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注塑成型工艺规范 1 范围 本标准规定了注塑零件在注塑各工序的工艺要求，规范各种常用塑料材料的选用以及各种塑料材料的工艺参数要求，规范注塑零件的包装和储运。 本标准适用于公司注塑检验及监控和管理部门。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 无 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 注塑原理 在机筒加热及剪切的作用下，把粒状或粉状塑料材料熔融塑化，在高温、高压的条件下把液态塑料挤进具有各种形状的模腔内，经一定时间冷却成型后取出成型各种形状的塑料制品。 1 定模座班板 2 推杆固定板 3 注塑件 4 熔胶 5 分流梭 6 柱塞 7 原料 8 顶杆 9 型芯 3.2 注塑模具 注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注塑成型机的移动模板上，定模安装在注塑成型机的固定模板上。在注塑成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模与定模分离以便取出塑料制品。注塑模具的基本组成部分包括成型部件、浇注系统，导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构、标准模架等。 3.3 塑料材料 3.3.1 塑料 塑料是一种可塑成型的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压、等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。塑料材料根据不同的需要而添加不同添加剂，包括稳定剂、填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、固化剂等。常用的塑料名称及英文简称见表1。 3.3.2 塑料材料的分类 3.3.2.1 按使用特性可以分为： a)、通用塑料。 b)、工程塑料。 c)、特种塑料。 3.3.2.2 按理化特性可以分为： 3.3.2.2.1 热塑性塑料 热塑料性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，如PE、PP、PVC、PS、HIPS、ABS等。 3.3.2.2.2 热固性塑料 热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂等。 3.4 注塑成型机（注塑机） 包括注塑系统、锁模系统、顶出系统、电气控制系统、液压控制系统。 4 注塑成型工艺过程 4.1 注塑工艺流程图 配料 干燥 塑化 锁模 注塑 保压 预塑 顶出取零件 开模 冷却 4.2 注塑成型前的准备 4.2.1 配料 根据零件的要求对塑料材料进行配料，包括添加着色剂（色粉、色母）、增塑剂、热稳定剂、脱模剂等塑料助剂，其中考虑脱模剂对于喷涂塑料件的外观影响较大，要求喷涂件使用干性脱模剂。目前塑料配色有以下几种方式： 1）使用色母进行配色，一般色母的添加量为每25Kg塑料树脂添加1Kg ； 2）使用计量式色母比例混合机自动加色母装置进行配色； a)色母机的工作原理：将控制箱的信号传送到马达，马达开始转动，经过联轴器带动螺杆转动。料斗中的色母料进入螺杆后受到螺杆的挤压，被螺杆输送到底座中，从而达到精确计量输送色母的料的目的。b)色母添加仪使用：每次换模后需对色母添加仪的储料时间、产品重量（成型后的产品加水口重）、添加比例（标准值为4%）、螺杆填充重量参数进行修改，添加比例根据成型的产品色差值进行相应的微调，至到达到合格的色差要求；c)控制面板功能说明（附图片）
