2014-03-24LouisaLiuStarZhangPlasticmaterialknowledgeTraining

塑料件知識培訓

塑料件的成分和不同原料的特性PlasticcompositionandcharactersofdifferentmaterialsCrosbyplasticpartcasesshare---LouisaLiu注塑模具介紹

Moldingdieintroduce

EMCplasticpartcasesshare---CheneyChen注塑工藝及參數介紹

Moldingprocessandparameterintroduce

IASplasticpartcases---CandyJiao塑料件主要失效模式匯總PlasticmajorfailuremodecollectMarigoldplasticpartcases---StarZhang

Agenda

塑料為合成的高分子化合物,一般所俗稱的塑料(plastics)或樹脂(resin).Plasticissyntheticmacromolecularcompound,usuallynamedplasticorresin.

塑料簡介

PlasticIntroductionABSPE塑料件的應用領域（PlasticApplication）塑料分類(PlasticClassification)根據用途：通用塑料和工程塑料Baseonapplication:generalpurposeplasticsandengineeringplastics根據加工方法：注射、擠出、吹塑、澆鑄、膜壓塑料等多種類型

Baseonprocessingmethod:injectionplastics,extrusionplastics,blowmolding

plastics,castingplastics,filmpressureplasticsandsoon.根據受熱后的性質：熱塑性塑料和熱固性塑料Baseonthepropertyafterbeheated:thermoplasticplasticsand

thermosettingplasticsa)熱塑性材料：可回收利用，如PE、PS、PC、PP、PVC、ABS等

Thermoplasticplastics：recyclable,forexample,PE\PS\PC\PP\PVC\ABS

etc.b)熱固性材料：不可回收利用，如PF、UF、MF、EP等

Thermosettingplastics：un-recyclable,forexample,PF\UF\MF\EPetc.合成樹脂:是塑料中最主要的成分,是決定塑料類型、性能及使用的根本因素.

SyntheticResin:

themaincomponentintheplastic,thedecisivefactorof

plastictypes,performanceanduse2.

填充劑:可以提高塑料的強度和耐熱性能，比如木粉、纖維、硅藻土等

Filler:

canimprovethestrengthandthermalpropertiesofplastics,forexample,

woodpowder\fiber\diatomite

塑料主要成分PlasticsMajorIngredientPE3.增塑劑:

可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易于加工成型

Plasticizers:

canincreasetheplasticplasticityandflexibility,reducethe

brittleness,easyprocessingmolding4.穩定劑:

防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞，延長

使用壽命。比如硬脂酸鹽、環氧樹脂。

Stabilizers:

preventsyntheticresin’sdecompositionanddestructionbylight

andheatintheprocessinganduse,toextendtheservicelife.

Forexample,stearicacidsalt,epoxyresin.塑料主要成分PlasticsMajorIngredientPhthalateAcidEsters(PAE)2005/84/ECstatedthemaxaddingquantityis0.1%,flammable,suspectcarcinogen.

5.色母粒:使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色

ColorMasterBatch:makeplastichasallkindsofbright,beautifulcolors

塑料主要成分PlasticsMajorIngredient

合成樹脂SyntheticResin五大通用樹脂：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙

烯（PP）和ABS樹脂FiveGeneralResin:Polyethylene(PE),polyvinylchloride(PVC),

polystyrene(PS),polypropylene(PP)andABSresin白色一級顆粒(Whiteone-levelparticles)PE6K-9K(RMB/ton)PVC5K-9K(RMB/ton)PS6K-9K(RMB/ton)PP5K-8K(RMB/ton)ABS9K-1.2K(RMB/ton)聚乙烯（PE）Polyethylene聚乙烯PEPEsummary概述性質Property工藝ProcessUses用途前景ProspectClassification分類歷史History

