射出成型技術入門
射出成型簡介 1 射出成形之基本知識。 1．1 射出成形的特征以及組成。 射出成形是將溶融的成形材料以高壓的方式填充到封閉的模具內，射出成形的模腔內承 受的壓力約400KGF/CM2，大約為400個大氣壓，以這樣高的壓力來制作產(chǎn)品是它的特征， 這是它的優(yōu)點也是它的缺點。也就是說模具 必須制作得相當堅固，因而模具價格也相當昂貴，因此必須大量生產(chǎn)以便與高價的模具 費用互相扣抵，例如每批之生產(chǎn)量必須10000PCS以上才合理，換句話說；射出成形的工 作必須以大量生產(chǎn)才行。 成型過程所說幾個步驟： 1. 1關門 安全門上才開始成型。 1．1．2 鎖模 將移動側的移動板前進，使得模具關閉，模具關閉以后確實地把模具鎖緊。 1．1．3 射出（包括保壓） 螺桿快速地往前推進，把熔融之成形材料注入模腔內填充成形，填充之后壓力要必須繼 續(xù)保持，這個動作特別取名為“保壓”。在剛充填時模具承受的壓力，一般叫做射出壓或 者叫做“一次壓”。 1．1．4 冷卻（以及下個動作的可塑化工程） 模腔內之成形材料等待冷卻凝固之過程叫“冷卻”。在這時候射出裝置也準備下次工作， 這個過程叫做“可塑化過程”。放在料斗里的成形材料，流入加熱的料管內加熱，是依據(jù) 螺桿旋轉把原料變成熔融狀態(tài)，螺桿像撥取螺絲的原理一樣，一面轉一面后退，螺桿前 端會儲存熔融之成形材料，螺桿旋轉時，抵抗螺桿向后退的壓力稱之為螺桿的“背壓”。 1．1．5 打開模具 將移動側的移動板向后退，模具跟著打開。 1．1．6 打開安全門 安全門打開，這時成形機處于待機中之狀能。 1．1．7 取件 將成品取出，然后檢視確認模具內未殘留任何物件再關門.以上整個成形作業(yè)叫做一個C YCLE成型。 成品是由模具的形狀成形出來。模具是由母模及公模組合成，公母模模仁之間留有空 隙,材料在此流入壓縮形成產(chǎn)品。成型材料要流入公母模之前的通路有主流道（SPRUE） 流道（RUNNER）閘門（GATE）等。 1．2 射出成形機 射出成形機以較大項目來區(qū)分，可分為兩項，鎖模裝置和射出裝置。 1．2．2 鎖模裝置 將模具關閉不被打開,成形材料在模腔內冷卻凝固后，模具才打開然后取出成品等等動作 的設備裝置之鎖模裝置。 1．2．3 將成形材料射出，填充到模腔內的設備裝置稱之射出裝置。此兩個裝置組合而成為射出 成形機。 下面繼續(xù)說明射出成形機的能力，射出成形機之能力基本上是下述3項規(guī)定來區(qū)分。 A 鎖模力 射出時，模具不被打開之最大鎖模力，以TON數(shù)來表示。 B 射出量 一次射出之重量，一般都是以多少克來表示。 C 可塑化能力 一定的時間內能夠熔解多少量的樹脂，一般都是以多少克來表示。 最重要的是鎖模力，成形品的投影面積，是指以模具開閉方向垂直此方向的投射影子面 積（實際也可說模具之面積）。模具內平均壓力加到投影面積就叫做鎖模力，鎖模力如 果是模具的“投影面積×平均壓力”大于“鎖模力”時模具之公母模就會被推開。 鎖模力=投影面積×模具內平均壓力 一般而言，模具內所能承受的壓力為400KGF/ Cm2， 因此多以此數(shù)字來計算鎖模力，但是，鎖模力常會因成形材料及成形品的形狀不同而不 同，差異比較大之參數(shù)如PE、PP、PS、ABS原料，這些原料用來做深度較淺的箱子，其參 數(shù)為300KGF/CM2，若作深度較深的箱子其參數(shù)400 KGF/CM2，若作小型精密高的成品，投影面積大概在10CM2以下時，其參數(shù)600KGF/CM2， PVC、PC、POM、AS、等原料，這些原料用來做深度較淺的箱子，其參數(shù)為400KGF/CM2， 若作深度較深的箱子其參數(shù)500KGF/CM2，若做小型精密高的成品，投影面積大概在10CM 2以下時，其參數(shù)800KGF/CM2。