d)控制面板图片：3）在塑料树脂添加着色剂（色粉、色母）、增塑剂、热稳定剂等塑料助剂进行共混，使用挤出机挤出造粒。通常称染色料； 4）直接使用色粉添加成型的工艺规范，具体添加比例根据色粉规格而定。 4.2.2 干燥 尼龙、聚碳酸脂（PC）、聚砜（PF）、有机玻璃（PMMA）、ABS、AS等塑料容易吸湿，当水分高于规定量时，致使零件表面出现银纹、气泡等缺陷，严重时还会引起高分子降解，影响零件的外观和内在质量，使各项性能明显下降。因此成型前必须进行干燥。具体干燥时间及温度见表2。 4.2.3 机筒的清洗 在生产中需要改变品种、更换原料、调整颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆换。机筒的清洗通常有两种方法： 4.2.3.1 直接换料清洗 用后面使用的材料直接清洗前面的材料，直到清洗干净为止。 4.2.3.2 专用注塑机机筒清洗剂，螺杆清洗剂。 优点：清洗的速度快。 4.2.3.3 采用原来材料清洗后，再使用PP原料进行清洗。 这样清洗效果最佳，可以配合螺杆清洗剂同步使用，通常转产后的产品生产要求较高（如透明产品）。 4.3 注塑成型过程 注塑成型过程包括塑化、注塑和模塑三个过程。 4.3.1 塑化 根据不同的塑料采用不同的背压和螺杆的转速，注塑机内塑料受机筒加热和螺杆旋转产生的搅拌、混合、剪切作用。使得塑料在进入模腔之前达到成型温度，且温度应均匀一致，在规定的时间内提供足够数量的熔融塑料。 4.3.2 注塑 塑料自机筒注塑进入模腔需要克服一系列的流动阻力，包括熔料与机筒、射嘴、浇注系统和模腔的外摩擦和熔体的内摩擦。与此同时要对熔体进行压实。注塑过程对制品的质量影响较大，所以注塑的压力、速度要求严格控制。 4.3.3 模塑 这一过程从塑料熔体进入模具开始，而后经过模腔注满，熔体在控制条件下冷却定型，直到制品从模腔中脱出为止的这过程称为模塑。此过程包括充模、压实（保压）、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 4.3.3.1 充模阶段 充模阶段为从螺杆开始向前移动起直至塑料充满模腔为止，这段时间模腔的压力从零上升到最大。充模的速度要求快速，快速充模，塑料熔体通过射嘴、流道、浇口时产生较多摩擦热而使料温升高，塑料熔体的温度就能保持较高值，分子取向度减小，制品的熔接强度高，充模速度慢，出现填充困难，制件的内应力大，容易产生变形和裂烂现象。充模速度过快，容易产生困气及熔接强度变差。 4.3.3.2 压实（保压）阶段 压实阶段为熔体充满模腔起到螺杆撤回时为止。这段时间内，塑料熔体会因受到冷却而发生收缩，但塑料处于螺杆的稳压下，机筒内的熔料必然会向模腔内继续流入以补足因收缩而留出的空隙。压实阶段对于提高制品的密度、降低收缩和克服制品的表面缺陷有影响。压实（保压）时间短，容易造成零件收缩、零件内部疏松等缺陷；压实（保压）时间太长，分子取向太大，零件内应力大，容易变形及裂烂。 4.3.3.3 倒流阶段 这阶段是从螺杆后退开始到浇口处熔料冻结时为止。这时模腔内压力比流道内高，因此就会发生熔体的倒流。如果熔体倒流，零件的收缩大。 4.3.3.4 冻结后的冷却阶段 这阶段是从浇口的塑料完全冻结时起到制品从模腔中顶出时为止。模腔内塑料在这阶段内主要是继续进行冷却，以便制品在脱模时具有足够的刚度而不致发生扭曲变形。 4.4 制件的后处理。 注塑件经脱模或机械加工、修饰后，部分零件需要进行适当的后处理，借以改善和提高的性能。后处理主要包括定性工装定型、热处理（退火）、调湿处理。 4.4.1 定性工装定型 零件出模后变形，需要制作定性工装定型把零件的变形校正。 4.4.2 热处理（退火） 一般热处理的温度为制品的使用温度以上10—20℃，或热变形温度以下10—20℃。时间视制品的厚度而定。以达到消除制品的内应力。热处理后的制品应缓慢冷却到常温。 4.4.3 调湿处理 聚酰胺（尼龙）类塑料制件在高温下与空气接触时常会氧化变色，同时尺寸稳定需很长时间，需要调湿处理。同时可以改善制件的柔曲性和韧性。