技术连载——塑料注射成型机的维护与保养

此实验结果是采用在喷嘴和浇道衬套之间放置一块压敏薄膜的方式获得。

1)使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。

1.6.1 塑料成型不完整
这是一个经常遇到的问题,但也比较容易解决。当用工艺手段确实解决不了时,可从模具设计制造上考虑进行改进,一般是可以解决的。
一、设备方面:
注塑机塑化容量{TodayHot}小。当制品质量超过注塑机实际较大注射质量时,显然地供料量是入不敷出的。若制品质量接近注塑机实际注射质量时,就有一个塑化不够充分的问题,料在机筒内受热时间不足,结果不能及时地向模具提供适当的熔料。这种情况只有更换容量大的注塑机才能解决问题。有些塑料如尼龙熔融范围窄,比热较大,需用塑化容量大的注塑机才能保证料的供应。
温度计显示的温度不真实,明高实低,造成料温过低。这是由于温控装置如热电偶及其线路或温差毫伏计失灵,或者是由于远离测温点的电热圈老化或烧毁,加温失效而又未曾发现或没有及时修复更换。
喷嘴内孔直径太大或太小。太小,则由于流通直径小,料条的比容增大,容易致冷,堵塞进料通道或消耗注射压力;太大,则流通截面积大,塑料进模的单位面积压力低,形成射力小的状况。同时非牛顿型塑料如ABS因没有获得大的剪切热而不能使黏度下降造成充模困难。喷嘴与主流道入口配合不良,常常发生模外溢料,模内充不满的现象。喷嘴本身流动阻力很大或有异物、塑料炭化沉积物等堵塞;喷嘴或主流道入口球面损伤、变形,影响与对方的良好配合;注座机械故障或偏差,使喷嘴与主流道轴心产生倾侧位移或轴向压紧面脱离;喷嘴{HotTag}球径比主流道入口球径大,因边缘出现间隙,在溢料挤迫下逐渐增大喷嘴轴向推开力都会造成制品注不满。
塑料熔块堵塞加料通道。由于塑料在料斗干燥器内局部熔化结块,或机筒进料段温度过高,或塑料等级选择不当,或塑料内含的润滑剂过多都会使塑料在进入进料口缩径位置或螺杆起螺端深槽内过早地熔化,粒料与熔料互相黏结形成“过桥”,堵塞通道或包住螺杆,随同螺杆旋转作圆周滑动,不能前移,造成供料中断或无规则波动。这种情况只有在凿通通道,排除料块后才能得到根本解决。
喷嘴冷料入模。注塑机通常都因顾及压力损失而只装直通式喷嘴。但是如果机筒前端和喷嘴温度过高,或在高压状态下机筒前端储料过多,产生“流涎”,使塑料在未开始注射而模具敞开的情况下,意外地抢先进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬,而妨碍熔料顺畅地进入型腔。这时,应降低机筒前端和喷嘴的温度以及减少机筒的储料量,减低背压压力避免机筒前端熔料密度过大。
注塑周期过短。由于周期短,料温来不及跟上也会造成缺料,在电压波动大时尤其明显。要根据供电电压对周期作相应调整。调整时一般不考虑注射和保压时间,主要考虑调整从保压完毕到螺杆退回的那段时间,既不影响充模成型条件,又可延长或缩短料粒在机筒内的预热时间。
二、模具方面
模具浇注系统有缺陷。流道太小、太薄或太长,增加了流体阻力。主流道应增加直径,流道、分流道应造成圆形较好。流道或较口太大,射力不足;流道、浇口有杂质、异物或炭化物堵塞;流道、浇口粗糙有伤痕,或有锐角,表面粗糙度不良,影响料流不畅;流道没有开设冷料井或冷料井太小,开设方向不对;对于多型腔模具要仔细安排流道及浇口大小分配的均衡,否则会出现只有主流道附近或者浇口粗而短的型腔能够注满而其它型腔不能注满的情况。应适当加粗流道直径,使流到流道末端的熔料压力降减少,还要加大离主流道较远型腔的浇口,使各个型腔的注入压和料流速度基本一致。
