机床最大注射压力 注射压力 / bar p2 设定的注射压力 p1 注射压力超出 v1 v2 注射速度 / cm? /s 从压力曲线上看注射压力设置: 正确的注射压力设置 1800 1600 10 % 1400 1200 压力 [bar] 140 120 压力 [bar] 1400 注射压力限制 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 时间 [s] 5 6 7 120 140 实际注射压力 + 10 % 180 螺杆头压力 型腔压力 螺杆行程 注射压力设置太小 1800 1600 160 螺杆头压力 型腔压力 螺杆行程 180 160 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 时间 [s] 5 6 7 80 60 40 20 0 80 60 40 20 0 4/10 螺杆行程 [mm] 1000 100 螺杆行程 [mm] 100 预设注射压力 找出: 转压点&注射速度 注意: 始终保持所预设的 注射压力大于实际射压 获取实际注射压力 设定注射压力大于实际射压20 -30% bild83 bild20sepc 螺杆头压力和液压缸压力 P螺杆 = ? F1 = F2 P液压 = 100 bar 液压缸活塞截面面积 (A1) = ? 90 螺杆截面积 (A2) = ? 30 F2 F1 F1 = p液压 * A1 F2= p螺杆 * A2 P螺杆 = p液压 * A1 / A2 = p液压 * D1? / D2? = 100 * 90 ? / 30? = 900 Bar 1/1 各不同位置压力分布状态 压力, bar 时间 s 液压缸压力 螺杆头压力 浇口 型腔位置1 型腔位置2 注射缸 料筒 流道 型腔 注射速度的优化设定: ---- 使注射压力最低 1600 1580 注射压力 [bar] 1560 1540 1520 1500 优化设定 区域 0,1 350 0,12 0,14 280 0,16 0,18 210 0,2 注射时间 [s] 注射速度 [mm/s] 315 245 175 如果注射速度过快 浇口处波纹 浇口处晕斑 锐边处粗糙 焦斑 如果注射速度太慢: 唱片纹 表面粗糙 多级注射 理想的填充模式: 在整个注射过程中,熔体以一固定的波前速度(MFV)同时 到达模腔的每一个角落 . 波前速度 容积流动率 = 熔体波前速度(MFV) × 熔体波前面积(MFA) (其中: 熔体流动率 = 设定的注射速度) 如图: 熔体波前速度(MFV)和熔体波前面积 (MFA)。 MFV的差异使得塑料分子(以 点表示)以不同方式伸展,导致分子 与纤维取向的差异,从而造成收缩量 的差异或翘曲。 多级注射应用举例 应用一: 注射末端速度v4降低: (1) 确保切换位置准确 (2) 排气防止焦斑 (3) 避免内压过高 v4 v3 v2 v1 转压点 应用二: 壁厚处速度v2降低: v4 v3 v1 v2 (1) 使壁厚处流动平稳 (2) 可形成较硬的表层 转压点 应用三: v3 通过浇口处速度v2降低: v4 v2 v1 (1) 使浇口处流动平稳 (2) 防止喷射,浇口斑纹 (3) 防止浇口附近飞边 转压点 v2 v3 v4 v1 应用四: 流道填充速度v1降低: 转压点 (1) 使进胶平衡(尤其是对于非平衡浇口) (2) 防止冷料进入 (3) 防止流道高压,流道产生飞边 浇口 保压阶段 ? 优化的保压时间 = 浇口冷凝时间 根据产品模重确定保压时间 29,9 29,8 29,7 29,6 模重 (g) 29,5 重量 O" (g) 29,4 重量平均值 "m" (g) 重量 "U" (g) 29,3 29,2 29,1 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 保压时间 (s) 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 从型腔压力曲线看保压时间 ... 正确的保压压力和保压时间 ... 保压时间太短 型腔压力, MPa 保压时间的不足会造 成熔体倒流, 从而产生 产品重量,尺寸的不稳 定和缩孔,凹陷的出现 时间, s 保压压力,注射压力和壁厚 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 注射压力 < 保压压力 注射压力=保压压力 壁厚 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 确认是否需要蓄能器 注射压力>保压压力 需要蓄能器 结晶性塑料和非结晶性塑料的 标准型腔压力曲线: 3 4 型腔压力 MPa 1 – 压力测量开始 2 – 型腔填充 4 3 – 熔体压缩 4 – 浇口冷凝 结晶性塑料 非结晶性塑料 5 – 脱模 2 1 时间 s 5 根据压力曲线优化保压压力 (不同保压压力) ... 保压压力正确 ... 保压压力太小 型腔压力 MPa ... 