Processing/Troubleshooting

Presentation on theme: "Processing/Troubleshooting"— Presentation transcript:

1 Processing/Troubleshooting
GE Plastics Processing/Troubleshooting Seminar GE Plastics Southwest Region

2 奇異工程塑膠( G.E-Engineering plastics ) E-mail : willis@nwp.com.tw
長華塑膠股份有限公司 奇異工程塑膠( G.E-Engineering plastics ) 技術開發 - 黃濂榕 黃再添

3 Great example of how presentations
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4 工作執行中要知道的事項: 材料 乾燥 成型 設備

5 熱可塑性 熱固/硬性 物理性變化 化學性變化 *較低塑件成本 *初期塑料成本較低 *較寬廣設計自由度 *較高耐熱和抗潛變性 *穩定電氣特性
*可回收 化學性變化 *初期塑料成本較低 *較高耐熱和抗潛變性 *耐電弧性 *不可回收

6 原料 塑膠 (聚合物) 熱固性塑膠 熱可塑性塑膠 工程塑膠 泛用塑膠

7 非結晶性 化學性敏感 . 適度耐熱溫度 . 衝擊強度 . 較低模收縮率 . 均勻物性 . 結晶性 抗化學性 . 較高耐熱性 . 缺口效應敏感 . 模收縮率較大 . 耐疲勞性 . 耐磨耗性 .

8 Glass (High Modulus) Reinforcement
Impact Modification Increased Impact Resistance Increased Elongation Decreased Stiffness Strength Increased Strength Decreased Elongation Decreased Thermal Expansion Potential Warpage

9 CYCOLAC ? Resin 特性 : 缺點 : ABS 非結晶性 , 無填充材 , 添加物 , 低比重 優異的成形性 韌性 低成本
耐熱性 (up to 85℃) 外觀性 缺點 : 抗化學性 戶外耐候性

10 CYCOLOY ? Resin 特性 : 缺點 : PC / ABS 合金材料 非結晶性 , 無填充材 , 添加物 , 物性較為均衡性 .
成形性 . 優異衝擊強度 . 低溫韌性 . 耐熱性 (up to 120℃) UV 特性 . 缺點 : 抗化學性 .

11 NORYL? , PREVEX? Resin 特性: 缺點: 改良式 PPO 塑料 非結晶性 , 填充材 和 無填充材 , 添加物 ,
尺寸安定性 . 成形性 . 優異電氣性質 . 耐熱性 (up to 150℃) 低比重 . 低吸水性 . 缺點: 抗化學性 . UV顏色特性 . NORYL 儀表座 - 電氣特性 & 尺寸安定性

12 LEXAN? Resin 特性 : 缺點: 聚碳酸酯 (PC) 非結晶性 , 填充材 和 無填充材 , 添加物 , 優異衝擊強度 .
透明性 / 顏色穩定性 . 尺寸安定性 . 自熄性 . 抗潛變性 . 耐熱性 (150℃ , PPC 165℃) 缺點: 抗化學性 . 缺口效應 水解性 應力敏感 LEXAN 磁碟片 : 純淨度, 透明性, 高流動性

13 NORYL GTX? Resin 特性 : 缺點: PPO / PA 合金材料 非結晶性 / 結晶性 , 填充材和 無填充材 抗化學性.
衝擊強度. 尺寸安定性 成形性 耐熱性 (up to 235℃) 噴漆後加工性 缺點: 吸水率 模收縮率

14 VALOX? Resin 特性 : 缺點: PBT , 熱可塑性聚酯 , 結晶性 , 填充材 , 無填充材 , 添加物 抗化學性
耐熱性 (up to 255℃) 電氣特性 耐摩擦性 / 磨耗性 耐疲勞性 缺點: 缺口敏感性 收縮率 / 撓曲 VALOX 熱熔槍 : 耐熱性

15 ULTEM? Resin 特性 : 缺點 : PEI , 聚亞醚 非結晶材料 , 填充材 , 無填充材 , 添加物 抗化學性 高溫功能特性.
耐熱性 (up to 225℃) 完美自熄性 電氣特性 透明性 缺點 : 缺口敏感性 顏色限制 ULTEM 醫療用接頭 : 抗化學性

16 SUPEC? Resin 特性 : 缺點 : PPS , 金屬樹脂 結晶性 , 填充材 , 添加物 高耐熱性 (up to 260℃)
抗化學性 傑出自熄性 抗水解性 疲勞特性 高流動性 缺點 : 缺口效應敏感

17 塑料預備乾燥

18 熱可塑性工程塑膠 Resin GE Plastics 工程塑膠原料會因; 製造 , 運輸 , 存放過程而增加含水率 .