使得零件的冲击强度和拉伸强度具有提高。 5 注塑成型工艺参数 5.1 注塑量 注射量是指注塑机螺杆在注塑时,向模具内所注射的熔体量。 注射量=螺杆推进容积*ρ*C 。 其中ρ为注塑物料密度 ，C 对结晶型聚合物为0.85,对非结晶型聚合物为0.93。 注塑机不可用来加工小于注射量1/10或超过注射量70%的制品。 5.1.1 计量行程(预塑行程) 注射量的大小与计量行程的精度有关。太小，注射量不够；太大，使料桶前部每次注射后射出残量太大，使熔体温度不均或过热分解。预塑后计量的熔体其纵向温度和径向温度都有温差，螺杆转数，预塑背压和料桶温度都将对熔体温度和温差有较大影响. 5.1.1.1 防延量：螺杆计量到位后，又直线地倒退一距离，使计量室的比容变大，内压下降，防止流体从计量室中流出。 5.1.1.2 防流延还有一目的是注射喷嘴不退后进行预塑时，降低喷嘴流道系统压力，降低内应力，并在开模时容易抽出水口。 5.1.1.3 防延量大会使计量室中挟杂有气泡，甚至造成成品外观不良。对粘度大的物料可不设防延量。 5.2 螺杆转速 螺杆转速影响注塑物料在螺杆中运送和塑化的热厉程和剪却效应﹐因此它是影响塑化能力、塑化质量和成型周期的重要参数。螺杆转速越高，塑化能力越强。塑料的熔融，大体是因螺杆旋转所产生的热量，因此螺杆转速太快，则有下列影响：1.塑料的热裂解；2.使螺杆或螺缸磨损加速。 主要优点为增加塑化能力，降低塑化时间。在螺杆直径较大或螺槽较深时，如果无法降低背压，可以增加螺杆 转速来提高塑化速度，减少塑化时间。 当计量后段螺杆转速应特别低，以降低惯性冲击，提高计量精度，多级控制有利于消除温差并提高塑化质量。 5.3 加料背压 预塑时的背压表示螺杆在预塑时计量室中压力。 背压对熔体温度影响较大：背压提高使螺槽中物料密实，延长物料在螺杆中热厉程。塑化质量也得到改善，过高背压会使剪切热过高，可能会使物料降解。 背压在下列状况是需要的：均一的加热熔融，尤其是粒子经由剪切热而仍未熔融者。机械、外观均一性，对色母粒（色粉）和填充物(玻璃纤维)的均匀分散。去除材料所带入之空气朝向进料口排出。产生均一的熔融温度梯度轴，尤其是在有效的螺杆计量长度被缩短时。减少残留的缓冲熔胶在保压期间因为空气的陷入而造成每模间之波动。 5.4 机筒温度 机筒温度指设定注意事项： 1）是为使滞留于机筒及螺 杆内之冷硬树脂熔融，以利螺杆之转动。 2）熔胶温度=机筒温度+机械热能，所以机筒温度的设定应比该材料所能承受的温度要低。 3）机筒温度设定通常分为 4 段控制(大机台更多)，最好能配合螺杆的进料段、压 缩段及计量段，另外再加上喷嘴分别给予不同的温度设定控制，由于熔胶温度才是绝对的条件，而机筒温度是相对的。所以应根据料流的状况来设定机筒温度。 4）注意包胶（架桥）现象。 5.5 射出速度 射出速度之设定是控制熔胶充填模具之时间及流动模式，他是流动过程中之最重要条件。射出速度的调整正确与否对产品外观品质有绝对的支配。 射出速度设定的基本原则是配合塑料在模穴内流动时，按其流动所形成之断面大小来升降，并且遵守﹝慢→快→慢﹞而尽量快﹝确认外观有无瑕疵﹞的要领。 5.5.1 高速充填的效果 高速填充的效果有一下几点： 1）使塑料流动时，温度降低较慢，流动容易。 2）压力损失较小，模穴内压力分布差异减少。 3）增加成品表面光泽，降低结合线明显程度及提高其强度；但也增加表面流痕、气痕和毛边的机会。 4）减少充填时 ，肉薄部位较易充填， 但肉厚部位可能易于凹陷的现象。 5）增加塑料分子结构的均匀性或结晶度。 5.5.2 初期慢速充填的效果 1）减少喷痕及浇口部位的焦痕、雾点等瑕疵。 2）可使多模穴成形较易获得流动平衡。 5.5.3 末期减速充填的效果 1）增加气体逃逸的机会及避免对其产生绝热压缩，可减少流路末端的短射或烧焦。 2）保压的切换较准确，避免模腔内压太高或过度充填；当然成形品质﹝精度及变形量﹞也能较稳定。 5.6 射出压力 射出压力的设定主要是控制油压使足以推动螺杆达到所设定的射出速度要求。