模具设计不合理。模具过分复杂,转折多,进料口选择不当,流道太狭窄,浇口数量不足或形式不当;制品局部断面很薄,应增加整个制品或局部的厚度,或在填充不足处的附近设置辅助流道或浇口;模腔内排气措施不力造成制件不满的现象是屡见不鲜的,这种缺陷大多发生在制品的转弯处、深凹陷处、被厚壁部分包围着的薄壁部分以及用侧浇口成型的薄底壳的底部等处。消除这种缺陷的设计包括开设有效的排气孔道,选择合理的浇口位置使空气容易预先排出,必要时特意将型腔的困气区域的某个局部制成镶件,使空气从镶件缝隙溢出;对于多型腔模具容易发生浇口分配不平衡的情况,必要时应减少注射型腔的数量,以保证其它型腔制件合格。
三、工艺方面
进料调节不当,缺料或多料。加料计量不准或加料控制系统操作不正常、注塑机或模具或操作条件所限导致注射周期反常、预塑背压偏小或机筒内料粒密度小都可能造成缺料,对于颗粒大、空隙多的粒料和结晶性的比容变化大的塑料如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等以及黏度较大的塑料如ABS应调较高料量,料温偏高时应调大料量。
当机筒端部存料过多时,注射时螺杆要消耗额外多的注射压力来压紧、推动机筒内的超额囤料,这就大大的降低了进入模腔的塑料的有效射压而使制品难以充满。
注射压力太低,注射时间短,柱塞或螺杆退回太早。熔融塑料在偏低的工作温度下黏度较高,流动性差,应以较大压力和速度注射。比如在制ABS彩色制件时,着色剂的不耐高温性限制了机筒的加热温度,这就要以比通常高一些的注射压力和延长注射时间来弥补。
注射速度慢。注射速度对于一些形状复杂、厚薄变化大、流程长的制品,以及黏度较大的塑料如增韧性ABS等具有十分突出的意义。当采用高压尚不能注满制品时,应可虑采用高速注射才能克服注不满的毛病。
料温过低。机筒前端温度低,进入型腔的熔料由于模具的冷却作用而使黏度过早地上升到难以流动的地步,妨碍了对远端的充模;机筒后段温度低,黏度大的塑料流动困难,阻碍了螺杆的前移,结果造成看起来压力表显示的压力足够而实际上熔料在低压低速下进入型腔;喷嘴温度低则可能是固定加料时喷嘴长时间与冷的模具接触散失了热量,或者喷嘴加热圈供热不足或接触不良造成料温低,可能堵塞模具的入料通道;如果模具不带冷料井,用自锁喷嘴,采用后加料程序,喷嘴较能保持必需的温度;刚开机时喷嘴太冷有时可以用火焰枪做外加热以加速喷嘴升温。
四 原料方面
塑料流动性差。塑料厂常常使用再生碎料,而再生碎料往往会反映出黏度增大的倾向。实验指出:由于氧化裂解生成的分子断链单位体积密度增加了,这就增加了在机筒和型腔内流动的粘滞性,再生碎料助长了较多气态物质的产生,使注射压力损失增大,造成充模困难。为了改善塑料的流动性,应考虑加入外润滑剂如硬脂酸或其盐类,较好用硅油(黏度300~600cm2/s)。润滑剂的加入既提高塑料的流动性,又提高稳定性,减少气态物质的气阻。
1.6.2 溢料
溢料又称飞边、溢边、披锋等,大多发生在模具得分合位置上,如:模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。溢料不及时解决将会进一步扩大化,从而压印模具形成局部陷塌,造成较久性损害。镶件缝隙和顶杆孔隙的溢料还会使制品卡在模上,影响脱模。
一 设备方面
机器真正的合模力不足。选择注塑机时,机器的额定合模力必须高于注射成型制品纵向投影面积在注射时形成的张力,否则将造成胀模,出现飞边。
合模装置调节不佳,肘杆机构没有伸直,产生或左右或上下合模不均衡,模具平行度不能达到的现象造成模具单侧一边被合紧而另一边不密贴的情况,注射时将出现飞边。
模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形不均,这些都将造成合模不紧密而产生飞边。