19 塑料含水率 H2O H2O H2O

20 水份吸收均衡性

21 乾燥過程 H2O H2O H2O 利用乾燥空氣帶走水份.

22 吸收 / 移轉 吸收 移轉 .8 .02 -20 -10 0 20 40 60 均勢 適合程度 Dew Point露點 P e r c n
M o i s u C Dew Point露點 均勢 適合程度

23 乾燥空氣 乾燥劑系統 烘料筒 利用乾燥劑將空氣乾燥再除濕烘料. 乾燥珠 熱空氣

24 將空氣送進低於露點之乾燥筒中,再加熱進入烘料筒循環充分乾燥塑料.
回收空氣 乾 燥 系 統 二次乾燥系統 加熱系統 將空氣送進低於露點之乾燥筒中,再加熱進入烘料筒循環充分乾燥塑料.

25 密閉式循環系統 - 利用過濾器將回收空氣去除污染再循環充分乾燥塑料 .
烘料筒 鼓風機 乾 燥 系 統 加熱系統 密閉式循環系統 - 利用過濾器將回收空氣去除污染再循環充分乾燥塑料 .

26 烘料筒 鼓風機 乾 燥 系 統 加熱系統 加熱器 過濾器 Just as pellets can become saturated, the desiccant beads can become saturated and therefore have to be periodically reactivated.

27 烘料筒設備 慢速流量 均勻流量 流量較快 擴散器 熱空氣 熱空氣 料筒應用造成不同循環流動(2:1) , 對乾燥效果亦所有不同 .
使用擴散器具對原料乾燥效果較為均勻 .

28 乾燥塑料注意事項 : 確認露點溫度. 確認回收空氣溫度 . 確認循環空氣流量 – 至少 1 CFM / (lbs/hour).
若使用直接回收料 , 必須延長乾燥時間 1- 2 小時 確認乾燥劑功能使用.

29 烘料筒選用 成品重量 x 射出循環時間 =數值 例如 : 500 g成品重 x 30 秒循環時間 = 1Kg / 分 或 60 Kg/時
例如: 60Kg/時 x 4 小時 = 240 Kg烘料筒 烘料筒選用必須大於足夠乾燥時間

30 每一規格塑料之烘乾條件請參照物性表建議事項 .
乾燥條件 原料 烘料溫度 烘料時間 露點空氣 PPO ℃ 1-2 Hours -30℃ ABS ℃ 2-4 Hours -30℃ PC 120℃ 3-4 Hours -30℃ Polyetherimide 120℃ 3-4 Hours -30℃ PBT 120℃ 2-4 Hours -30℃ NOTE: 回收料使用因粉碎顆粒較大 ,必須增長烘乾時間 每一規格塑料之烘乾條件請參照物性表建議事項 .

31 成型製程

32 製程 初始: 使用正確塑料清洗料管 . 使用正確製程條件 .

33 建議各種清洗料管使用原料 Polymer Purge Material
CYCOLAC / CYCOLOY Acrylic, Polystyrene, SAN NORYL Polystyrene, Acrylic LEXAN Acrylic, HD Polyethylene VALOX Polystyrene, HD Polyethylene ULTEM LEXAN 101,141, HD Polyethylene (Extrusion Grade) SUPEC HD Polyethylene

34 塑化溫度設定 電氣性加熱 : 加熱片 ( Heater Bands ) 機械性加熱 : 螺桿轉速 ( RPM ) 背壓 射出壓力 / 速度

35 塑料溫度設定過高 噴射痕 銀條紋 顏色變更 較長冷卻時間 材料劣解

36 射出成形加工考慮要點 模具成形溫度 塑料溫度 螺桿回轉速度 背壓設定 射出成形壓力 射出成形速度

37 塑膠成形要項 參照塑料物性 / 製程條件建議 原料差異性 塑料規格差異性

38 商品名 成形溫度 (℃) CYCOLAC? LEXAN? NORYL?PREVEX? VALOX? ULTEM? CYCOLOY? XENOY? SUPEC? GELOY?

