项
(一)1、欲试之原料务必先行干燥 小及投射面积大小而进行 调整.当射出时分模面不是因为射压过高而产生毛边,可逐渐加大锁模力,直到不 起毛边为主,如此可延长模具使用寿命.锁模压力选在 50-70 之间,不得大于 95 为 佳. 3、开关模速度,压力,位置,距离调整妥当,低压保护必须调校好,这是基于对新 模不了解,有滑块之模具开关模速不可太快,有抽心的模应用手先行试验其功能是 否正常,否则因一时失误,将导致模具的损坏. 4、设定成型条件,包括射出料温,压力,速度,时间,位置,计量距离等.射压,速度, 计量由低而高依成型状况而定,射出时间,冷却时间由长至短,依成品情形而减速 少,如此可防止粘模及过度充填. 5、适当选调背压,注意垫料量在 0.5CM-1.0CM 为宜,这样无论是新模或产品 品质及机台的安全使用都有必要. (二)1、注意肘节十字头是否伸直,以防射出时模具被逼退而溢出毛边造成模具 损伤. 2、前几模应喷脱模剂,如脱模顺利,不致产品顶白,变形则可免喷. 3、依成品需要,修改各成型条件,如对压力,速度调整 1-2 模便可看出,如对模温,料 温调整,要 5 分钟左右方可看出结果,避免因急燥而不断变更成形条件,影响试模质 量. 4、试模中应注意模温的上升,试多模时应加冷却水,依据料质选择料温. 5、背压依成品状况而调整,松退距离以不介入空气为原则,储料中原料粘度低,转 速可较快,原料粘度高应放慢,注意用背压时,转速越快,原料的熔融越均匀,但应注 意其有无熔胶过热现象. 6、料管的料要完全射完后方可停机,必要时必须清洗料 管,吹干模具冷却水路之冷却水,擦干净模腔料屑,喷防锈油. 7.填写试模报告,首件 确认表,记录各成型条件,当第二次试模时,参考模具不良状况及欲修改的地方,均 需作好记录。
射出成型的操作条件
射出成型的操作条件: 一、关模压:原则上应大于塑胶射入模内的总压,以不出毛边为基准. 二、 压力和速度有部分相同的关系作用于模内,目的使原料进入模内能均匀, 撤底,适量的充满各角落.太低会短射,缩水,太高有毛边,过饱,粘模.烧焦,易损模具 及内应力高等不良现象. 三、速度:速度的快慢决定原料在模具浇道内及成品中之状况,快有毛边,过 饱.烧焦,粘模,慢了出现短射,缩水,结合不良易断等. 四、温度:原料不同,温度各异太低溶胶颜色不均,成品内应力增大,因温度过 低增压过高,可能引起螺杆断裂,过高,产品有毛边,又因冷却产生温差,引起收缩;原 料会分解,变黄,变色,易断裂.冷却时间变长,气不容易排出,会有瓦斯气. 五、 背压:螺杆在旋转加料时后退之阴力称为背压.其作用使原料在输送压缩 中更加紧密.能使原料的空气,水份从螺杆后排出,使溶胶中不含影响成品表面的 气体成份.低 会有气泡,表面银纹.高会过热,结块,溢胶,周期长,螺杆不退.同时松退 的应用很重要:背压高时务必用松退并注意距离,要不介入空气及不溢胶为准则. 六、模温高低及冷却时间的长短,影响成品的粘模,缩水,尺寸公差,表面亮度, 周期等,应依实际情况而适时调整.另压克力,PC 如成品肉厚时要有模温,才不会产
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生气泡及应力.(因肉厚冷热不均) BMC 的成型要点: BMC 是以特殊途不饱和聚脂为主之热固硬化性树脂,具有优良的电气绝缘特 性,耐热性,耐燃性,高机械强度尺寸安定性.耐蚀性,耐水性,收缩稳定性等.为各种 热固硬化性成型材料中最高级品.其加工成型条件如下: 1.成型温度:成型温度与 MBC 热固性聚脂塑胶之流动性及其所选择加工成型机械加工方式有极度大之关 系因素.温度在 140℃-170℃2.成型时间:加工成型时间与当时模具正确温度及成 品的肉厚,形状有关,一般硬化程度可由表面光泽予以段定, 3.成型压力:成型压力 视而不见所选择加工成型机械与方式而定,材料加工后, 成品表面光泽时之压力,其压力在 20-200KG/CM2 4.储存:MBC 材料庆置 18℃以下之冷暗处,使用后剩余品应予密闭保存,一般正常使用可存放一个月,外 在之温度与 MBC 之软,硬将影响其储存期.如使用冷藏将延长 BMC 之寿命. 5.用 途:应用在各种电气产品,通信资问心无愧机零件,汽车类零件,电动工具绝缘披覆, 超大型静音马达,食品餐具等均广泛应用.
