ABS注塑成型工艺_abs注塑成型工艺
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ABS注塑成型工艺
目录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
一、工艺特性„„„„„„„„„„„2
二、制品与模具特点„„„„„„3 2-1 ABS材料的制品及模具特点„„„„„„„„„„ „„ 3 2-1-1 制品厚度„„„„„„„„„„„„ 3 2-1-2 脱模斜度„„„„„„„„„„„„3
2-1-3
模具的浇注系统 „„„„„„„„„„„„„3 2-2 斯洛的两套ABS注塑模具特点„„„„„„„„4 2-2-1 1#模具的特点„„„„„„„„4 2-2-2 2#模具特点„„„„„„„„5
三、ABS成型工艺特点„„„„„„„„„„ „„ „„6 3-1 料筒温度和喷嘴温度„„„„„„„„„„6 3-2 模具温度„„„„„6
3-3 注塑压力和保压压力„„„„„„„„7 3-4 注射速度与储料时螺杆转速„„„„„„7 3-5 成型周期„„„„„„„7 3-6 制品的后处理„„„„„„„7 3-7 注意事项„„„„„„„„8
四、原材料的准备„„„„„„„„„„„„8
五、结合、斯洛特点，ABS注塑注塑成型工艺分析„„„„„„„„8 5-1 1#模具注塑成型分析„„„„„„„„„9 5-1-1 温度设置„„„„„„„„„9 5-1-2 1#模具射出参数设置„„„„„„„„„9 5-2 2#模具注塑成型分析„„„„„„„„„10 5-2-1 温度设置„„„„„„„„„10 5-2-2 2#模具射出参数设置„„„„„„„„„10 全文结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„ 11
ABS注塑成型工艺
目录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
一、工艺特性„„„„„„„„„„„
二、产品造型与模具特点„„„„„„ 2-1 产品厚度„„„„„„„„„„ „„
2-2 脱模斜度„„„„„„„„„„„„
2-3 主流道„„„„„„„„„„„„
2-4 浇口 „„„„„„„„„„„„„
三、成型工艺„„„„„„„„„„ „„ „„ 3-2 成型温度„„„„„„„„„„
3-3 模具温度„„„„„
3-4 注塑压力„„„„„„„„ 3-5 注射速度与螺杆转速„„„„„„ 3-6 成型周期„„„„„„„ 3-7 制品的后处理„„„„„„„ 3-8 注意事项„„„„„„„„
四、原材料的准备„„„„„„„„„„„„
五、注塑成型工艺比较„„„„„„„„„„ „„„
4-1 参数与比较„„„„„„„„„
4-2 模具特点„„„„„„„„„
结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„
摘要: 本文以斯洛的两套模为例，结合模具特点，具体分析了ABS的注塑成型工艺以及缺陷和改进措施，发现对于ABS射出参数对制品质量影响很大。对于冷流道模具，1#模具通过调整射出参数来调整制品的飞边和欠注的缺陷；2#模具也是通过调整射出参数来调整制品的喷射流、料流痕、飞边和欠注等缺陷。射出参数一般采用中速高压一级注射充型，且注塑终止位置为0，采用时间转换保压方式，主要通过调整射出时间进行欠注缺陷调整。
关键词 ABS 模具 注塑成型 工艺特性 模具温度 注射压力 注射速度
缺陷分析 前言
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成[1]。ABS是丁二烯橡胶微粒分散在丙烯腈-苯乙烯树脂连续相中的“海岛型两相结构”，是树脂的刚性与橡胶的弹性相结合的一种广泛使用的工程塑料，它不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，而且耐化学药品性好、尺寸稳定性好、表面光泽度高，并且原料丰富。但耐大气老化性差。广泛用于机械、电器零件、办公用品、日用品等各个领域[2]。
