生產(chǎn)工藝及過程控制

塑料材料及工藝基礎知識介紹塑料件制造部楊林2/6/20231前言塑料制件具有優(yōu)良的電氣絕緣性能、較好的機械力學性能和耐熱性能。材料重量較輕，易于壓制成各種形狀復雜的零件和組件，因而被廣泛地應用于電器制造業(yè).特別在低壓電器和家用電器，塑料件的比重越來越大，多達80%。這對于節(jié)約金屬材料，提高產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟指標，改善產(chǎn)品外型結(jié)構(gòu)造型等方面都具有特別重要的意義。2/6/20232主要介紹內(nèi)容一、塑料常識二、目前公司常用的熱塑性材料三、注塑生產(chǎn)工藝流程四、塑料件生產(chǎn)加工工藝五、生產(chǎn)加工中的常見問題六、塑料件的常見后處理措施七、熱塑性塑料件的環(huán)境要求八、塑料件檢驗2/6/20233一、塑料常識塑料：是以樹脂為主要成分，適當加入添加劑可在加工中塑化成型的一類高分子材料。（塑料與樹脂的主要區(qū)分為樹脂為純聚合物，而塑料為以樹脂為主的聚合物制品，當塑料由純樹脂制成時兩個概念同用）樹脂定義：為半固態(tài)、固態(tài)或假固態(tài)的不定型有機物質(zhì)，一般是高分子物質(zhì)，透明或不透明。無固定熔點，有軟化點和熔融范圍，在應力作用下有流動趨向。受熱、變軟并漸漸熔化，熔化時發(fā)粘，不導電，大多不溶于水，可溶于有機溶劑如乙醇、乙醚等，根據(jù)來源可分成天然樹脂、合成樹脂、人造樹脂，根據(jù)受熱后的性能變化可分成熱定型樹脂、熱固性樹脂，此外還可根據(jù)溶解度分成水溶性樹脂、醇溶性樹脂、油溶性樹脂。