止回环磨损严重;弹簧喷嘴弹簧失效;料筒或螺杆的磨损过大;入料口冷却系统失效造成“架桥”现象;机筒调定的注料量不足,缓冲垫过小等都可能造成飞边反复出现,必须及时维修或更换配件。
二 模具方面
模具分型面精度差。活动模板变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸出的橇印毛刺;旧模具因早先的飞边挤压而使型腔周边疲劳塌陷。
模具设计不合理。模具型腔的开设位置过偏,会令注射时模具单边发生张力,引起飞边;塑料流动性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等,在熔融态下黏度很低,容易进入活动的或固定的缝隙,要求模具的制造精度较高;在不影响制品完整性的前提下应尽量安置在质量对称中心上,在制品厚实的部位入料,可以防止一边缺料一边带飞边的情况;当制品中央或其附近有成型孔时,习惯上在孔上开设侧浇口,在较大的注射压力下,如果合模力不足模的这部分
支承作用力不够发生轻微翘曲时造成飞边,如模具侧面带有活动构件时,其侧面的投影面积也受成型压力作用,如果支承力不够也会造成飞边;滑动型芯配合精度不良或固定型芯与型腔安装位置偏移而产生飞边;型腔排气不良,在模的分型面上没有开排气沟或排气沟太浅或过深过大或受异物阻塞都将造成飞边;对多型腔模具应注意各分流道合浇口的合理设计,否则将造成充模受力不均而产生飞边。
三 工艺方面
注射压力过高或注射速度过快。由于高压高速,对模具的张开力增大导致溢料。要根据制品厚薄来调节注射速度和注射时间,薄制品要用高速迅速充模,充满后不再进注;厚制品要用低速充模,并让表皮在达到终压前大体固定下来。
加料量过大造成飞边。值得注意的是不要为了防止凹陷而注入过多的熔料,这样凹陷未必能“填平”,而飞边却会出现。这种情况应用延长注射时间或保压时间来解决。
机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降,流动性增大,在流畅进模的情况下造成飞边。
四 原料方面
塑料黏度太高或太低都可能出现飞边。黏度低的塑料如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等,则应提高合模力;吸水性强的塑料或对水敏感的塑料在高温下会大幅度的降低流动黏度,增加飞边的可能性,对这些塑料必须彻底干燥;掺入再生料太多的塑料黏度也会下降,必要时要补充滞留成分。塑料黏度太高,则流动阻力增大,产生大的背压使模腔压力提高,造成合模力不足而产生飞边。
塑料原料粒度大小不均时会使加料量变化不定,制件或不满,或飞边。 1.6.3
凹痕
因塑料冷却硬化而造成收缩凹陷,主要出现在厚壁位置、筋条、机壳、螺母嵌件的背面等处。
一 设备方面
供料不足。螺杆或柱塞磨损严重,注射及保压时熔料发生漏流,降低了充模压力和料量,造成熔料不足。
喷嘴孔太大或太小。太小则容易堵塞进料通道,太大则将使射力小,充模发生困难。
二 模具方面
浇口太小或流道过狭或过浅,流道效率低、阻力大,熔料过早冷却。浇口也不能过大,否则失去了剪切速率,料的黏度高,同样不能使制品饱满。浇口应开设在制品的厚壁部位。流道中开设必要的有足够容量的冷料井可以排除冷料进入型腔使充模持续进行。点浇口、针状浇口的浇口长度一定要控制在1mm以下,否则塑料在浇口凝固快,影响压力传递;必要时可增加点浇口数目或浇口位置以满足实际需要;当流道长而厚时,应在流道边缘设置排气沟槽,减少空气对料流的阻挡作用。
多浇口模具要调整各浇口的充模速度,较好对称开设浇口。
模具的关键部位应有效地设置冷却水道,保证模具的冷却对消除或减少收缩起着很好的效果。
整个模具应不带毛刺且具有可靠的合模密封性,能承受高压、高速、低黏度熔料的充模。