（如表） 模腔內平均壓力值 （單位KGF/Cm2） |成品 |淺的箱子 |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 | | | | 現(xiàn)在的射出成型機，一般說來射出能力都相當大，鎖模力如果足夠的話，實際上在使用 時都沒有什么問題，但是每次在定成形品之射出量時一定要確認是否包含了主澆道（SP RUE）流道（RUNNER）全部總合的重量。 可塑化的能力一般來說應該沒有什么問題，但是在成形品重量相當重且成形的速度又 很快時，如果每一循環(huán)的成形時間設定得太短時，可塑化的能力就會有不足現(xiàn)象發(fā)生， 這點應特別注意。 其他重要的項目有大柱之間隔以及行程，如圖 A B 大柱 所謂大柱，就是射出成形機支撐移支板及固定板的棒子，模具只能在TIE—BAR之內側才能 安裝進出。 D 行程 所謂開模行程，就是指成形機的移動板向后退到底時，移動板與固定板之間的距離.鎖模 裝置一般地說，可分為直壓式以及曲軸式兩種. 1. 3附帶之設備 1．3．1模具溫度控制器 模具溫度控制器,是用來冷卻模具而使成形品凝固定形.模具的溫度原則上是公模，母 模分開來控制才較理想，模具溫度控制器的水如果想降低到很低溫度時，例如要5℃，此 時模具溫度控制器就要以冷凍機來代替。 另外，一般的水到了95℃以上時便無法正常使用，此時模具溫度控制器就必須使用特殊的 耐熱油，有時模具溫度控制器也和電熱棒一起使用。 1．3．2原料干燥機以及材料供給裝置 通常射出成形機都裝置有烘干用的料斗，其上裝有鼓風的風車，烘干用的料斗是為了 使成形原料干燥去水份。 一般的PS、PP等成形用之材料，以烘干用的料斗來烘干已經(jīng)十分足夠的，但是，要求特 別干燥的工程塑膠，高功能的塑膠要成形時，就必須以除濕式熱風干燥機來干燥材料不 可。 1．3．3粉碎機（澆道用） 澆道，流道的粉碎機，主要是用來粉碎模具之澆道與流道，使粉碎后之粉碎料能再度 使用之機器。粉碎后的澆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%以內才可。 1．3．4熱膠道控制器 能有效的調節(jié)流道溫度來控制成品，節(jié)省原料，品質穩(wěn)定，成型周期短效率高但價格 昂貴，易損壞。 1. 塑膠的基本知識 2. 1塑膠的種類以及用途 塑膠是從石油中提煉出來，經(jīng)過人工復合而成，具有高分子量的有機物并具有可塑性 。 塑膠的優(yōu)點有：一次即可成形成品、具有高速率生產(chǎn)性、任何形狀都可制作、外觀美 麗、產(chǎn)品的質量輕。因有上述的特點所以塑膠產(chǎn)品品質良好，可大量制造以及價格便宜 。塑膠也有其缺點：耐熱性差、剛性很低易脆化、不耐油、易燃燒，特別是抗熱性，與 金屬相比較時，塑膠的抗熱性非常差。 塑膠若以較大項來分類時，可分為兩大類： 一是熱可塑性塑膠——加熱時變較，冷卻后變堅固，可反復回收使用。 一是熱固化塑膠——加熱時變較，冷卻后變堅固再加熱也無變化，不可回收使用。 熱可塑性塑膠：其分子構造如表，所見的長形線狀，當加熱時會移動變軟，冷卻后則形 成不會移動的堅固物體。 熱固化塑膠：開始時短的線狀會移動的，但加熱時，會互相邊連結成網(wǎng)目狀，變成不可 移動的堅固物體，冷卻后也無法恢復成原料的狀態(tài)。 塑膠的分子構造 熱可塑性塑膠 熱固化性塑膠 線狀 網(wǎng)目狀 目前，常常使用的塑膠有熱可塑膠性塑膠及熱固化塑膠，它們可用下表之方式來分類 塑膠的分類 |熱可塑性塑膠 |熱固化性塑膠 | |PE PC |尿素樹脂 | |PS |環(huán)氧樹脂 | |PP |多元脂 | |ABS | | 熱可塑性塑膠又可分為結晶性塑膠以及非結晶性塑兩大類 結晶性及非結晶性 |結晶性塑膠 |非結晶性塑膠 | |規(guī)則性高之分子 |規(guī)則性低之分子 | |PE |PS | |PA |PVC | |POM |PC ABS | 結晶性塑膠是分子排列規(guī)則較高。 