一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺

摘要

本发明为一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，成型塑料制品的壁厚在0.5mm以内，主要分为注射阶段、保压阶段及冷却阶段，熔体温度采用推荐温度，不需要提高；根据不同塑料原材料的性质以及模具结构调整模具温度20～150℃之间，根据不同成型面积控制注射压力在1500～3000kg/cm2，注射速度400～2000mm/s，把熔体注射入模具，然后迅速切换到保压，保压要分段进行，采用2或3或4段，调节各段的保压压力及保压时间，经冷却后完成成型过程。

权利要求

1.一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，包括以下步骤： (A)将所用塑料原料放入注塑机料斗，塑料在加热料筒里被螺杆挤压而形成熔融状态，直到计量终止，熔体堆积于料筒前端，并且使用温控装置维持温度在熔体熔融温度； (B)根据不同塑料原材料的性质以及模具结构调整模具温度在20～150℃之间； (C)进入注射阶段，设定注射压力在1500～3000kg/cm2，注射时间0.1～1s，注射速度400～2000mm/s，模具闭合，开始注射； (D)注射结束，迅速切换到保压状态，采用2或3或4段保压，调节各段保压压力及保压时间： 第一段保压压力300～1000kg/cm2、保压时间0.05～0.5s， 第二段保压压力800～2000kg/cm2、保压时间0.3～2s， 第三段保压压力500～1500kg/cm2、保压时间0.1～1s， 第四段保压压力500～1000kg/cm2、保压时间0.1～0.8s； (E)保压结束，进入冷却阶段，冷却时间根据材料以及模具结构设定2～12s； (F)模具开模，取出产品，完成成型的全过程。

2. 根据权利要求1所述的薄壁塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于：在 所述步骤（A)中，所用的塑料原料选自聚碳酸酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯共聚物和聚碳酸酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物二者的共混物，这 里的原料都不加添加剂。

3. 根据权利要求1所述的薄壁塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于：在所述步骤（C)中，注射阶段的注射速度要从低速100mm/s逐渐加到设定 的高速，以保证熔体在固化层不太厚时填满模具型腔。

4. 根据权利要求1所述的薄壁塑料制品的注塑成型工艺，其特征在于：在 所述步骤（D)中，保压状态设定第一段保压压力300〜800 kg/cm 2，保压 时间0. 05〜0. 3s;第二段保压压力1000~1800 kg/cm 2，保压时间0. 8〜1. 5s;第三段保压压力500~1000 kg/cm 2，保压时间0。 5〜0. 8s;第四段保压压力 500~800 kg/cm 2,保压时间0, 3~0. 5s。

说明书

一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺

[技术领域]

本发明涉及一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，属于薄壁注塑成型领域。 [背景技术]

随着笔记本电脑和移动电话等产品的设计朝着"轻、薄、短、小"方向发 展，以及人们对这些产品的需求的快速增长，促使薄壁注塑成型技术迅速发展 起来。薄壁注塑成型技术是一种仅有十几年发展历史的新兴技术，其理论体系 尚未形成，缺少系统性的研究。薄壁注塑是一个相对概念，传统塑料制品的通

常壁厚为2〜4mra，壁厚在1. 2〜2mrn之间的薄壁设计被称为"先进"，壁厚小于 1.2mm可称为"领先"。

薄壁制品的流动通道与传统注塑品相比要窄得多，这样在成型过程中很容 易冻结。为了克服这种情况，在成型工艺上经常需要将熔体温度提高到比推荐 温度高38~65'C。避免过早冻结的另一种方案是将注射速率提高一个数量级（柱 塞速率500〜1400mm/s)，这就需要非常高的注射压力（2400-3000 kg/cm 2)以达 到快速注射和足够保压。鉴于壁厚限制和极端的工艺条件，薄壁成型的加工范 围较窄。工艺条件的微小变化会导致塑料制品产生填充不足、縮水、尺寸不稳 定、溢料、熔接痕、内应力增大引起的产品翘曲变形以及残余应力引起的开裂 等缺陷，所有的这些问题，仅靠提高熔体温度或注射速率及注射压力是不能够 全部解决的，因为各项工艺参数是相互关联的，必须优化工艺参数，制订合理 的工艺方案，这是目前相关业者急欲解决的问题。

以壁厚为0.5mm的塑料制品的注射成型为例，见附图，熔体从模具l的型 腔中间充填时会形成单边为0. 2mm厚的固化层3，中间的流动通道2只剩下 0. lmm。随着冷却的进一步继续，充填阻力也越来越大，两端的固化层越来越厚， 流动通道因固化层过厚逐渐减小，这使得成型过程变得复杂，难度加大。