一、模具问题

浇道直接供应塑料到制成品,浇道黏附在制成品上。在两板的工模,大水口通常是一出一隻,但在三板模或热流道工模的设计上,可以一啤多隻。

1、模具唧咀变形,塑料在高压高速情况下从缝隙喷射出来;2、流道堵塞,胶料无法射入模腔产生漏胶:a)普通模具主流道堵塞;b)热流道模具主流道温度异常,发生堵塞。二、注塑设备问题1、注塑机射退油缸的油封损坏,在射胶时出现后退现象,发生漏胶;2、注塑机射退油缸螺丝松动,使射台偏移,产生漏胶;3、射台偏移,射咀内径和模具唧咀孔不再同一直线上,射咀球面和模具唧咀球面没有完全接触,存在缝隙而发生漏胶;4、射咀与模具唧咀不匹配,会发生脱模不顺或漏胶;5、因长期碰撞,发生变形或崩裂而产生漏胶;6、高速高压使射咀松动,射咀与炮筒法兰接触位置产生漏胶。三、工艺问题1、背压过大,在主浇口冷却后,料筒的胶料从射咀处流出;2、保压时间过长,保压压力和速度过高,在主浇口冷却后,保压将胶料压缩在射咀处,待熔胶时射退油缸没有拉射台,射台松动时,胶料即可喷出,发生漏胶。四、模具安装问题1、安装模具时,没有定位圈,射咀和模具唧咀没有对正;2、安装模具时,码模铁没有压紧模具,在生产中因长期震动,模具下沉,射咀与模具唧咀无法对正而产生漏胶;3、装模对嘴时,射台进压力、速度过大,将模具唧咀挤压变形。通过上图在射咀打红丹检测:“A”表示喷嘴梢部和浇道衬套之间有完整的接触面积;“B”表示喷嘴梢部和浇道衬套的半径不匹配;“C”表示喷嘴梢部和浇道衬套之间减少了一个内圈接触面积。

4.浇口不宜使熔料直冲入型腔,否则会产生漩流,在塑件上留下旋形的痕迹,特别是窄的浇口更容易出现这种缺陷;

2.浇口位置会影响保压压力,保压压力大小,保压压力是否平衡,将浇口远离产品受力位置以避免残留应力,浇口位置必须考虑排气,以避免积风发生,不要将浇口放在产品较弱处或嵌入处,以避免偏位(CoreShaft)。

1)浇口的横切面面积愈大愈好,而槽道之长度则愈短愈佳,以减少塑料通过时的压力损失。

3)除水口完毕,仅留下少许痕迹

4.应尽量使除水口操作容易进行,最好是自动操作.

设计浇口的方法并无硬性规定,大都是根据经验而行,但有两个基本要素须加以折衷考虑:

PS:(唧咀在模具占很重要的一部份,加热溶解塑胶经唧咀注入模具后才形成产品,装配在前模

7.大型或扁平塑件成形时,为防止翘曲、变形、缺料可采用复式浇口;

1.流长(FlowLength)决定射出压力,锁模力,以及产品填不填的满流长缩短可降低射出压力及锁模力。

5.浇口的位置应与各方面配合。

浇口的尺寸可由横切面积和浇口长度定出,下列因素可决定浇口最佳尺寸:

6.带有细长的型芯的注塑模的浇口位置,应当离成型芯较远,不使成型芯受料流冲而变形;

3)注入模腔的胶料量

3.模具加工要求

10.设计多个型腔注塑模时,结合流道的平衡来考虑浇口的平衡,尽量做到熔融料同时均匀充。

1.外观要求

8.浇口应尽量开设在不影响塑件外观的位置,如边缘底部;