Born：1898Mother：漢斯?馮?派克曼Father：雷金納德?吉布森

埃里克?福西特發現背景：聚乙烯是在兩次試驗事故中被發現的，第一次是1898年派克曼在一次試驗中發生事故，在爆炸現場發現白色蠟狀物質。第二次是1933年3月雷金納德?吉布森和埃里克?福西特研究高壓對化學反應的影響時，在反應器里發現蠟狀固體，后來確定是聚乙烯。Background:polyethylenethatwasfoundinthetwoexperimentaccidents,thefirsttimein1898Pacmanaccidentinoneexperiment,awhitewaxysubstancefoundatthesceneoftheexplosion.SecondisfoundbyReginaldGibsonandEricFawcettinMarch1933:astudyofhighpressureonthechemicalreaction,foundthewaxysolidinthereactor,thendeterminedisthepolyethylene.PESummary分子結構Molecularstructure是由乙烯經加聚反應制得的一種熱塑性樹脂。無臭，無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃)。

Obtainedbytheadditionpolymerizationofethylene,isathermoplastic

resin.Odorless,non-toxic,feelslikewax,hasexcellentperformanceoflow

temperatureresistant(minimumtemperatureis-70~-100℃).PESummary分子結構Molecularstructure化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良。

Goodchemicalstability,erosionresistanttomostacids(notresistant

tooxidizingacid),notsolubleincommonsolventsatroomtemperature,

weakwaterabsorption,excellentelectricalinsulationproperties.結構最簡單的高分子，通用合成樹脂中產量最大的品種，也是應用最廣泛的高分子材料。

Thepolymerofmostsimplestructure,andisthevarietieswiththelargest

productioningeneralsyntheticresin,andalsoisthemostwidelyused.PESummary物理性質Physicalproperties聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優越的介電性能。易燃燒且離火后繼續燃燒。透水率低，對有機蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結晶度增加而下降在一定結晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點范圍為132-135oC，低密度聚乙烯熔點較低（112oC）且范圍寬。常溫下不溶于任何已知溶劑中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中。性質Property化學性質Chemicalproperties化學穩定性優越，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質。但是硝酸和硫酸對聚乙烯有較強的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發生降解，碳黑對聚乙烯有優異的光屏蔽作用。受輻射后可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反映。性質PropertyPE分類Classification

中空制品管板材擠出法可生產聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設。擠出的板材可進行二次加工。也可用發泡擠出和發泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料高密度聚乙烯強度較高，適宜作真空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容PE主要用途MainUses纖維中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產漁網和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業耐酸堿織物。目前已研制出超高強度聚乙烯纖維（強度可達3～4GPa）,可用作防彈背心，汽車和海上作業用的復合材料。PE主要用途MainUses雜品用注射成型法生產的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉箱、小型容器、自行車和拖拉機的零件等。制造結構件時要用高密度聚乙烯。PE主要用途MainUses塑料工藝

基本簡介

注塑是一種工業產品生產造型的方法。產品通常使用橡膠注塑和塑料注塑。注

塑還可分注塑成型模壓法和壓鑄法。注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是將熱

塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備，

注射成型是通過注塑機和模具來實現的。塑料工藝

主要類型橡膠注塑：橡膠注射成型是一種將膠料直接從機筒注入模型硫化的生產方法。橡膠注塑的優點是：雖屬間歇操作，但成型周期短，生產效率高取消了胚料準備工序，勞動強度小，產品質量優異。塑料注塑：塑料注塑是塑料制品的一種方法，將熔融的塑料利用壓力注進塑料制品模具中，冷卻成型得到想要各種塑料件。有專門用于進行注塑的機械注塑機。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。所得的形狀往往就是最后成品，在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其他的

加工。許多細部諸如凸起部、肋、螺紋都可以在注射模塑一步操作中成型出來。

塑料工藝

注塑成型工藝塑件的注塑成型工藝過程主要包括合模-——填充——保壓——冷卻——脫模等4個階段。這4個階段直接決定著制品的成型質量，而且這4個階段是一個完整的連續過程。塑料件主要失效模式匯總

(Plasticmajorfailuremodesummary)