2/6/20234塑料常識最早的改性塑料為用硝酸處理的纖維素，稱為硝酸纖維素，是美國在1870年開發(fā)的；最早的合成塑料為酚醛樹脂，于1909年在美國實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的。自20世紀初到20世紀70年代，塑料品種的增長速度很快，每年都有幾十種誕生。而到20世紀70年代以后，塑料新品種的開發(fā)速度放慢，幾年才有一個新品種誕生?，F(xiàn)代塑料新品種主要以改性為主2/6/20235主要樹脂的誕生年限（舉例）樹脂硝酸纖維素乙酸纖維素PFUFPS年限18701905190919261930樹脂PMMAPVCMFPA66PU、PA6年限19331935193819391943樹脂EPF4LDPEPA610PET年限19471949195119521953樹脂ABSHDPEPPPCPOM年限19541954195719581959樹脂PA1010PPOPPSPBTLLDPE年限195919651968197019772/6/20236塑料分類按樹脂的受熱變化分類：1、熱固性塑料：成型后不能再加熱軟化而重復加工的一類塑料（化學反應、物理反應）2、熱塑性塑料：成型后再加熱可重新軟化加工而化學成分不變的一類塑料（物理反應）2/6/20237熱固性塑料優(yōu)點：無冷流性、抗蠕變性強、受壓不易變形；耐熱性較高，即使超過使用極限溫度，只在表面產(chǎn)生碳化層而不失去原有骨架形狀。缺點：性質(zhì)較脆、機械強度不高，必須加入填料或增強材料以提高強度；成型工藝復雜，大多采用模壓或?qū)訅悍?，生產(chǎn)效率低。1．酚醛模塑料GB1404—1995：PF2A2（141）、PF2A4（161）、PF2C3（耐熱）。2．不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑料JB/T7770—1995：DMC—1—3；SMC—1—3。3．緣用酚醛玻璃纖維增強摸塑料JB/T5822—91：4330—1、4330—2（性能要求高）。4.氨基模塑料GB13454—1992：UF1P—A（尿素甲醛樹脂）、MF1P—A（三聚氰胺甲醛樹脂）。2/6/202382/6/20239塑料分類按樹脂的應用分類：1、通用塑料：指產(chǎn)量大、應用范圍廣、成型加工好、成本低的一類樹脂，其產(chǎn)量可占整個樹脂的90%以上；2、工程塑料：指力學性能好、尺寸穩(wěn)定性高、在較高溫度下可使用的一類塑料，其用量只占整個樹脂的5%。它具有接近金屬的性能，可用于結(jié)構(gòu)制品如機械、電子、汽車及航空等領(lǐng)域。2/6/202310塑料分類3、一般塑料：指用量不大、應用范圍不廣、性能一般的一類塑料。主要包括聚氨酯、氟塑料類及氯化聚醚等4、特種塑料：指具有獨特性能、價格高、產(chǎn)量少、應用范圍窄的一類塑料。主要包括耐熱塑料、阻隔塑料及導電塑料等2/6/202311塑料分類按塑料成型方法分類1、模壓塑料2、層壓塑料3、注射、擠出和吹塑4、澆鑄塑料5、反應注射模塑料2/6/202312二、常用熱塑性材料熱塑性塑料基礎知識.ppt歐盟兩項指令.pptNEW材料配比回料表.xls2/6/202313三、注塑生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程_sl060119.doc2/6/202314原材料進貨控制1、外觀；2、常規(guī)性能；3、RoHS2/6/202315塑料成型工藝方法分類1、熱固性塑料壓制模塑成型法（模壓法）2、熱固性塑料傳遞模塑成型法（壓注法）3、熱固性塑料注射成型法4、熱塑性塑料注射成型法5、其它：擠出成型、澆注成型、反應注射成型、發(fā)泡成型2/6/202316四、塑料生產(chǎn)加工工藝塑料成型工藝過程注塑成型時的溫度（含料筒、噴嘴和模具溫度）、壓力（注射壓力和鎖模壓力）和成型時間（含注射、保壓和冷卻時間）是關(guān)鍵的工藝要素。2/6/202317熱塑性塑料成型工藝過程塑料干燥加料塑化注射入模塑件冷卻開模塑件脫模清理模具裝嵌件合模熱固性塑料一般不用干燥2/6/202318注塑模具熱固熱塑2/6/202319模具結(jié)構(gòu)示意圖2/6/202320模具動作原理示意圖2/6/202321熱固注塑機熱塑注塑機2/6/202322注射成型機工作原理2/6/202323設置注塑工藝參數(shù)注意事項如果設置不當會出現(xiàn)以下問題：1、料筒溫度：過低設備不能運行；過高材料炭化（性能改變），制品顏色改變，嚴重時粘模2、注塑壓力、速度：過小注不滿；過大制品溢邊，嚴重時粘模3、冷卻時間：過長生產(chǎn)效率低（有些顏色會變化或粘模）；過短制品易變形、收縮、粘模4、給料量：過少制品不完整（有時粘模）；過多制品溢邊，太多時會粘模5、合模力：過小模具鎖不緊易溢邊；過大損壞設備2/6/202324配料、干燥、供料2/6/202325調(diào)試、生產(chǎn)2/6/202326過程質(zhì)量控制制品質(zhì)量監(jiān)控手段2/6/202327生產(chǎn)過程控制的六要素人：指管理者、操作者等機：指生產(chǎn)所用設備如注塑機、模具料：生產(chǎn)原材料（是否按要求生產(chǎn)、配料比例是否合理，儲存是否規(guī)范等）法：管理方法、操作方法、測量方法等環(huán)：辦公場所、生產(chǎn)車間、儲存地等溫度、濕度、光線適宜生產(chǎn)加工和對制品無損害等測：在生產(chǎn)過程中關(guān)鍵工序、產(chǎn)品質(zhì)量是否進行監(jiān)控制2/6/202328如何改善六要素1、人：在生產(chǎn)規(guī)模達到一定程度時，須配置管理、技術(shù)、質(zhì)量控制人員；員工要進行崗前、崗中、崗后培訓；要有獎罰措施2、機：要正確選擇、使用生產(chǎn)設備，并做好維護保養(yǎng)工作3、料：按規(guī)定的原材料生產(chǎn)，控制回料配比，做好環(huán)?？刂萍安煌锪细綦x等2/6/202329如何改善六要素4、法：規(guī)定生產(chǎn)工藝，明確操作方法，并進行監(jiān)督檢查（按工藝生產(chǎn)，按自檢工藝卡片進行自檢，按檢驗問題進行檢驗）5、環(huán)：為員工創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，給物料提供合適的儲存條件；生產(chǎn)設備如機器、模具要做好環(huán)境清潔等6、測：對生產(chǎn)設備進行定期檢測、產(chǎn)品要進行尺寸測量，觀測尺寸波動情況；對測量設備要進行計量檢定等2/6/202330五、生產(chǎn)加工中的常見缺陷影響塑件生產(chǎn)的三大主要因素1、原材料2、生產(chǎn)設備（注塑機、模具）3、生產(chǎn)工藝2/6/202331索引不合格品圖片示例_20080716.doc2/6/202332加工中的常見缺陷（1）熔