三、选择浇口位置的技巧

5.浇口位置的选择,应防止在塑料表面上产生拼缝线,特别实在圆环或是圆筒形的塑件中,应在浇口的面的熔料浇合处加开冷料井;

3.浇口位置的选择,应有利于排除型腔中的空气;

2.浇口位置以及尺寸

5)减少填料过多现象

5.浇口容不容易去除

四、浇口的平衡

2)浇口须细窄,以便容易冷结及防止过量塑料倒流.故此浇口在流道中央,而它的横切面应尽可能成圆形。不过,浇口的开关通常是由模件的开关来决定的.

浇口是流道和型腔的连接部分,也是注塑模进料系统的最后部分,其基本作用为:

2.浇口位置的选择,应使塑料充模流程最短,以减少压力损失;

一、浇口位置需要满足的5个要求

4.产品的翘曲变形

2.产品功能要求

浇口是一条横切面面积细小的短槽,用以连接流道与模穴。横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:

缺点:在制成品表面形成水口印会影响成品外观,而水口印大小在于唧咀的细直径孔。

因此大水口印可以减细,只要将上述唧咀的尺寸改小.但唧咀的直径受唧咀直径的影响,而水口要易于出模的关系,脱模角不能少过3度,所以只有唧咀长度可以减短,用加长唧咀即可。

5)工模温度

浇口选择:

3.浇口尺寸:

2)除水口简易

4)熔解温度

2.注入工模的胶料,在注料过程的各阶段,都应保持统一而稳定的流动前线.

浇口的平衡法有两种:改变浇口槽道的长度及改变浇口的横切面面积。在另一种情况下,即模穴有不同的投影面积时,浇口也需要平衡。这时,要决定浇口的大小,就要先将其中一个浇口尺寸定出,求出它与其对应模穴体积相较的比率,并且把这个比率应用到其浇口与各对应模穴的比较上,便可相继求出各个浇口的尺寸。经过实际试注后,便可完成浇口的平衡操作。

3.应考虑可能出现焊痕,气泡,凹穴,虚位,射胶不足及喷胶等情况.

1.注入模穴各部份的胶料应尽量平均.

如果不能获得平衡的流道系统,可采用下述浇口平衡法,以达到划一注模的目标。这种方法适用于有大量模穴的工模。

浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但就基本作用来说,浇口截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。

浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但就基本作用来说,浇口截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。

2)型腔充满后,浇口能迅速冷却封闭,防止型腔能还未冷却的塑料回流。

1)将浇口放置于产品最厚处,从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。如果保压不足,较薄的区域会比较厚的区域更快凝固,避免将浇口放在厚度突然变化处,以避免迟滞现象或是短射的发生。

3)当塑料流入流道时,塑料接近模面最先降热及凝固。塑料再向前流动时只是在此凝固的塑料层流过。又由于塑料是低传热物质,固态的塑料形成绝绿层及保持层的仍可流动。所以,在理想的情况下,浇口应设置在横流道层位置,使得最佳的塑料流动效应。此情况最常见于圆形及六角形的横流道.然而梯形的横流道无法达致此效果,因浇口不能设置于流道的中间位置。

五、直接浇口(DirectGate)或大水口(SprueGate)

2)可能的话,从产品中央进浇,将浇口放置于产品中央可提供等长的流长,流长的大小会影响所需的射出压力,中央进浇使得各个方向的保压压力均匀,可避免不均匀的体积收缩。

决定浇口位置时,应紧守下列原则:

2)模件之厚薄

4)使多个模穴的填料较易控制

1.浇口开设在塑件断面较厚的部位,使熔料从厚料断面流入薄断面保证充模完全;

七、唧咀的脱模角,唧咀的长度

1)模穴注不久,浇口即冷结

浇口设计要点可归纳如下:

1.浇口

9.浇口的尺寸取决于塑件的尺寸、形状和塑料的性能;

二、对生产和功能的影响

1)胶料流动特性

八、总结

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