保压压力太大 转压点 时间s ... 保压压力正确 ... 模具刚度不足 过程中保压压力太大 型腔压力 MPa 转压点 时间s 从压力曲线上看保压压力设置: 保压压力太大 1800 1600 1400 1200 压力 [bar] 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 时间 [s] 4 5 螺杆头压力 型腔压力 螺杆行程 保压压力太小 180 160 140 1000 100 1400 140 1200 螺杆头压力 型腔压力 螺杆行程 120 120 螺杆行程 [mm] 100 80 60 800 80 600 60 400 40 40 20 0 200 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 时间 [s] 螺杆行程 [mm] 压力 [bar] 如何寻找合理的保压压力 1. 首先找出最低保压压力: 产品刚出现充模不足,凹陷,内应力,尺寸偏小等问题时的保压压力. Plh = 2.找出最高保压压力: 产品刚出现毛刺,内应力,脱模不良,尺寸扁大等问题时的保压压力. Phh = 理想的保压压力 Ph = (Plh + Phh)/2 * 分析最大保压和最低保压的范围, 并通过可能的模具修改来使他们的范围尽量扩 大. * 在最低保压和最高保压之间每隔100bar 或50bar(取决于最低最高保压之间的范 围)取值; 然后在取的保压压力下各生产2模;研究保压和尺寸之间的关系,以决定可接 受的保压压力Ph或修改模具尺寸. Ph = * 型腔压力一般约为转压时注射压力的30-40%, 故保压压力一般大致可设为转压时注 射压力的50% 常见材料的一般压力范围 材料 PS ABS PP PA POM PC PMMA PC/ABS PBT 注射压力 (bar) 保压压力 (bar) 模腔压力(bar) 700 - 1600 800 - 1600 700 - 1600 700 - 1600 800 - 1800 1000 - 1800 1000 - 1600 800 - 1700 700 - 1600 300 - 600 400 - 900 300 - 600 500 - 700 800 - 1000 600 - 1000 600 - 1000 600 - 800 500 - 800 200 - 400 350 - 550 200 - 400 350 - 700 600 - 800 400 - 600 400 - 800 350 - 500 400 - 700 多级保压的应用 P2 P1 应用一: 逐步降低的保压压力: (1) 降低产品内应力 (2) 防止产品过饱, 飞边, 顶白, 粘模等 P3 转压点 应用二: Ph1降低,Ph2 增加的保压压力: - 待表面冷凝层形成,再提高Ph2 (1) 防止流动末端飞边 (2) 防止浇口附近凹陷. P2 P3 P1 转压点 冷却时间的估算 方法一: ?K ? a ? s? a ... 对 PC PA 6, PBT, PE-LD 2,17 2,64 ABS, PS, SAN, PA 6.6 2,82 PE-HD, PMMA PP POM 方法二: 3,00 3,67 4,18 ?K ? s ? ?1 ? 2s ? ?K ? 1,3 ? s ? ?1 ? 2s ? 对于 TM ? 60° C 对于 TM ? 60° C ?K... 冷却时间 s ... 壁厚(厚度至 4mm) TM ... 模壁温度 冷却时间的设定: 材料 ABS PS SB SAN ASA PE PP PC PC/ABS PA6 PA6.6 PA+GF PMMA POM PPO PET PBT CA PVC - h PVC - w 模具温度 40 - 60 15 - 50 20 - 50 40 - 60 40 - 60 20 - 60 20 - 60 80 -110 70 - 90 60 - 90 60 - 90 60 - 90 50 - 70 60 -110 80 -120 120 -140 60 - 80 40 - 80 30 - 60 30 - 50 脱模温度 70 70 70 70 70 70 70 110 80 100 100 100 80 105 110 110 90 80 70 70 锁模力大小和模板移动距离之间的关系 机器 模具 ET 330 - 1450 NC4 System Lagerkasten 模重( g ) 模板移动距离 (1/100mm) 440,5 10 9 材料 锁模力 kN 2900 2700 2500 2300 2100 1900 1700 PS 模板移动 ( 1 / 100 mm ) 产品模重 注射 0 0 0 0 0 0 0 保压 0 1 1 2 3 5 9 塑化 g 435,5 435,75 435,75 436,0 436,5 437,25 439,0 435,5 436,5 437,5 438,5 439,5 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1700 