鉴于上述问题的存在，为了从根本上解决薄壁塑料制品注塑成型工艺存在 的问题，本发明人基于丰富的实践经验及专业知识，积极的加以研究创新，创 设出一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，解决薄壁塑料制品成型时的缺陷，保证塑料制品的质量。 [发明内容]

本发明的目的，是提出一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，以解决壁厚在

0. 5腿以下，优选0. 15~0. 5咖的薄壁制品的成型问题。

为达到上述目的， 一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，包括以下步骤：

(A) 将所用塑料原料放入注塑机料斗，塑料在加热料筒里被螺杆挤压而形成熔 融状态，直到计量终止，熔体堆积于料筒前端，并且使用温控装置维持温 度在熔体熔融温度；

(B) 根据不同塑料原材料的性质以及模具结构调整模具温度在20〜15(TC之间， 优选40〜120。C;

(C) 进入注射阶段，设定注射压力在1500~3000 kg/cm 2,注射时间0. 1〜ls，注 射速度400〜2000咖/s，模具闭合，开始注射；

(D) 注射结束，迅速切换到保压状态，采用2或3或4段保压，调节各段保压 压力及保压时间：

第一段保压压力300〜1000 kg/cm 2、保压时间0. 05〜0. 5s， 第二段保压压力800〜2000 kg/cm 2、保压时间0.3〜2s， 第三段保压压力500~1500 kg/cm 2、保压时间0. l-ls， 第四段保压压力500〜1000 kg/cm 2、保压时间0. 1~0. 8s;

(E) 保压结束，进入冷却阶段，冷却时间根据所用材料以及模具结构设定2~12s;

(F) 模具开模，取出产品，完成成型的全过程。 本发明所提供的一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺具有以下优点：节省原

材料，成型周期短，降低了生产成本；减小制品内应力及残余应力，保证了制 品精度及稳定性，保证了制品的质量；成型后的塑料制品有较高的机械性能。 [附图说明]

附图为充填过程示意图。图中l为模具；2为流动通道；3为固化层。 [具体实施方式]

本发明为一种薄壁塑料制品的注塑成型工艺，成型塑料制品的壁厚在0. 5咖以内，主.要分为注射阶段、保压阶段及冷却阶段，熔体温度采用推荐温度， 不需要提高；根据不同塑料原材料的性质以及模具结构调整模具温度20〜

15(TC之间，根据不同成型面积控制注射压力在1500-3000 1^/cm2，注射速度 400〜2000鹏/s，把熔体注射入模具，然后迅速切换到保压，保压要分段进行， 采用2或3或4段，调节各段的保压压力及保压时间，经冷却后完成成型过程。

注射阶段的注射速度要从低速iOOmm/s逐渐加到设定的高速，以保证熔体 在固化层不太厚时填满模具型腔。注射量及注射速度对薄壁制品注塑成型的填 充过程起主导作用，熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作 用，因为高的注射压力会增加所需锁模力，产生高的内应力，引起塑料制品的 变形，注射压力根据成型面积的大小控制在一定的数值，然后迅速切换到保压; 保压过程要分为几个阶段进行，通过调整各段的保压压力和保压时间来控制塑 料制品的质量，在这里设定第一段保压压力300〜800 kg/cm 2、保压时间0. 05 ~0. 3s，第二段保压压力1000~1800 kg/cm 2、保压时间0. 8〜1. 5s，第三段保压压 力500~1000 kg/cra 2、保压时间0, 5~0. 8s，第四段保压压力500-800 kg/cm 2、保 压时间0.3^0.5s，以降低塑料制品的内应力。薄壁注塑成型材料流动性要好， 需要有大的流动长度，还要有高的冲击强度，高热变形温度，良好的尺寸稳定 性，本工艺方法所用塑料原料选自潔碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物二者的共混物，这里的原料都不加添 加剂，因为添加剂影响材料的流动性，使薄壁制品不容易成型。进入冷却阶段 要根据所用材料及模具结构设定2~12s冷却时间进行冷却，冷却结束后开模取 出制品完成整个成型过程。

实施案例

实施例l:数码相机电池壳，制品长40.35咖，宽35. 40 mm，最薄壁厚0. 25 mm， 薄壁面积1400rnrn2，材料选用聚碳酸酯，其注塑成型工艺如下： (A)将聚碳酸酯材料放入注塑机料斗，料筒温度设定：喷嘴30(TC、前部 295°C 、中间部290。C、后部28(TC;(B) 模具温度设定：6(TC;

(C) 进入注射阶段，注射压力2700 kg/cm 2，注射时间0. Is;注射速度在 600咖/s，模具闭合，开始注射；

(D) 切换到保压状态，采用3段保压， 第一段保压：压力500 kg/cra2、时间0.05s， 第二段保压i压力1300 kg/加2、时间0.8s， 第三段保压：压力500 kg/cm 2、时间0.5s;