39 模具溫度

40 成品冷卻和固化過程 固化成品 熔融原料 模具冷卻

41 模溫控制 IN O O 120 125 130 O O 125 O O 130 135 O 140 O 135 O O 140 145 OUT O O 150 145

42 模溫控制 範例 P L

43 冷卻作用: 非結晶性材料 TG 成形溫度範圍 劣解 模具溫度必須低於 TG 達到冷卻成品作用

44 冷卻作用 : 結晶性材料 劣解 成形溫度範圍 TM TG
Mold Temperature Determines Cooling Time and Therefore Degree of Crystallinity Cooling Through the Crystallinization Range Too Quickly Will Result in Reduced Crystallinity (Quenching)

45 相關配備

46 計量段 混鍊 / 壓縮 供給段 供給段 : 進料供給作用. 混鍊 / 壓縮 段 : 利用牙深產生剪熱壓縮混鍊材料. 計量段 : 最後塑化材料.

47 hf hm 螺桿設計 計量段 壓縮/混鍊 供給段 L/D = 20:1 壓縮比 = = 2:1 雙金屬設計, 磨耗性 , 熱傳導性 hm
(供給段牙深) D 計量段 壓縮/混鍊 供給段 L 螺桿設計 L/D = 20:1 壓縮比 = = 2:1 雙金屬設計, 磨耗性 , 熱傳導性 hm hf

48 球形逆料閥 耐久性 阻礙流動 滯流塑料和黑點發生

49 球形逆流閥 Open Closed 射出動作

50 不回流閥 對塑料剪切影響較低 . 耐久性較差 . 逆流閥流量功能與螺桿較接近 .

51 Check Ring Valves are Suggested
不回流閥 計量供給時動作 高壓射出時動作 Check Ring Valves are Suggested

52 噴嘴設計 段道長度 0.0㎜- 4.75㎜. 口徑尺寸4.76㎜-9.5㎜. 豎焦道口徑小於0.5-0.8㎜㎜噴嘴尺寸
儘可能使用較短尺寸之噴嘴設計.

53 噴嘴 ( Nozzle ) 加熱片 注射方向 Cylinder Bore

54 流道設計 豎澆道勾梢 倒斜度設計 優 “Z” 型 好 倒環型 普通 崁入型 較差

55 射出成形模具設計 流道

56 建議之流道尺寸: 流動均衡 主流道 - 全圓形 或 梯形設計 9.5㎜ – 250㎜以上 8.0㎜ – 75㎜ - 250㎜
6.5㎜ – 75㎜ 或 以下 次流道 6.5㎜ Minimum

57 流道設計 流道 流動 容許最大材料流動 塑料冷凝影響最少

58 流道設計 PL 全圓型 優 半圓型 較差 梯型 好

59 流道設計 流道 梯型側圖 1/8 3/16 1/8 3/16 1/4 3/16 1/4 5/16 1/4 5/16 7/16 5/16
RD W D 1/8 3/16 1/8 3/16 1/4 3/16 1/4 5/16 1/4 5/16 7/16 5/16 3/8 1/2 3/8 R D R D 對等設計之一 設計之二

60 流道設計 阻礙流動 較佳設計

61 流道設計 流動方向 冷料井 冷料井尺寸設計與流道相同或大於1.5倍 冷料井

62 流道設計 不均平衡系統設計 A A B B A A B B

63 流道設計 平均分佈設計 A

64 熱流道系統: 主流道岐管直徑最小應為12㎜ ,大型件時為 16㎜或更大 . 分岐塊末端務必製作圓形設計 . 使用 4支加熱棒,均勻分佈.
分岐塊 (Manifold ) 所需的熱量 , 每立方吋之鋼材最少應有50瓦特的加熱能力.

65 無澆道設計 緊密配合 固定螺絲

66 熱流道系統 優點 快速循環時間 - 15-20% 時間減少 較好成品品質 - 減少應力殘留 - 較佳外觀 節省材料 - 沒有澆道和流道
Manifold = 260℃ 固定側模板 = 50℃ 優點 快速循環時間 % 時間減少 較好成品品質 - 減少應力殘留 - 較佳外觀 節省材料 - 沒有澆道和流道

67 無澆道設計 6 in. = .017 In. 12 in. = .034 In. 金屬熱膨脹系數: 0.00000633 in/C
分歧塊 = 260℃ 母模板 = 50℃ 6 in. = .017 In. 12 in. = .034 In. 18 in. = .051 In. 金屬熱膨脹系數: in/C

68 澆口設計 澆口

69 澆口設計 直接豎澆道 豎澆道 成形製品

70 澆口設計 邊緣料口 段道長度 0.76 mm(Max)

71 澆口設計 Disk or Diaphragm Gate 流道 流道 盤形或薄膜gate 成品 豎澆道

72 Single Tab Gate Multiple Tab Gate 6 in. Max 12 in. Max Tab Gate Gate
Sprue 6 in. Max 12 in. Max Gate Gate

73 澆口設計 潛道式料口 成形品 豎澆道 分模線 無段道長度 料口側打光平順, Min. 20 潛道 料口 頂出梢
Fasten Pin Head To Prevent Turning