Failuremodesummary毛邊flash氣泡bubble黑點blackspot熔接痕weldingline起皮peeling缺料shortfilling變形deformation縮水shrink定義/Define圖示/Photo縮水/縮痕是指制件在壁厚處出現表面下凹的現象，通常在加強筋、沉孔或內部格網處出現。Shrinkisaphenomenonofthesurfaceconcave,usuallyhappenedinthestiffener,sinkholesorappearsattheinternalgrid.原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction壁厚部分及加強筋部位的冷卻不足，由于模腔內壓力不足引致，隨內部收縮而產生的表面凹陷。Thickpartcooltimeisinsufficientwhichleadtoinnercavitypressureislowandconcavehappened.◆提高模具溫度Increasethemoldtemperature◆擴大注口，流道尺寸Expandgatedimension◆提高保壓壓力，增加保壓時間

Raisevalueandtimeofholdingpressure◆保持緩沖料量，直到澆口封閉Keepbuffercapacity,untilthegateisclosed◆調整壁厚：將加強筋厚度設置為基板厚度的1/3

Improvewall-thickness塑料件主要失效模式(1）——縮水Plasticmajorfailuremode(1)——Shrink

塑料件主要失效模式(2）——毛邊

Plasticmajorfailuremode(2)——Flash

定義/Define圖示/Photo毛邊是指在模具分型面或頂桿等部位出現多余的塑料，使制件在上述地方出現不規則的邊角。Flashisaphenomenonofneedlessplastic,usuallyhappenedindiejoint.原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction1.原料溫度太高

Rawmaterialtoohightemperature2.射膠壓力太高

Toohighejectionpressure3.填料過飽

Fillertoofull4.合模線或貼合面不良

Moldinglinedamage5.鎖模壓力不夠

Modelockingpressurenotenough6.制品投影面積過大

Toobigprojectionarea7.入水口分布不均

Uneven

distributionofgate1.降低原料溫度及模具溫度Lowermaterialtemperature2.降低射膠壓力Lowerejectionpressure3.降低射出時間.速度及料量Lowerejectiontime/speedandreduceamountofmaterial4.檢修模具Adjustmold5.增加鎖模壓力Increasemodelockingpressure6.選用較大的注塑機或者選用合適面積的制品模具Choosebiginjectionmachineorbigmold7.重新分配入水口Redistributegatelocation塑料件主要失效模式(3）——缺料

Plasticmajorfailuremode(3)——ShortFilling

定義/Define圖示/Photo缺料或者叫做欠注是指模具型腔不能被完全填充滿的一種現象。Shortfillingisaphenomenonofmoldcavitynotfull

原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction熔體溫度、模具溫度或注塑壓力和速度過低Material/moldtemperaturetooloworinjectionpressure/speedtoolow原料塑化不均Materialplasticizationinsufficient排氣不良Badventing原料流動性不足Rawmaterialshortageofflow-ability制件太薄或澆口尺寸太小Toosmallgate聚合物熔體由于結構設計不合理導致過早硬化或是未能及時的進行注塑.Molddesignunreasonable成型材料Moldingmaterial：增加熔體的流動性Increasetheflow-abilityofmaterial2.模具設計Molddesign：a.填充薄壁之前先填充厚壁，避免出現滯留現象，導致聚合物熔體過早硬化。Fillthin-wallbeforefillingthicknessb.增加澆口數量，減少流程比。Increasegateqtyc.增加流道尺寸，減少流動阻力Increasechannelsize

d.排氣口的位置設置適當，避免出現排氣不良的現象,.增加排氣口的數量和尺寸.Checkventinglocationandincreaseventingholesizeandamount3.成型工藝a.增大注塑壓力b.增大注塑速度，增強剪切熱c.增大注塑量d.增大料筒溫度和模具溫度塑料件主要失效模式(4）——氣泡