接

痕2/6/202333缺陷類型原因解決辦法熔接痕料筒溫度太抵提高料筒溫度注射壓力太低提高注射壓力注射速度太慢提高注射速度噴嘴溫度太低提高噴嘴溫度機器容量不足更換設備模具溫度太低提高模具溫度接痕處排氣不良改進模具結(jié)構(gòu)分流道太小加大分流道澆口太多合理設置澆口材料流動性太小更換材料2/6/202334加工中的常見缺陷（2）充

模

不

足

2/6/202335缺陷類型原因解決辦法充模不足（缺料）料筒溫度太低提高料筒溫度加料量不足增加料量材料流動性差更換材料排氣不量增加排氣槽注射速度太慢提高注射速度注塑時間太短增加注塑時間澆口堵塞清理澆口制品太薄改進制品尺寸噴嘴口經(jīng)太小增大或更換注射壓力太小提高注射壓力2/6/202336加工中的常見缺陷（3）粘

模

2/6/202337缺陷類型原因解決辦法粘模（黏附澆口或型腔）噴嘴孔比澆口孔大更換噴嘴澆口斜度不夠及粗糙增加斜度及拋光料溫太高降低料溫保壓時間過長減少保壓時間機器容量過大更換設備冷卻時間太長縮短冷卻時間模具表面粗糙度高拋光有凹穴及倒斜度避免凹穴及倒斜度澆口無拉料機構(gòu)增加拉料鉤頂出不平衡調(diào)整頂出壓力2/6/202338加工中的常見缺陷（4）制

品

溢

邊

2/6/202339缺陷類型原因解決辦法制品溢邊注射壓力過大調(diào)整注射壓力模具閉合不緊調(diào)整模具閉合水平鎖模力太小增大鎖模力料溫太高降低料溫緩沖墊過大減少緩沖墊注射速度太快降慢注射速度模具溫度太高降低模具溫度模具磨損或芯子配合不好維修模具2/6/202340加工中的常見缺陷（5）氣

泡2/6/202341缺陷類型原因解決辦法氣泡塑料干燥不良干燥塑料模具排氣不良改進模具背壓不夠提高背壓注射壓力太小提高注射壓力料筒溫度太高降低料筒溫度2/6/202342加工中的常見缺陷（6）變形

翹曲

2/6/202343缺陷類型原因解決辦法變形翹曲澆口位置不當改進澆口位置脫模斜度不夠改進模具斜度頂出不均，頂桿分布不均改進模具頂桿位置頂出速度過快調(diào)整頂出速度模具溫度太低或太高調(diào)整模溫制品厚薄不均改進制品設計取向應力大消除應力保壓時間過短延長保壓時間2/6/202344加工中的常見缺陷（7）收縮

生產(chǎn)工藝塑件幾何形狀

原材料的選擇

模具設計2/6/202345常用塑料收縮率表序號

塑料名稱代號收縮率1丙稀腈、丁二稀、苯乙烯ABS0.3～0.82高密度聚乙烯HDPE2～5.03聚酰胺PA60.6～1.4增強PA6+30%GF0.3～0.7PA660.8～1.5PA66+30%GF0.2～0.84聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT0.44增強PBT+30%GF0.25聚碳酸脂(防彈膠)PC0.5增強PC+30%GF0.26聚甲醛共聚(賽鋼)共聚POM1.5～3.57聚丙烯(百折膠)PP1～2.5增強PP+30%GF0.4～0.88聚苯醚PPO0.79聚苯硫醚增強PPS+40%GF<0.1210聚砜PSF0.62/6/202346加工中的常見缺陷（8）裂紋及破裂

殘余應力太高外力導致殘余應力集中成型原料與金屬嵌件的熱膨脹系數(shù)存在差異，由于熱塑性塑料的熱膨脹系數(shù)要比鋼材大9~11倍，比鋁材大6倍原料選用不當或不純凈塑件結(jié)構(gòu)設計不良