74 澆口設計 改良式扇形料口 冷料井 R角

75 澆口設計 扇形料口 流道 成品 澆口 段道

76 澆口設計 環型料口 料口 碟型流道 料口 成品

77 潛道設計之冷料區 潛道 成品 豎澆道 分模線 澆口 冷料區

78 澆口設計 腰果式料口 (牛角式) R R 料口 L

79 澆口設計 針點式料口 1.27mm 0.5mm 段道長度 900

80 Three Plate Design Closed

81 進料點選定 Gate Location is Strongly Influenced by Glass Content.
End Gating is Preferred in Glass Filled Materials to Minimize Warpage.

82 模具排氣 排氣系統

83 模具排氣 頂出梢部份 0.05mm 加工空隙

84 模具排氣 分模面部份 料口 深度 mm 排風孔 Note Step 12.7mm 1.5mm Min. 1.3mmMin.

85 頂出機構

86 Boss Sleeve Ejector Blade at Deep Ribs Rounds Pins Parts Eject USED AROUND PINS & BOSSES Mold Pin Stationary Stripper Plate Stationary Force GOOD KNOCK OUT FOR ROUND PARTS Knock Out Bars

87 頂出機構 頂出影響因素 : 離模角度 離模面積 離模面粗糙度 / 蝕刻處理 頂出角度 模具溫度 模具附著

88 頂出機構原則 : 儘可能使用較大尺寸之頂針 . 儘可能增加頂針數量 均勻地將成品頂出 .

89 離模角度設計 和 蝕刻面

90 離模角度設計 脫模角 1/2?Min. 脫模角

91 離模角度設計 蝕刻脫模角 每增加0.025㎜深度 ,則加大1度脫模角

92 射出成型問題 Injection molding problems

93 Flash Gloss Streaking Warpage Shrinkage Voids Fingerprinting
Overpacking Splay Shrinkage Burning Flash Shorts

94 製程中問題發生時,第一件要想到的事情What is the first thing you do to your process when a problem occurs?
合理假設 可能是原料問題

95 Some Basic Rules to Follow in Effectively Solving Molding Problems...
基本原則 BASIC ROULES Some Basic Rules to Follow in Effectively Solving Molding Problems... 擬定計畫 Have your plan ready 一次改變一個參數 Make Only One Change at a Time 耐心找出影響 Be Patient, Let Them Take Effect 保持機器運轉狀態 Keep Machine on Cycle 記錄改變結果 Keep Records of Changes

96 縮水 Sinks 產品肉厚部,因內應力 影響,致使聚合物分子 量不足的結果. Caused by Internal
Stresses within Thicker Sections of the Part as a Result of Insufficient Polymer Molecules.

97 縮水 Sinks 減少縮水的方法 Ways to Minimize Sink Marks 確認部品設計
Check the Part Design 確認入料速率 Check Feed Rate 增加射出速度 Increase Injection Speed 增加射出壓力 Increase Injection Pressure 增加模溫 Increase Mold Temperature 增加保壓時間 Increase Injection Hold Time 確認熔融溫度 Check Melt Temperature 增加背壓 Increase Back Pressure 維持有效排氣 Maintain Sufficient Venting 增加流道/澆口直徑 Increase Runner/Gate Dimensions

98 空穴 Voids 空穴是因模腔內聚合物分 子量少.但與縮水相反的是 在冷卻過程中,表皮層的強 度足以對抗內應力的作用.
Voids Are Cause by Too Few Molecules within the Mold. As Opposed to Sink Marks, Part Wall Strength is Sufficient to Withstand the Internal Stress Caused by the Melt Cooling Process.

99 空穴 Voids 減少空穴的方法 Ways to Minimize Voids 確認產品設計 確認熔融溫度
Check the Part Design 確認入料速率 Check Feed Rate 增加保壓時間 Increase Injection Hold Time 增加射出速度 Increase Injection Speed 增加模溫 Increase Mold Temperature 確認熔融溫度 Check Melt Temperature 增加背壓 Increase Back Pressure 維持有效排氣 Maintain Sufficient Venting 增加流道/膠口直徑 Increase Runner/Gate Dimensions 增加射出壓力 Increase Injection Pressure

100 彎曲 Warping 彎曲是因部品的兩側承受 不平均的配向與應力
Warping is Caused by Non-Uniform Orientation and Uneven Stress Levels on Different Sides of the Part.

