射出成型技術入門
射出成型简介 1 射出成形之基本知识。 1．1 射出成形的特征以及组成。 射出成形是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，射出成形的模腔内承 受的压力约400KGF/CM2，大约为400个大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征， 这是它的优点也是它的缺点。也就是说模具 必须制作得相当坚固，因而模具价格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具 费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说；射出成形的工 作必须以大量生产才行。 成型过程所说几个步骤： 1. 1关门 安全门上才开始成型。 1．1．2 锁模 将移动侧的移动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。 1．1．3 射出（包括保压） 螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，填充之后压力要必须继 续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射出压或 者叫做“一次压”。 1．1．4 冷却（以及下个动作的可塑化工程） 模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射出装置也准备下次工作， 这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据 螺杆旋转把原料变成熔融状态，螺杆像拨取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆前 端会储存熔融之成形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。 1．1．5 打开模具 将移动侧的移动板向后退，模具跟着打开。 1．1．6 打开安全门 安全门打开，这时成形机处于待机中之状能。 1．1．7 取件 将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何物件再关门.以上整个成形作业叫做一个C YCLE成型。 成品是由模具的形状成形出来。模具是由母模及公模组合成，公母模模仁之间留有空 隙,材料在此流入压缩形成产品。成型材料要流入公母模之前的通路有主流道（SPRUE） 流道（RUNNER）闸门（GATE）等。 1．2 射出成形机 射出成形机以较大项目来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。 1．2．2 锁模装置 将模具关闭不被打开,成形材料在模腔内冷却凝固后，模具才打开然后取出成品等等动作 的设备装置之锁模装置。 1．2．3 将成形材料射出，填充到模腔内的设备装置称之射出装置。此两个装置组合而成为射出 成形机。 下面继续说明射出成形机的能力，射出成形机之能力基本上是下述3项规定来区分。 A 锁模力 射出时，模具不被打开之最大锁模力，以TON数来表示。 B 射出量 一次射出之重量，一般都是以多少克来表示。 C 可塑化能力 一定的时间内能够熔解多少量的树脂，一般都是以多少克来表示。 最重要的是锁模力，成形品的投影面积，是指以模具开闭方向垂直此方向的投射影子面 积（实际也可说模具之面积）。模具内平均压力加到投影面积就叫做锁模力，锁模力如 果是模具的“投影面积×平均压力”大于“锁模力”时模具之公母模就会被推开。 