1900 2100 2300 2500 2700 2900 锁模力 ( KN ) 推荐的模板移动的最大距离 产品举例 电器插条 插座 齿轮 手机外壳 洗衣机滚筒 奶瓶 铅笔削外壳 瓶盖 一次性针筒活塞 一次性针筒 软盘外壳 桶 CD外壳 吸尘器外壳 光学镜头 轮毂罩 盒子 塑料 PBT PA 6-GF POM PC POM PP PP PP PP PP ABS PP PS ABS PMMA PA 6 PS 锁模力 [kN] 800 1000 1000 1000 1000 1500 1000 1500 1500 1500 2000 2500 3000 3000 3300 4000 5000 允许最大移动距离 [mm] 注射阶段 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,02 0,02 0,04 0,02 0,04 0,05 0,04 0,04 保压阶段 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,02 0,02 0,03 0,02 0,04 0,05 0,05 0,04 锁模力计算 FZ = Fz = Pwi = Aproj = pwi ? Aproj 100 锁模力 [kN] 型腔压力 [bar] 型腔投影面积 [cm 2 例如: * 1.1 300 x 178,5 = --------------- = 535 kN x 1,1 100 = 588 kN ] 优化的锁模力 Fz = A wi ? 100 P proj * 1.1 分型面 投影面积 (Awi) 合模时模板移动方向 * 注意: 不是产品越大, 锁模力就越大 常见材料的一般压力范围 材料 PS ABS PP PA POM PC PMMA PC/ABS PBT 注射压力 (bar) 保压压力 (bar) 模腔压力(bar) 700 - 1600 800 - 1600 700 - 1600 700 - 1600 800 - 1800 1000 - 1800 1000 - 1600 800 - 1700 700 - 1600 300 - 600 400 - 900 300 - 600 500 - 700 800 - 1000 600 - 1000 600 - 1000 600 - 800 500 - 800 200 - 400 350 - 550 200 - 400 350 - 700 600 - 800 400 - 600 400 - 800 350 - 500 400 - 700 bild20bar 使预塑时间略 小于冷却时间 螺杆转速设定: 原则: 尽量的慢. 太快容易造成熔体过度剪切从而破裂降解, 塑化不均, 卷 入气体等缺陷 底线: 使预塑时间略短于冷却时间. 背压设定: 原则: 推荐使用材料供应商提供的背压.倾向于大的螺杆背 压 目标: 减小熔体塑化时的轴向差异,减少气体,塑使化均匀. ---背压太小: 塑化不均; 气泡; 冷料; 混色不均; 塑化时间不稳等 ---背压太大: 材料降解; 螺杆磨损加剧; 预塑时间长; 流涎; 塑化时间不稳等 最大螺杆转速的限制: 螺杆直径 [mm] 材料 马达 最大 线速度 1 PS PE PP ABS SAN PA 6 / 6.6 PA - GF PC PC/ABS POM PMMA PPO PET PBT CA PVC-硬 PVC-软 X X X X X X X X X X X X X X X X X 2 mm/s 1200 1200 1200 600 600 800 600 500 400 700 500 600 500 600 500 200 500 1272 1042 916 1272 1042 916 1272 1042 916 636 636 848 636 530 424 743 530 636 530 636 636 212 530 521 521 692 521 434 346 608 434 521 434 521 521 173 434 458 458 608 458 381 304 535 381 458 381 458 458 152 381 764 764 764 382 382 510 382 318 255 446 318 382 318 382 382 127 318 18 22 25 30 35 40 45 50 60 70 80 95 110 130 螺杆转速 U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min U/min 655 655 655 327 327 436 327 273 218 382 273 327 273 327 327 109 273 573 573 573 286 286 382 286 239 191 334 239 286 239 286 286 95 239 509 509 509 255 255 340 255 212 