101 彎曲 Warping 確認片狀部品的設計 Check the Piece Part Design
確認入料速率 Check Feed Rate 降低射出壓力 Decrease Injection Pressure 降低射出速度 Decrease Injection Speed 降低模溫 Decrease Mold Temperature 增加保壓時間 Increase Injection Hold Time 確認熔融溫度 Check Melt Temperature 確認冷卻過程 Check Cooling Passages

102 毛邊 Flash 當射出壓力超過合模力 或遮斷閥損壞時,毛邊就 產生. Flash Will Occur When
Injection Pressure Exceeds Clamp Force or Shut-Off is Damaged.

103 毛邊 Flash 合模力不足 Loose Clamp 射出壓力過大 Injection Pressure Too High
射出高壓時間過長 Injection High Pressure on Too Long 射出速度過快 Injection Speed Too Fast 料溫過高 Melt Temperature Too High 不適當的入料速率 Improper Feed Rate 模具損壞或過熱 Damaged or Overheated Mold

104 短射 Short Shots 短射是無法完 全填滿部品 Short Shot is the Inability to
Completely Fill a Part.

105 短射 Short Shots 減少短射的方法 Ways to Minimize Short Shots
確認噴嘴是否損壞 Check for Nozzle Damage 增加射出壓力 Increase Injection Pressure 增加儲料溫度 Increase Stock Temperature 增加射膠量 Increase Shot Size 增加模溫 Increase Mold Temperature 確認阻逆閥與料管是否過度磨損或損壞 Check Non-Return Valve and Barrel for Excessive Wear or Damage

106 Surface Burning of Parts
部品表面燒焦 Surface Burning of Parts 部品表面燒焦發生可能原因由於 過高儲料溫度,過高剪切熱,過高背 壓.確認排氣適當.為克服流動限制, 採高速射出時,摩擦燒焦亦會發生. Surface Burning of Parts Can Be Caused by Too High a Stock Temperature. Excessive Shear Heating Caused by Too High a Back Pressure is Also a Possible Cause. Check to Make Sure that the Venting of the Mold is Adequate. When a High Injection Speed is Used to Overcome Flow Restrictions, Frictional Burning Can Result.

107 部品表面燒焦 Surface Burning of Parts
減少表面燒焦的方法 Ways to Minimize Surface Burning 降低儲料溫度 Decrease the Stock Temperature 降低射出速度 Decrease Injection Speed 確認模具排氣 Check Venting of the Mold 加大澆口 Enlarge Gates 確認澆道與空射狀況 Check Sprue for Burning and/or Purge Shot 確認合模力 Check Clamp Pressure 確認排氣 Check Venting 降低射出速度 Decrease Injection Speed 降低射出壓力 Decrease Injection Pressure 確認儲料與模 Check Stock and Mold Temperatures

108 結合線 Weld Lines 來自不同澆口或同一澆口的分 流,當多股熔料前端融合在一起 時,結合線由此產生.
Weld lines Occur When Two or More Melt Fronts Merge. Typically, These Will Be Melt Fronts from Different Gates, or a Single Melt Front Forced to Split Around an Obstruction Such as a Core pin.

109 氣体燒焦 Gas Burn 氣体燒焦是部品劣解的一 種,發生原因在於空氣或瓦 斯氣於模具內受到絕熱壓縮 燃燒.
Gas Burn is a Degradation of the Part Caused by the Compression and Ignition of Trapped Air or Gasses in the Mold.

110 氣体燃燒 Gas Burn 不適當的合模 Improper Clamp Tonnage 排氣阻塞 Clogged Air Vents
缺乏適當的排氣 Lack of Adequate Venting 射出速度過快 Injection Speed Too High 射出壓力過高 Injection Pressure Too High 料溫過高 Melt Temperature Too High 模溫過高 Mold Temperature Too High

111 剝離 Delamination 層剝離發生的原因在於 混入不相同的聚合物. The Separation by Layer
Caused by Contamination of a Dissimilar Polymer.

112 Ten Do for Molding Engineering Resins
成型工程塑膠 10項法則 Ten Do for Molding Engineering Resins 熟識成型的原料 Know Your Material 適當的乾燥 Dry Properly 按照推薦的成型條件 Use Recommended Processing Conditions 選用合適的設備 Use Properly Sized Equipment 適當設計模具 Use Properly Designed Tooling 流道適當 Use Adequate Runners 排氣要充分 Use Proper Venting 選用合適的噴嘴 Use Nozzles with Proper Heat Controls 採用合適的螺桿設計 Use Proper Screw Design 一年一次或兩次的設備保養計畫 Schedule Annual or Bi-Annual Equipment Maintenance