锁模力=投影面积×模具内平均压力 一般而言，模具内所能承受的压力为400KGF/ Cm2， 因此多以此数字来计算锁模力，但是，锁模力常会因成形材料及成形品的形状不同而不 同，差异比较大之参数如PE、PP、PS、ABS原料，这些原料用来做深度较浅的箱子，其参 数为300KGF/CM2，若作深度较深的箱子其参数400 KGF/CM2，若作小型精密高的成品，投影面积大概在10CM2以下时，其参数600KGF/CM2， PVC、PC、POM、AS、等原料，这些原料用来做深度较浅的箱子，其参数为400KGF/CM2， 若作深度较深的箱子其参数500KGF/CM2，若做小型精密高的成品，投影面积大概在10CM 2以下时，其参数800KGF/CM2。（如表） 模腔内平均压力值 （单位KGF/Cm2） |成品 |浅的箱子 |深的箱子 |小型且精密的成 | |原料 | | |品 | |PE |300 |400 |600 | |PP | | | | |PS | | | | |ABS | | | | |PVC |400 |500 |800 | |PC | | | | |POM | | | | |AS | | | | 现在的射出成型机，一般说来射出能力都相当大，锁模力如果足够的话，实际上在使用 时都没有什么问题，但是每次在定成形品之射出量时一定要确认是否包含了主浇道（SP RUE）流道（RUNNER）全部总合的重量。 可塑化的能力一般来说应该没有什么问题，但是在成形品重量相当重且成形的速度又 很快时，如果每一循环的成形时间设定得太短时，可塑化的能力就会有不足现象发生， 这点应特别注意。 其他重要的项目有大柱之间隔以及行程，如图 A B 大柱 所谓大柱，就是射出成形机支撑移支板及固定板的棒子，模具只能在TIE—BAR之内侧才能 安装进出。 D 行程 所谓开模行程，就是指成形机的移动板向后退到底时，移动板与固定板之间的距离.锁模 装置一般地说，可分为直压式以及曲轴式两种. 1. 3附带之设备 1．3．1模具温度控制器 模具温度控制器,是用来冷却模具而使成形品凝固定形.模具的温度原则上是公模，母 模分开来控制才较理想，模具温度控制器的水如果想降低到很低温度时，例如要5℃，此 时模具温度控制器就要以冷冻机来代替。 另外，一般的水到了95℃以上时便无法正常使用，此时模具温度控制器就必须使用特殊的 耐热油，有时模具温度控制器也和电热棒一起使用。 1．3．2原料干燥机以及材料供给装置 通常射出成形机都装置有烘干用的料斗，其上装有鼓风的风车，烘干用的料斗是为了 使成形原料干燥去水份。 一般的PS、PP等成形用之材料，以烘干用的料斗来烘干已经十分足够的，但是，要求特 别干燥的工程塑胶，高功能的塑胶要成形时，就必须以除湿式热风干燥机来干燥材料不 可。 1．3．3粉碎机（浇道用） 浇道，流道的粉碎机，主要是用来粉碎模具之浇道与流道，使粉碎后之粉碎料能再度 使用之机器。粉碎后的浇道流道再回料斗中使用，要注意再生料不可放入太多，一般多 在20%以内才可。 1．3．4热胶道控制器 能有效的调节流道温度来控制成品，节省原料，品质稳定，成型周期短效率高但价格 昂贵，易损坏。 1. 塑胶的基本知识 2. 1塑胶的种类以及用途 塑胶是从石油中提炼出来，经过人工复合而成，具有高分子量的有机物并具有可塑性 。 塑胶的优点有：一次即可成形成品、具有高速率生产性、任何形状都可制作、外观美 丽、产品的质量轻。因有上述的特点所以塑胶产品品质良好，可大量制造以及价格便宜 。塑胶也有其缺点：耐热性差、刚性很低易脆化、不耐油、易燃烧，特别是抗热性，与 金属相比较时，塑胶的抗热性非常差。 塑胶若以较大项来分类时，可分为两大类： 一是热可塑性塑胶——加热时变较，冷却后变坚固，可反复回收使用。 一是热固化塑胶——加热时变较，冷却后变坚固再加热也无变化，不可回收使用。 热可塑性塑胶：其分子构造如表，所见的长形线状，当加热时会移动变软，冷却后则形 成不会移动的坚固物体。 热固化塑胶：开始时短的线状会移动的，但加热时，会互相边连结成网目状，变成不可 移动的坚固物体，冷却后也无法恢复成原料的状态。 塑胶的分子构造 热可塑性塑胶 热固化性塑胶 线状 网目状 目前，常常使用的塑胶有热可塑胶性塑胶及热固化塑胶，它们可用下表之方式来分类 塑胶的分类 |热可塑性塑胶 |热固化性塑胶 | |PE PC |尿素树脂 | |PS |环氧树脂 | |PP |多元脂 | |ABS | | 热可塑性塑胶又可分为结晶性塑胶以及非结晶性塑两大类 结晶性及非结晶性 |结晶性塑胶 |非结晶性塑胶 | |规则性高之分子 |规则性低之分子 | |PE |PS | |PA |PVC | |POM |PC ABS | 结晶性塑胶是分子排列规则较高。 