在制作合成过程中，若改变三种单体的比例以及组合方式，或采用不同的聚合方法，可以得到性能变化大的各种产品，因此ABS塑料和品种及规格繁多，性能与用途不一，成型条件各异[3]。主要有高冲击、高耐热、阻燃、增强、防静电级、电镀级及透明等级别[4]。一、一、工艺特性
①ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯合成的三元共聚物，属于无定型聚合物，无明显熔点。ABS密度为1.05g/cm3,熔融温度为217～237℃，分解温度>270℃。注射用的ABS熔体指数范围为0.5～15。
②ABS熔体粘度高，流动性较差，但是流动性比PVC、PC好，熔体粘度比PE、PS、PA要大。熔体冷却固化速度也较快。ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）, 对剪切速率比较敏感，温度提高、注射压力提高以后，熔体表面粘度下降，流动性增加。一般加工温度在190-235℃为宜。
③ABS热稳定不太好，注射成型结束后应立即用机筒清洗剂清理料筒。由于丁二烯含有双键，所以ABS耐气候性差，尤其是紫外线可引起ABS变色[5]。
④ABS为极性大分子，有吸湿倾向。因此在成型时树脂含有水分，其制品上就会出现银纹、气泡等缺陷。加工前，务必进行干燥。树脂水分控制在0.3%以下，一般用热风干燥法除去水分。树脂颗粒层厚度为10～30mm时，80～90℃，干燥2～3小时。树脂湿度大，制品结构又复杂时，干燥温度取70～80℃，干燥18～24小时，才能取得良好效果。
⑥ABS成型收缩率较低，一般介于0.4%～0.7%之间[6]。
二、产品造型制品与模具特点 2-1 ABS材料的制品及模具特点 2-1-1 制品厚度
ABS的流动长度与壁厚有关。但是与PE、HIPS比较，它的流动长度对壁厚依赖性是最小的，也就是说ABS壁厚对流动性的影响小。
ABS制品的壁厚通常是在1.5～4.5mm之间选取，其流动极限为190：1。当熔体温度高、注射压力大、模具温度高、注射速度快时，极限流动长度都会增大；制品厚度小，宽度增加时，极限流动长度则会下降。在考虑制品厚度的同时，还应注意制品壁厚的均匀性。
2-1-2脱模斜度
ABS制品的脱模斜度可在10左右选取，模芯部分沿脱模方向为35’～10，模腔部分沿脱模方向为40’～1020’，对形状较复杂的制件脱模斜度还可适当增加。2-1-3 模具的浇注系统
主流道的圆锥角为20～40。主流道的最小直径应比喷嘴孔大0.5～1mm。
主流道最小直径取决于塑料制品的重量，一般可按下表1数据选用： 表1 主流道最小直径选用表 塑料制品质量/g
现以斯洛的两套注塑模具为例（都是生产冰箱上的ABS部件的），来说明注塑加工ABS材料的模具特点。2-2-1 1#模具的特点
如图1、2分别是1#模具的动模和定模，图3为其注塑成型的制品。通过下图可以发现，它们具有以下特点： 1．此模具为一模四腔，制品较薄，为了防止顶出痕迹太明显，模具上设计顶针数量较多。
2.模具的浇口设计为潜水顶针潜伏式浇口进胶，通常用此类浇口产品表面应该是沙纹或比较粗糙的外观所用。这主要是考虑潜伏式浇口可以设计在制品较隐蔽的地方，能有效避免在制品的外表面出现浇口痕迹或某些缺陷。
3．由于现此产品本制品正好是表面要求高度抛光要求，而要求表面质量要求很高很美观，但这样设计入水的话采用潜伏式浇口，在注塑中时容易在入水处浇口附近出现射纹，这是不允许出现的缺陷非常难清除解决，此种情况因此在注塑中时必须接将模温控制在80℃注塑是最好选择。
4．此产品有很多加强筋柱位和骨位，在用油温控制模温的条件下注射制品时，容易出现缩水的缺陷。1
主流道最小直径/mm 图1 1#模具的动模
图2 1#模具的定模
模具1的模具特点是：
图3 1#模具注塑成型的ABS制品 2-2-2 2#模具特点
图4 2#模具的动模
图5 2#模具的定模
图6 2#模具注塑成型的ABS制品
如图4、5分别是2#模具的动模和定模，图6为其注塑成型的制品。通过上图可以发现，它们具有以下特点： 模具为一模两腔，制品厚度较厚，制品边缘离主流道较远，要求材料流程要长。模具设计潜水牛角进胶模具浇注系统中浇口设计为潜伏式浇口。模具的潜伏式浇口的高度较大，大于1.8mm。