170 297 212 255 212 255 255 85 212 458 458 458 229 229 306 229 191 153 267 191 229 191 229 229 76 191 382 382 382 191 191 254 191 159 127 223 159 191 159 191 191 64 159 327 327 327 164 164 218 164 136 109 191 136 164 136 164 164 55 136 286 286 286 143 143 190 143 119 95 167 119 143 119 143 143 48 119 241 241 241 121 121 160 121 101 80 141 101 121 101 121 121 40 101 208 208 208 104 104 138 104 87 69 122 87 104 87 104 104 35 87 176 176 176 88 88 118 88 73 59 103 73 88 73 88 88 29 73 建议的材料背压 材料 ABS PC/ABS CA PA 6 PA 6.6 PBT PC PE PET PMMA POM PP PPO PS PVC-硬 PVC-软 SAN 三段标准螺杆(Bar) 50-150 50-100 50-100 20-80 20-80 50-100 100-150 50-200 50-100 100-300 50-100 50-200 30-100 50-100 50-200 50-100 50-100 高速成型螺杆(Bar) 30-50 30-50 30-50 20-40 20-40 30-50 40-60 30-50 30-50 40-80 30-50 30-50 30-50 30-50 30-50 30-50 30-50 - 模具温度高: 强度,刚度高; 收缩大; 光洁度好; 残 余应力低; 熔解痕强度高. - 模具温度低: 韧性好; 收缩小; 透明性好; 熔接痕. (1)不平衡的冷却导致不必要的冷却时间加长 不平衡的模腔温度 32,0° C 到 129,6° C ( ? t 90,4°C ) 优化的冷却系统分布 均匀的温度分布 ( ? t = 5,0 °C ) 优化区域 结果比较 优化前: 长的冷却时间 高的废品率 生产稳定前的废品数 - 25 模 优化后: 冷却时间下降 废品率下降 生产稳定前的废品数 每个产品成本下降 模具成本增加 + 20 % - 35 % > 0,5 % –3模 – 18 % (2) 不平衡的冷却导致翘曲 较低的温度 底面收缩更大 较高的温度 模具温度的影响 80 °C 40 °C 40 °C 80 °C warm warm kalt warm kalt kalt warm kalt (3)模具温度设定参考: 材料 ABS PS SB SAN ASA PE PP PC PC/ABS PA6 PA6.6 PA+GF PMMA POM PPO PET PBT CA PVC – 硬 PVC – 软 模具温度 40 - 60 15 - 50 20 - 50 40 - 60 40 - 60 20 - 60 20 - 60 80 -110 70 - 90 60 - 90 60 - 90 60 - 90 50 - 70 60 -110 80 -120 120 -140 60 - 80 40 - 80 30 - 60 30 - 50 脱模温度 70 70 70 70 70 70 70 110 80 100 100 100 80 105 110 110 90 80 70 70 应避免的几种情况: 1. 接头漏水 漏水时: 型腔温度差 ?T = 12,3 K 不漏水: verbliebene Differenz ?T = 1,8 K 2. 水管长而杂乱 比较 !! 可以 最理想 不合格 型腔压力和模塑产品特性: 注射阶段 机器参数: ? 注射速度 压力 bar 注射阶段 ? 熔体温度 ? 模具温度 质量特性: ? 表观 ? 表面分子定向 ? 结晶性 s 型腔压力和模塑产品特性: 压缩阶段 机器参数: 压缩阶段 ? 转压点 ? 熔体温度 压力 bar ? 模具温度 质量特性: ? 收缩和尺寸 ? 飞边 ? 重量 时间 s 型腔压力和模塑产品特性: 保压阶段 机器参数: ? 保压压力/ 时间 ? 模具温度 压力 bar 保压阶段 ? 锁模力 质量特性: ? 尺寸/ 收缩 ? 变形 ? 凹陷/ 缩孔 ? 内部分子定向 时间 s 曲线跟踪: (曲线)页面 ? 