非结晶性塑胶是分子排列成无定形的构造所有叫非结晶性塑胶。 结晶性塑胶及非结晶性塑胶成形时，其收缩率相当大，结晶性塑胶中PE的收缩率为2.5% 、PP为1.6%、POM为1.7%，如果其数值如下表，从此资料可以知道非结晶性塑胶比结晶性 塑胶其射出成形之产品可以达到较高之精密度。 成形收缩率的例子（%） |结晶性塑胶 |非结晶性塑胶 | |PE 收缩率 2.5% |PS 收缩率 0.4% | |PP 收缩率 1.6% |PVC 收缩率 0.3% | |POM 收缩率 1.7% |PC 收缩率 0.6% | 选择塑胶材料，除了要注意成品之外观尺寸的精密度、强度以及耐热性、耐药品性、耐 天候性等之因素外，成形的难易度、价格的总成本等等因素皆须去确认与估算。 选择塑胶的参考表 |1．使用之温度范围大概为多少 | |2．会不会有油（药品）附着在成品上 | |3．是否在屋外面使用？ | 首先讨论使用之温度范围大概在多少度这个问题，一般成形品使用在—20℃到+65℃，若超 出这个范围之外使用时，必须选用特殊之材料。 再来讨论油及药品附着之问题，一般塑胶制品是以不会附着到油及药品之条件来使用， 如果有须使用在会附着油及药品时，PS、AS、ABS、PC等类原料不可使用这时须使用PP、 POM、PA等原料。 再来讨论屋外使用之状况，一般塑胶制品是以室内使用为主，如果必须用在屋外时，则 须使用耐候性级数高原料。 表9 代表性的塑胶及其特性 |塑胶 |价格 |精度 |特征 |耐热 |耐油 |耐候 | |PP | | |很薄肉厚也可成形 | | | | |POM | | |高刚性耐磨擦 | | | | |PS | | |成形容易透明也可 | | | | |ABS | | |韧性及流动性好 | | | | |PC | | |韧性及透明性很好 | | | | 代表“优秀” 代表“普通” 代表“差” 上表说明 PP 价格便宜，肉薄时也能成形耐热性普通，耐油性很好，精度差耐候性差，耐候性差。 POM刚性强磨擦系数小耐热性耐油性很好，耐候性差价格贵，精度度无法达到很精密 为其特征。 PS 价格便宜，精密度高，成形容易，也能达到透明度之要求，但是反面来说耐热性，耐油 性耐候性都不好。 ABS可以达到高精密度，韧性好物性佳是它的特征，但耐热性普通。 PC 非常地强韧，透明性耐热性也都很好。 各种塑胶材料的用途 代表性的塑胶用途一览表 |PP |塑胶桶、洗衣机槽、自动车（汽车）| | |之挡板 | |POM |录影机之齿轮 含油轴座 | |PS |电视机前壳 日光灯之盖子 | |ABS |电话机 汽车之内装板 | |PC |照相机本体 CD壳子 手机本体 | PP 用在塑胶桶、洗衣机水糟、自动车之挡板等地方，是因为其耐药性及柔软性好。 POM 用在VTR之齿车、含油轴座，是因为其耐韧性及搞磨擦性高。 PS 用来作电视机之前壳、汽车之内装板，是因为其外观性良好以及具有韧性之优点。 PC 用来作照相机手机本体是因为精密度高及韧性强，用来作CD壳子，是利用其透明性好之 优点。 射出成形技术入门 1 成形条件 以PS原料及成形的范例，射出成形的原则为“熔解”“注射”“冷却”等三个阶段。 1. 1“熔解”的工程 1. 1料管温度 料管的温度，每一区须设定在多少温度是一般的常识（区分为料管灌嘴，前部、中部 、后部）。 成形条件中比较重要的是，螺杆前端停滞原料的温度，成形操作中直接测定是比较困难 且无法执行，所以以料管前端的温度当作材料之温度，料管之温度由前端开始设定，如 果前端分成2部份时把它当作同样的温度。 材料之温度，首先参考制造商提供的资料以及模具实际情况来决定，这样先决定料管前 端之温度，然后再来设定后部之温度。后部的温度如果太...
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