由于每种塑料的特性不同，流动的难易程度即不同，同种材料熔胶温度不同，黏度也会发生变化，产品不同、模具设计、模温不同均会使材料流动形成之阻力改变，要在种种不同状况下维持 同一射出速度，就得改变射出压力，使克服熔胶流动所造成之阻力。射出压力与保持压力不同，射出压力主要影响的是充填阶段，而保持压力影响的却是冷却阶段。 5.7 保持压力 保持压力的设定是为使树脂在冷却的过程中不致产生回流 ，且能继续补充因树脂冷却收缩而不足的空间，而得到最佳的模具复制效果。 保持压力设定过高，易造成毛边、过度充填浇口附近的应力集中等不良现象，保持压力设定过低，又易造成收缩太大、尺寸不安定等现象。保持压力必须伴随保压切换点及保压时间设定方为有效。 5.7.1 保压不足时的缺陷 保压不足时会导致：（1）凹陷；（2）气泡；（3）收缩率增加；（4）成形品尺寸变小；（5）尺寸的波动性变大；（6）由于熔胶回流导致内层配向。 5.7.2 保压过大的缺陷： 过大的保压则会造成：（1）注道区域的应力；（2）脱模困难；（3）外皮层的拉伸应力；（4）产品产生飞边。 5.7.3 保压时间阶段逐次降低保压可（多段保压）： 1）减少翘曲、降低从 浇口到末端的成形品区域之收缩变异； 2）减少内应力； 3）减少能源损耗。 5.8 保压时间 保压时间的设定是为控制保压产生作用的时间，保压时间设定不足将使产品发生尺寸、重量不安定。但保压时间设定太长，又会影响成形效率。适当的保压时间是维持到浇口凝固的时间即可，同时保压大小与保压时间 的适当配合，可使程序式保压控制发挥最大效用。 5.8.1 保压系为了射出终了时密封注道及因体积收缩的补偿，因此保压必须高于内部残留的压力。 5.8.2 保压时间设定如果在最大有效保压时间之前停止，亦 即保压时间过短，则可能产生下列之结果：1.凹陷；2.气泡；3.重量不足；4.尺寸较小；5.由于熔胶之回流产生内部配向。；6.更高的翘曲，尤其在半结晶性的材料；7.更大尺寸波动；8.收缩率增加设定有效的。 5.8.3 保压时间至少须到注道固化，一般约为冷却时间的30%即够。 5.9 注射时间 注射时间对注塑过程的影响主要包括在以下几个方面： （1）缩短注射时间，注塑熔体中的剪应变率也会提高，为了充满型腔所需要的注射压力也要提高； （2）缩短注射时间，熔体中的剪应变率提高，由于塑料熔体的剪切变稀特性，熔体的粘度降低，为了充满型腔所需要的注射压力也要降低； （3）缩短注射时间，熔体中的剪应变率提高，剪切发热越大，同时因热传导而散失的热量少,因此熔体的温度高,粘度越低，为了充满型腔所需要的注射压力也要降低。 5.10 模温 在模具设计及成型工程的条件设定上，重要的是不仅维 持适合的温度，还要能让其均匀分布。不均匀的模温分布，会导致不均一的收缩和内应力，因而使成形品易产 生变形和翘曲。模温的高低会影响塑料在模腔内硬化的速度，太低会 使充填较困难以及未适当的收缩(或再结晶)即硬化，使得成型品有较多的充填和热应力之残留；太高则容易出现毛边及需要较长的冷却时间。 提高模温可以获致以下的效果，但须增加冷却的时间，生产周期加长。 （1）增加成形品结晶度及较均匀的结构。 （2）使成形收缩较充分，后收缩减少。 （3）提高成形品的强度和耐热性。 （4）减少内应力残留、分子配向及变形。 （5）减少充填时的流动阻抗，降低压力损失。 （6）使成形品外观光泽较高。 （7）增加成形品发生毛边的机会。 （8）增加近浇口部位和减少远浇口部位凹陷的机会。 （9）减少结合线明显的程度。 未完 资料获取 文件名：JYDG-WI-LM-15 注塑成型工艺规范 体系管理专注于管理体系知识资料的分享！包括ISO9001、ISO14001、ISO45001、ISO13485、ISO17025、ISO27001、IATF16949等体系管理知识、制度文件范本、表单模板记录、培训教材PPT、电子书、实际运用案例等 |
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