模具的型腔在分型面上的投影面积大，需要的合模力较大，而产品又很受压力的情况下，模具必须设计撑头对准产品的边，所以在高压锁模时压力要设置较高，以防产品出现飞边。
三、ABS2-4 浇口
浇口长度应尽量短，浇口短，则充模压力损失就小。
三、成型工艺特点 3-13-1料筒温度和喷嘴温度
由于ABS中有丁二烯成分，使得其耐热性不高，机筒温度不宜太高，加热时间也不宜太长，否则ABS易变色。当注射温度高，取向的分子由于解取向，致使拉伸强度略有下降。因此，通常情况其料温和喷嘴温度能满足流动性要求情况下，尽可能设定较低。其设定温度如表2。表2 成型温度
不同阶段 后 机筒温度/℃ 喷嘴温度/℃ 中 前
180-220
200 温度 150-170 165-180 3-2
3-2模具温度
模具温度对提高ABS制品表面的质量、减小内应力有着重要的作用。但是提高模温，制品收缩率增大，成型周期延长。ABS 的模具温度一般设定为75～85 ℃,定模温度设置为70～80 ℃, 动模温度设置为50～60 ℃，这是为了防止粘前模（即定模），此外，定模模温高使得ABS在浇注系统的流动性好，有利于充型；而动模模温低，有利于缩短冷却时间，而提高生产效率。在注射较大、结构复杂、薄壁的制件时, 应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定, 在制件取出后, 可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿模腔内的冷却时间。3-33-3注塑压力和保压压力
ABS 熔体的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射时采用较高的注射压力。当然并非所有ABS 制件都要施用高压, 对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力，可在70～100MPa范围内选择；而复杂、薄壁、长流程、小浇口制品，注射压力可提高到100～140MPa。注制过程中, 浇口封闭瞬间模腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及发生银丝状缺陷的程度。压力过小, 塑料收缩大, 与型腔表面脱离接触的机会大, 制品表面易雾化。压力过大,塑料与模腔表面摩擦作用强烈, 容易造成粘模和划伤。而且，压力太高，容易造成制品内应力过大。注射制品一般都存在两向异性，即流动方向与垂直流动方向性能不一，这是由于注塑过程中产生取向造成的。注射压力太高，必然导致两向性能差异的加大。保压压力控制在60～70 MPa，就可以满足制品和成型的要求了。3-43-4注射速度与储料时螺杆转速
注射速度对ABS熔体流动性有一定影响，但不太大。ABS 料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时, 塑料易烧焦或分解, 从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发暗红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时, 还是要保证有足够高的注射速度, 否则难以充满模腔。
储料时螺杆转速影响ABS的塑化质量，为了保证塑化良好，防止气体来不及从料斗排出或剪切严重造成降解，通常小于70r/min。可在30～40r/min之间选择。3-53-5成型周期
ABS注塑成型的成型周期见表3.表3 ABS成型周期 总周期/s 40-120 注射时间/s 高压时间/s 冷却时间/s 5-30 0-5 20-60 3-63-6制品的后处理
一般ABS制品不需后处理，只有电镀级制品需经烘烤（70-80℃，2-4小时）以钝化表面痕迹，并且需电镀的制品不能使用脱模剂，制品取出后要立即包装。
热处理终点的判断：视制品的内应力大小，可在冰醋酸中浸渍视其开裂情况而定。5～15s出现裂纹说明制品内应力大，2～5min不出现裂纹，制品内应力小，热处理达到终点。3-73-7注意事项
（1）与有机玻璃的熔接性良好，可制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。