几种特殊原料的成型特性
含玻纤的成型要点 1. FRTP 的流动性低于非强化料,所以常增加管温及模温, 射出压力等.同理模子的浇口,横浇道,浇口等的尺寸,也须大天非强化料. 2.成型收 缩率甚大于非强化树酯,呈方向性的流动,所以浇口方向设法减少配向所致的不良 影响. 3.成型品的胶接线部强度,常低于其他部份,在设计制品模子时须加注意于 熔接部设排气孔,不致包风现象 4.模子各部份(特别是浇口)或螺杆组件,熔胶管等 磨耗快,宜注意材质及表面的硬度处理低发泡的成型要决在射出计量终了,螺杆后 退时,在等待次一射出开始的期间,管内的发泡剂也慢慢开始分解,其气体压力,却 使螺杆后退,故宜在射出缸的油压回路设背压调整回路,抑止杆后退.同时射嘴漏 料也增多,宜用弹簧阀的控制.模内排气孔不充份时,其花模和光泽不利.螺杆制造 宜用稍有混练型的较易有发泡作用. 电木尿素等成型 1.换装另设计制造的电木射击出用熔胶管及螺杆,射嘴等.用 油热循环式的加温,油温控制在 80℃-100℃左右,模温控在 160℃-180℃左右. 2.模 子两边各安装圆柱电热管,两面模板装硬质石棉板,它是和塑胶成相反的,必须在 高温模内加热成型,所以模子必用用耐高温铁材,并电镀优良,浇口 加大排气口加 大,料管内绝对不能有滞料存在,一次定射完毕并到底. 3.当温度达到开始第一次 射入后,螺杆须等 15-20 秒开始加料动作.加完后把射座暂松退一下,让射嘴与母模 暂分开一点,因母模温度高过射嘴,能便射嘴部硬化而射不出料.一模时间在 45 秒 或 55 秒间(看成品厚薄),才开模取成品,依次完成二次射出. NL-9 成型重点 1、尼龙的成型,其成型厚度对收缩率有较大影响.模温高,收缩会增大.射压调 整很重要,并应注意其前收缩和后收缩.对尺寸要求严格的成品更应重视.。 2、烘料:因尼龙的吸湿性最大.放置久了,极难烘干,原料应先进先用,避免放置 过久.同时未烘干的原料切勿进入下料口.因会使原料在螺牙上卷曲卡住.造成不 加料,所以说要常注意烘料桶的料是否低于警界线,如低于就得加料以免料烘不
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干。 3、 尼龙属高温水性,易熔解,但固化也快.其融点温度与成型温度相差 5-10℃ 而己,因此造成其变化范围较窄。 4、.其粘度低,容易流涕,加热温度在控制要注意,防止固化溢料,松退要注意应 用.勿用背压.。 5、尼龙对温度依存性很大,射出速度要快.防止原料的硬化.太薄处易冷化引 起充填不饱.结晶化也低.造成成品有透明性。 6、尼龙的润滑性好,耐冲击好,但尺寸安定较差,属于工程塑胶.。 7、尼龙成型螺杆选择上要压缩比大特别留意止逆环的磨损程度应低于 5-10 条,如磨损过多,造成加料不稳或不加料.影响原料的供输如果磨损要速更换止逆 环.以免加长周期影响生产进度及浪费电源。 8、 尼龙加色粉会造成加料不顺,应注意其有无色粉粘于螺牙上,必要时要加滑 石粉给予排除,参考用量:1KG+0.5G 滑石粉.。 尼龙参考成型条件:模温:60-80 度,料管温 220-260 度,烘料 80-110 度,2-4H, 9、 软化点:220 度。
塑料注塑模具组成和结构
塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为
静模,静模一般有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(特别是静模没有芯子的 模具)也可以不使用靠板,直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件, 除非特殊原因,不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便,不用自 己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模必须静模脱 模时,还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构 以及模脚和装机固定板。 脱模机构中除了脱料杆,还有回位杆,部分模具还要增加弹簧以实现例如自 动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当 然斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时,首先要设定模具的 基本结构尺寸以备料,来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图,再 定好模具的尺寸。 现在的模具基本上要进行热处理,加高模具的硬度,提高模具使用寿命。在 热处理前,先对模板进行初步加工:钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝 孔、浇口套孔(动模)冷却水孔等,铣好流道、型腔,有些模具还应铣好斜导盒等。 现在的普通精密模具的模板一般用 cr12、cr12mov 和一些专业模具钢,cr12 等硬 度不能太高,在 HRC60 度时经常开裂,模板的常用硬度一般为 HRC55 度左右。芯 子的硬度可在 HRC58 以上。如果材料为 3Cr2w8v,制造后再氮化处理表面硬度, 硬度应为 HRC58 以上,氮化层应越厚越好。 浇口直接关系到塑件的美观,浇口设计不好的话,容易产生缺陷。在没有任 何阻挡的情况上很容易产生蛇型流。对于要求高的产品,还应设计溢流和排气。 溢流处可以用顶杆,不要在模板上狠有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。设计 模具软件也越来越多,大多数己很少使用铅笔来绘制模具图了。

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