非結晶性塑膠是分子排列成無定形的構造所有叫非結晶性塑膠。 結晶性塑膠及非結晶性塑膠成形時，其收縮率相當大，結晶性塑膠中PE的收縮率為2.5% 、PP為1.6%、POM為1.7%，如果其數(shù)值如下表，從此資料可以知道非結晶性塑膠比結晶性 塑膠其射出成形之產(chǎn)品可以達到較高之精密度。 成形收縮率的例子（%） |結晶性塑膠 |非結晶性塑膠 | |PE 收縮率 2.5% |PS 收縮率 0.4% | |PP 收縮率 1.6% |PVC 收縮率 0.3% | |POM 收縮率 1.7% |PC 收縮率 0.6% | 選擇塑膠材料，除了要注意成品之外觀尺寸的精密度、強度以及耐熱性、耐藥品性、耐 天候性等之因素外，成形的難易度、價格的總成本等等因素皆須去確認與估算。 選擇塑膠的參考表 |1．使用之溫度范圍大概為多少 | |2．會不會有油（藥品）附著在成品上 | |3．是否在屋外面使用？ | 首先討論使用之溫度范圍大概在多少度這個問題，一般成形品使用在—20℃到+65℃，若超 出這個范圍之外使用時，必須選用特殊之材料。 再來討論油及藥品附著之問題，一般塑膠制品是以不會附著到油及藥品之條件來使用， 如果有須使用在會附著油及藥品時，PS、AS、ABS、PC等類原料不可使用這時須使用PP、 POM、PA等原料。 再來討論屋外使用之狀況，一般塑膠制品是以室內使用為主，如果必須用在屋外時，則 須使用耐候性級數(shù)高原料。 表9 代表性的塑膠及其特性 |塑膠 |價格 |精度 |特征 |耐熱 |耐油 |耐候 | |PP | | |很薄肉厚也可成形 | | | | |POM | | |高剛性耐磨擦 | | | | |PS | | |成形容易透明也可 | | | | |ABS | | |韌性及流動性好 | | | | |PC | | |韌性及透明性很好 | | | | 代表“優(yōu)秀” 代表“普通” 代表“差” 上表說明 PP 價格便宜，肉薄時也能成形耐熱性普通，耐油性很好，精度差耐候性差，耐候性差。 POM剛性強磨擦系數(shù)小耐熱性耐油性很好，耐候性差價格貴，精度度無法達到很精密 為其特征。 PS 價格便宜，精密度高，成形容易，也能達到透明度之要求，但是反面來說耐熱性，耐油 性耐候性都不好。 ABS可以達到高精密度，韌性好物性佳是它的特征，但耐熱性普通。 PC 非常地強韌，透明性耐熱性也都很好。 各種塑膠材料的用途 代表性的塑膠用途一覽表 |PP |塑膠桶、洗衣機槽、自動車（汽車）| | |之擋板 | |POM |錄影機之齒輪 含油軸座 | |PS |電視機前殼 日光燈之蓋子 | |ABS |電話機 汽車之內裝板 | |PC |照相機本體 CD殼子 手機本體 | PP 用在塑膠桶、洗衣機水糟、自動車之擋板等地方，是因為其耐藥性及柔軟性好。 POM 用在VTR之齒車、含油軸座，是因為其耐韌性及搞磨擦性高。 PS 用來作電視機之前殼、汽車之內裝板，是因為其外觀性良好以及具有韌性之優(yōu)點。 PC 用來作照相機手機本體是因為精密度高及韌性強，用來作CD殼子，是利用其透明性好之 優(yōu)點。 射出成形技術入門 1 成形條件 以PS原料及成形的范例，射出成形的原則為“熔解”“注射”“冷卻”等三個階段。 1. 1“熔解”的工程 1. 1料管溫度 料管的溫度，每一區(qū)須設定在多少溫度是一般的常識（區(qū)分為料管灌嘴，前部、中部 、后部）。 成形條件中比較重要的是，螺桿前端停滯原料的溫度，成形操作中直接測定是比較困難 且無法執(zhí)行，所以以料管前端的溫度當作材料之溫度，料管之溫度由前端開始設定，如 果前端分成2部份時把它當作同樣的溫度。 材料之溫度，首先參考制造商提供的資料以及模具實際情況來決定，這樣先決定料管前 端之溫度，然后再來設定后部之溫度。后部的溫度如果太...
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