（2）如需解决夹水纹，需要解决材料的流动性，采取高料温，高模温，或者改变入水位等方法。
（3）如成型耐热级或阻燃级材料，生产3～7d（天）后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
（4）由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化比较敏感，所以料筒前端和喷嘴的温度控制十分重要。实验证明，这两部分的微小变化都在制品上反映出来。温度变动过大，将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。
（5）阻燃级ABS在开机或停机过程中，为了防止阻燃剂分解，要求开机时，应先对料筒用通用级ABS清洗，然后在进行加工。对于需作20min以上的停机时，在停机前需一方面将料筒温度降低至100℃以下，另一方面排空料筒中的物料，并用通用级ABS清洗料筒后方可停机。
（6）在250℃温度下，物料在机筒内停留的时间最多不能超过5～6min，若温度为280℃，物料在机筒内停留不能超过2～3min，若生产过程中出现意外，应先把机筒温度调低至120℃。才可用一般ABS级来清理机筒，有些ABS制品在顶出时并无问题，但却可能会在储存期内产生褐色或黄色条纹，可能是由于机筒过热或滞留时间过长而引起[7]。
四、四、原材料的准备
首先对材料的熔体指数进行测定，其加工性能通过熔体指数确定。
进行干燥处理，ABS加工允许含水量为0.2%。对于一般级别的ABS，加工前用烘箱以80-85℃烘2-4小时或用干燥料斗以80℃烘1-2小时。对于含PC组份的耐热级ABS，烘干温度适当调高至100℃，具体烘干时间可用对空挤出来确定。
ABS染色性较好，根据需要可采用颜料浮染或者着色母料着色。着色母料的加入量为1%左右。原料中加入紫外线吸收剂和抗氧剂，以提高耐老化的能力[8]。
五
五、结合、斯洛模具特点，ABS注塑注塑成型工艺分析
我这次写的这里主要以上述的斯洛有两套模具为例，说明注塑工艺参数的设置以及缺陷分析，如前所述，这两套模具分别具有各自特点。根据其不同特点进行注塑工艺参数设置。5-1 1#模具的注塑成型分析 5-1-1 温度设置
ABS注塑参数设定通常是料筒恒温200~260℃、模具温度：40～80℃。1#模具料筒温度第一段（喷嘴）设为235℃，第二段设为240℃，第三段设为245℃，第四段设为220℃，第五段（加料段）设为200℃，料筒温度这样设置有些偏高，这是因为1#模具较薄，为了保证物料注射到模具的流畅性，而且对熔接痕和注射不满有效的解决了。
而模具温度要根据不同的模具和不同的制品来决定的，前模接油温后面接水会比较好，防止粘前模，如果前后模都接水的话，成型周期是快了，但是产品的熔接痕和射纹会很严重。5-1-2 1#模具射出参数设置
ABS的注射压力一般设置为90～150MPa（900～1500bar）。在整个注塑过程中，射出对制品的缺陷影响最大。在第一次设置参数时，注射压力设定的数据是130，注射速度是40，射胶时间是1S，结果出现飞边，然后把压力降低一些，注射压力是128，注射速度不变，射胶时间还是1S，注射出来的制品还有飞边，然后将注射压力调为120，注射速度不变，射胶时间改为0.5S，结果制品欠注，最后将注射压力再调为125，速度不变，射胶时间是0.7S，得出的表面质量最好的制品，从以上数据得出1#模具的合理射出参数如下表4，只设置一段充型。
从表4看出ABS是采用高压低速一级注射，终止位置设置为零，采用时间切换保压的方式，用射出时间来调整制品的缺陷。如果射出压力过大、射胶的时间过长，会导致制品严重飞边，压力大还会在浇口附近出现气痕。表4 1#模具的射出参数 压力 速度 位置 射出 时间 125
除了射出压力不合理会导致缺陷外，保压设置不合理也会产生各种缺陷，ABS这套模具的保压时间设置较长，以防止制品发生缩水。保压压力通常是注射压力的50%-60%。所以设置保压压力为60，保压速度为20，一开始保压时间是2S，结果发现缩水严重，然后将保压时间加大到5S，制品表面还有轻微缩水，继续将保压时间调到7S，制品表面就不出现缩水现象了。由于制品较薄，冷却时间设置较短，这样成型效率就较高，不过要防止制品出现顶白现象，冷却时间也不能太短。将冷却时间调至18S，可以有效防止顶白缺陷。