2/6/202347加工中的常見缺陷（9）銀絲及斑紋

熔料中含有易揮物熔料塑化不良

黑點及條紋

熔料溫度太高料筒間隙太大熔料與模壁磨擦過熱料筒及模具排氣不良原料不符合成型要求

2/6/202348六、塑料件的常見后處理措施塑料件的后處理是指熱固性塑料件的后處理（亦稱熱處理、烘烤處理、穩(wěn)定處理）和熱塑性塑料件的退火處理2/6/202349熱固性塑料件的后處理名稱后處理目的工藝要點熱固性塑料件的后處理1、使塑料充分固化2、使制件尺寸穩(wěn)定3、減少制件中的水分和低分子揮發(fā)物、提高制件的電氣性能4、消除制件的內(nèi)應力、減小變形1、制件在40℃以下溫度裝箱，升溫到規(guī)定值后開始計時2、制件要放在烘箱的中上層，件與件之間有適當間隙，防止過密，隔層之間也要有一定的距離3、溫度計、熱電偶的測溫頭離最上層塑件距離不超過50mm4、處理后塑件隨烘箱降溫到40℃以下取出5、處理過程中，由于停電或開門造成溫度下降時，應升溫到規(guī)定值，并相應延長保溫時間6、熱固性塑料件必要時才進行后處理，一般不進行2/6/202350熱塑性塑料件的退火處理名稱后處理目的工藝要點熱塑性塑料件的退火處理1、消除制件內(nèi)部殘余應力2、減小制件變形，提高尺寸穩(wěn)定性3、提高制件的熱變形溫度4、提高機械性能5、消除或減輕龜裂1、制件壁厚不同，退火時間不同，厚的比薄的時間較長2、薄壁制件冷卻速度為60℃/h,當接近玻璃化溫度時，放慢冷卻速度3、厚壁制件冷卻速度要慢4、必要時進行處理，一般不進行5、后處理的介質(zhì)，不同的熱塑性塑料有所不同要求2/6/202351熱塑性塑料件的整型處理夾具定型氣動風冷夾具鑲塊夾具2/6/202352塑料件的修整1、制件修整內(nèi)容和方法塑料件的修整是對毛刺（毛刺、廢邊）孔口薄膜、澆口或需要補充加工的制件進行修理、清理的方法，它是塑料成型工藝作業(yè)的輔助性工序序號修整內(nèi)容修整方法1清理毛刺、飛邊、棱角、凸起銼刀修理、刮刀修理、砂布打磨2清理孔口薄膜先用手搬壓力機沖切，再用銼刀刮刀清理3清理澆口用圓片銑刀銑削，或用砂輪磨削；車床車削等2/6/202353塑料件的修整2、拋光修飾當對制品表面粗糙度要求高時，還需在成型后進行拋光修飾。拋光的方法：一般均采用重疊棉布作拋光材料，在拋光時加上拋光膏，但應注意，在拋光時不能因部件拋光時間過長而導致制件表面變色而燒焦的現(xiàn)象。2/6/202354七、熱塑性零件的環(huán)境要求塑料制件的使用環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、接觸介質(zhì)及環(huán)境光、氧、輻射等。塑料制件在不同的使用環(huán)境中，對其要求的性能不同。如在高溫下要求材料耐熱溫度高；在潮濕環(huán)境中，要求其耐水性要好。2/6/2023557.1熱塑性零件的使用環(huán)境（一）環(huán)境溫度環(huán)境溫度即塑料制件使用場合的溫度。由于塑料材料的耐熱性不及金屬等其他材料，所以環(huán)境溫度越高，可用塑料的品種越少。在具體選材料時，要注意環(huán)境溫度不能超過材料的熱變形溫度、使用溫度和脆化溫度三種中的任何一個。2/6/202356熱塑性零件的使用環(huán)境（二）環(huán)境濕度環(huán)境濕度對低吸水率的塑料制品的使用性能影響小，如PO、POM、PVC、PPOS等。但對于高吸水性塑料如PA等制品則影響很大，尤其對機械性能和電絕緣性能的影響更大。2/6/202357熱塑性零件的使用環(huán)境（三）接觸介質(zhì)塑料制品可接觸的介質(zhì)有：水、試劑、生物、