显示100个周期 产品类别 精密件 参数 预塑时间 注射时间 周期 ± 1.0 % ± 1.0 % ± 1.0 % 功能件 ± 2.0 % ± 2.0 % ± 2.0 % 一般件 ± 5.0 % ± 5.0 % ± 3.0 % 预塑停止 转压点位置 料垫 模具打开位置 模具温度 下料口温度 料筒温度 熔体温度 热流道温度 油温 环境温度 注射压力 保压压力 ± 0.1 % ± 1.0 % ± 2.0 % ± 0.1 % ± 2.0 % ± 2.0 % ± 1.0 % ± 1.0 % ± 1.0 % ± 3.0 % ± 10.0 % ± 2.0 % ± 2.0 % ± 0.2 % ± 1.5 % ± 3.0 % ± 0.2 % ± 3.0 % ± 3.0 % ± 2.0 % ± 2.0 % ± 2.0 % ± 4.0 % ± 15.0 % ± 4.0 % ± 3.0 % ± 0.3 % ± 2.0 % ± 4.0 % ± 0.3 % ± 4.0 % ± 4.0 % ± 3.0 % ± 3.0 % ± 3.0 % ± 5.0 % ± 20.0 % ± 6.0 % ± 4.0 % 背压 最大模腔压力 锁模力 ± 5.0 % ± 1.0 % ±2.0 % ± 8.0 % ± 2.0 % ± 3.0 % ± 10.0 % ± 3.0 % ± 4.0 % (1) 熔体温度: 材料 ABS PS PPS SAN LCP PE PP PC PC/ABS PA 6 PA 6.6 PA + GF PMMA POM PPO PET PBT CA PVC – 硬 PVC – 软 熔体温度 0C 220 - 250 220 - 280 300 - 330 220 - 250 320 - 360 220 - 280 220 - 280 280 - 310 260 - 270 240 - 250 270 - 290 280 - 300 220 - 250 205 - 215 270 - 290 270 - 280 250 - 260 200 – 210 210 - 220 200 - 220 ! (2) 料筒下料口温度 材料 ABS PS SB SAN ASA PE PP PC PC/ABS PA 6 PA 6.6 PA + GF PMMA POM PPO PET PBT CA PVC – 硬 PVC – 软 下料口温度 0C 40 - 60 30 - 50 30 - 50 30 - 50 40 - 60 30 - 50 30 - 50 70 - 90 50 - 70 60 - 90 60 - 90 60 - 90 60 - 80 40 - 50 60 - 80 100 - 120 50 - 70 40 - 60 30 - 50 30 - 50 太高: 塑料在料筒里面过早熔融 形成表面融化层,从而造成 材料结块,下料不畅. 太低: 塑料易在料筒里面干性摩擦 从而使螺杆过度磨损;另外也 会使烘干过的材料在下料口 处突然冷却产生冷凝水,从而 造成下料不畅. (3) 材料干燥处理 材料 ABS PC/ABS ASA CA CAB PA PBT PC PC-PBT PET (Spritzgu?) PET (Preform) PMMA POM * PPO PPS PE PP PS * PSU PUR PVC-硬 * PVC-软 * SAN SB * 干燥温度 [? ?C] 80 100 80 70 70 80 120 120 110 120 150 80 100 110 140 80 80 80 120 90 70 70 80 80 干燥时间 [h] 3 4 3 3 3 4 4 3 3 4 5 3 3 2 3 1 1 1 3 3 1 1 3 1 含水率 [%] 0,2 - 0,4 0,15 - 0,3 0,1 - 0,3 2,0 - 6,0 1,0 - 3,0 1,3 - 3,0 0,1 0,1 - 0,2 0,1 - 0,2 0,3 0,1 - 0,3 0,2 - 0,4 0,2 - 0,25 0,1 0,1 0,01 0,02 0,05 - 0,1 0,2 - 0,25 0,7 -0,9 0,05 - 0,4 0,15 - 0,7 0,1 - 0,3 0,2 - 0,4 处理时最大 允许含水率 [%] 0,2 0,05 0,1 0,2 0,2 0,1 0,04 0,02 0,02 0,02 0,005 0,08 0,1 0,03 0,03 0,01 0,01 0,05 0,05 0,02 0,2 0,2 0,2 0,05 干燥后和未充分干燥的熔体比较 我们讲了些什么呢? 工艺过程设置 参数设置步骤: 第一步: 根据材料供应商, 预设料筒温度, 模具温度, 背压. 第二步: 预设料量, 注射压力限定, 注射速度, 螺杆转速和冷却时间. 第三步: 找出转压点, 实际注射压 力.同时优化注射速度 同时优化 第四步: 找出保压时间. 第五步: 找出保压压力 第六步: 优化冷却时间 料量; 螺杆转速; 背压; 料筒温度; 模具温度; 锁模力 第七步: 工艺参数控制范围的设定 问题: 1. 什么是背压,; 什么是转压点, 2. 简述预塑, 注射,和保压过程中螺杆和止回阀的工作状态 3. 注射和保压有什么区别 4. 如何设定转压点, 注射压力,注射速度, 保压时间,保压压力,冷却时间 5. 如何校验锁模力的大小 6. 什么是注射速度; 为什么要使用多级注射; 在哪些情况下可能要使用多级注射 7. 如何设定料筒温度, 模具温度; 须注意什么 8. 如何设定工艺参数控制范围