如下表5为较佳的保压参数，只设置一段保压，保压时间设置较长。保压压力 60 20 速度 时间 7S 40 0 0.7S 表5 1#模具保压参数
5-2 2#模具的注塑成型分析 5-2-1温度设置
ABS注塑参数设定通常是料筒恒温200~260℃、模具温度：40～80℃。2#模具料筒温度第一段（喷嘴温度）设为255℃，第二段设为255℃，第三段设为260℃，第四段设为240℃，第五段设为230℃。这是因为模具的边缘离主流道很远，要求熔体流程较长。料温设置偏高可以改善熔接痕和注射不满。模具温度与1#模具一样，前模接油温后面接水会比较好，也是防止粘前模。如果前后模都接水的话，成型周期是快了，生产率也大了。但是产品的熔接痕和射纹会很严重。
5-2-2 2#模具射出参数设置
ABS这套模具分两段充型，一段为了充填模具的浇注系统，第二段进行模腔的高速充型。第一次设置参数时，注射压力第一段设为85，第二段设为130，注射速度第一段设为20，第二段设为40，位置不变，射胶时间设为4S，但是发现严重的欠注，并在浇口附近出现喷射流，且在制品表面出现料流痕，这可能是由于注射压力不够、注射第一段的速度过快，而第二段的速度较慢造成，所以两段注射压力都加大，注射第一段加到90，第二段加到135，第一段注射速度减少了到10，第二段加大到70，射胶时间改为6S，这样的数据明显改善了缺陷，但是浇口位置还有点喷射流的痕迹，所以再将注射速度第一段调为8，第二段为80，射出压力和时间都不变，这样的参数注出来的制品表面质量最好。
终止位置的设定是根据一段充填浇注系统、二段充型模腔的原则设定的。制品总储料量为175，第一段位置从175注射到155，共走胶20，基本上可将浇注系统充满；而第二段从155注射到0，将模腔注满。采用时间转换方式转保压，制品的欠注和飞边缺陷都是通过射出时间来调节。
综上分析和调试，2#模具的最佳射出参数设定如下表6：
表6 2#模具射出参数 压力 速度 终止位置 90 135
保压参数的调试中，起初保压压力设置偏低，出现了轻微缩水现象，后来把数据调大到：第一段压力60，第二段压力70，第三段压力75，速度不变，发现制品表面缩水现象消失，缺陷明显改善，保压参数的最佳设置见表7。
表7 2#模具保压参数 压力 速度 时间 60 70 75
从表7来看为了消除缩水现象ABS的保压时间一般要长。2#模具采用了多级保压，保压压力由低到高，要慢慢地一段一段地补充压力，这是因为随着时间推移，浇注系统的通道逐渐变小，充填阻力逐渐增大，分级保压能更有效防止缩水现象并尽可能降低制品的内应力。
六、全文结论：
1.ABS熔体粘度高，流动性较差，热稳定不太好，为极性大分子，有吸湿倾向，成型收缩率低。
2.ABS的流动长度与壁厚有关。两套模具的特点都是采用潜伏式浇口，对于冷流道模具，1#模具通过调整射出参数来调整制品的飞边和欠注的缺陷。
3.2#模具通过调整射出参数来调整制品的喷射流、料流痕、飞边和欠注等缺陷。4.ABS的注塑成型过程中，射出参数对制品表观的质量至关重要。
通过两套模具打出来的产品可以了解到，要打出好的产品除了工艺外，模具也是一个重要的原因，也了解到产品缺陷通过调节注射压力、速度、时间、位置，保压压力、速度、时间等可以把产品打的一点缺陷都没有，除了这些之外一些原因也很重要的，例如料没烘干等，这些原因在注塑过程中是不能忽略的，因这两套模具都存在一些问题所以要通过修改后才能打出没有缺陷的产品来，ABS的成型受注塑压力、保压压力、螺杆转速、注射速率、保压时间、模具温度及料筒温度等诸多因素的影响，其中保压压力、保压时间、射胶时间的影响最显著。15 15 15 1S 2S 4S 8 80 155 0 6S 时间
参考文献：
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姓名：陈天慧
班级：04精化2
学号：04470231
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