Plasticmajorfailuremode(4)——Bubble

定義/Define圖示/Photo氣泡是指空氣被困在型腔內而使制件產生的現象。困在型腔內氣體不能被及時排出，易導致出現表面起泡，制件內部夾氣，注塑不滿等現象。Someairisstuckintheinsidethecavityandcan’tbedischargedintime,thiscanleadtobubble.8113-007-012原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction塑料潮濕，含水分、溶劑或易揮發物質Materialiswetorcontainsomevolatile

substances料粒太細、不均或背壓小，料筒后端溫度高或加料端混入空氣或回流翻料Someairmixintothematerial模腔填料不足或澆口、流道太小Fillernotenoughorgatetoosmall注射壓力和速度設置太低Injectionpressureandspeedtoolow模溫低或溫度不均勻，射嘴溫度太高Unevenmoldtemperatureandtoohigh

nozzletemperature注塑先干燥處理膠料，也要避免處理過程中受過大的溫度變化Beforeinputmaterial,dryingit對細料粒或不均勻料，設置好料筒各區端的溫度，以防止注塑成型時有空氣介入擴大澆口、流道尺寸，檢查下料口或射膠動作參數Expandgatesize/channelsize,checkfeedgateandinjectionparameter增加射膠壓力、速度、時間設定值Increaseinjectionpressure,speedandadjusttimesetting檢查模具冷卻系統，重新排列，使工模溫度一致，降低射嘴設定溫度值Checkmoldcoolingsystem,rearrange,makethemoldtemperatureconsistent,lowernozzletemperaturevalues塑料件主要失效模式(5）——黑點

Plasticmajorfailuremode(5)——Blackspot

定義/Define圖示/Photo黑點/黑紋是指在制件表面存在黑色斑點或條紋，或是棕色條紋。Blackspot/streaksisaphenomenonofplasticdiscolor8102-016-012原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction材料降解:塑膠過熱分解將導致黑點或條紋。塑膠如果在封閉的料筒內、螺桿表面停留時間過長，將導致炭化降解，故而在注塑過程中產生黑點或條紋。Duetomaterialcarbonizeintheprocessofheating材料污染:塑膠中存在臟的回收料、異物、其他顏色的材料或易于降解的低分子材料，都可能引起上述現象。空氣中的粉塵也容易引起制件表面的黑點。Materialmixedwithotherforeignmattersorotherdirtalsocancausethisissue材料Material采用無污染的原材料Usepollution-freematerial將材料置于相對封閉的儲料倉中Improvematerialstorageenvironment增加材料的熱穩定性Increasethermalstabilityofmaterial2.模具設計MoldDesign清潔頂桿和滑塊Cleanejectorpinandslipper.改進排氣系統.Improveventingsystem清潔和拋光流道內的任何死角，保證不產生積料Cleanandpolishrunner’severycornner注塑前清潔模具表面.Beforeinjection,cleanmoldsurfece塑料件主要失效模式(6）——熔接痕

Plasticmajorfailuremode(6)——Weldline

定義/Define圖示/Photo塑料在模具內流動時，各流動液會合處所遺留的紋線。Weldinglinehappeninthejunctionoftwoliquidinthemold原因分析/Causeanalysis改善方案/Improvementaction澆口系統形式不當，澆口小，分流道小，流程長，流料阻力大，料溫下降快Toosmallgate料溫太低或模溫太低Materialtemperaturetoolow塑料流動性差，冷料摻入，冷卻速度快Materialflow-abilitynotgood模具內有水分或潤滑劑，融料充氣過多，脫模劑過多

Someliquidortoomuchmoldreleaseagentinthemold注射壓力太小或注射速度慢Injectionpressuretooloworspeedtooslow制品型狀不良，壁厚薄不均勻，使融料在薄壁處匯合Non-uniformwallthickness冷卻系統不當或排氣不良Ventingsystembad成型材料Material：

改為流動性好的材料Choosethematerialthatflow-abilityisgood2.成型工藝Formingprocess：a.提高注塑溫度Increaseinjectiontemperatureb.提高熔接痕部分對應的注塑速度Increaseinjectionspeedc.提高模具溫度Increasemoldtemperatured.提高注塑壓力Increaseinjectionpressuree.減少使用脫模劑Reducetheamountofmoldreleaseagent3.模具設計Molddesign：a.采用大澆口Usebiggatemoldb.改短澆口shortgatec.改變澆口位置Improvegatepositiond.加大冷料穴Improveventingandcoolinge.在熔接痕前部設護耳Onthefrontoftheweldlinesettab塑料件主要失效模式(7）——起皮

Plasticmajorfailuremode(7)——Pee