(E) 进入冷却阶段，设定冷却时间2s;

(F) 冷却结束，模具开模，取出产品。 工艺稳定性检测：

产品成型过程中，每隔30分钟进行一次制品外观质量、尺寸检测，成型开 始20~30分钟进行残余应力溶剂浸泡检测。 外观质量：经检测制品外观符合要求；

尺寸检测：制品尺寸公差为长40.35士0.05咖，宽35.40土0.05mm，最薄 壁厚0. 25±0. 02 mm,经跟踪检测制品尺寸都在公差范围内。

制品残余应力检测：将制品浸入23'C的1: IO的甲苯和正苯醇的混合溶液 中，3分钟取出，立即用清水清洗，擦干，仔细观察外观，制品没有出现龟裂和 裂纹现象。

实施例2:手机电池壳，产品为边框结构，长55.30咖，宽35.40mm，最薄壁厚 0.20,，材料选用聚碳酸酯，其注塑成型工艺如下：

(A) 将聚碳酸酯材料放入注塑机料斗，料筒温度设定：喷嘴305。C、前部 300°C、中间部290。C、后部280。C;

(B) 模具温度设定：75°C;

(C) 进入注射阶段，注射压力2800 kg/cm 2,注射时间0.2s;注射速度在700

咖/s，模具闭合，开始注射；

(D) 切换到保压状态，采用三段保压， 第一段保压：压力800 kg/cm2、时间0.08s，第二段保压：压力1800 kg/cm z、时间ls， 第三段保压：压力800 kg/cm 2、时间0.5s，

(E) 保压完成进入冷却阶段，设定冷却时间3s;

(F) 完成冷却，模具开模，取出产品。 工艺稳定性检测：

产品成型过程中，每隔30分钟进行一次制品外观质量、尺寸检测，成型开 始20~30分钟进行残余应力溶剂浸泡检测。 外观质量：经检测制品外观符合要求；

尺寸检测：制品尺寸公差为长55.30土0.05咖，宽35.40土0.05咖，最薄 壁厚0. 20±0. 02咖，经跟踪检测制品尺寸都在公差范围内。

制品残余应力检测：将制品浸入23"C的1: IO的甲苯和正苯醇的混合溶液 中，3分钟取出，立即用清水清洗，擦干，仔细观察外观，制品没有出现龟裂和 裂纹现象。

实施例3:手机前盖，长98.10mm，宽49.40咖，最薄壁厚0.40mm，材料用聚

碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物，其注塑成型工艺如下：

(A) 将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物放入注塑机料斗，料 筒温度设定：喷嘴270。C、前部265。C 、中间部265。C、后部255。C;

(B) 模具温度设定：85°C

(C) 进入注射阶段，注射压力2000 kg/cm 2，注射时间0.6s;注射速度在500

mm/s，模具闭合，开始注射；

(D) 切换到保压状态，采用二段保压， 第一段保压：压力500 kg/cm2、时间0.3s， 第二段保压：压力1200 kg/cm 2、时间1. 2s;

(E) 保压完成进入冷却阶段，设定冷却时间10s;

(F) 完成冷却，模具开模，取出产品。

工艺稳定性检测：

产品成型过程中，每隔30分钟进行一次制品外观质量、尺寸检测，成型开始20~30分钟进行残余应力溶剂浸泡检测。 外观质量：经检测制品外观符合要求；

尺寸检测：制品尺寸公差为长98. IO士O. 05咖，宽49.40士0. 05咖，最 薄壁厚0. 40±0. 03鹏，经跟踪检测制品尺寸都在公差范围内；

制品残余应力检测：将制品浸入23。C的1: IO的乙酸乙酯和正苯醇的混合

溶液中，3分钟取出，立即用清水清洗，擦干，仔细观察外观，制品没有出现龟 裂和裂纹现象。

实施例4:电子品零部件，长30.20咖，宽25.60mm，最薄壁厚0.50咖，材料

选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其注塑成型工艺如下：

(A) 将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料放入注塑机料斗，料筒温度设定：喷

嘴240。C、前部235。C、 中间部23(TC、后部22(TC;

(B) 模具温度设定：85°C;

(C) 进入注射阶段,注射压力1850 kg/cm 2,注射时间0, 8s,注射速度在400

咖/s，模具闭合，开始注射；

(D) 切换到保压状态，采用四段保压， 第一段保压：压力300 kg/cm2、时间0. 3s， 第二段保压：压力120Q、kg/cm2、时间1.2s—，： 第三段保压：压力800 kg/cm2、时间0.5s， 第四段保压：压力500 kg/cm2、时间0.3s;

(E) 保压完成进入冷却阶段，设定冷却时间8s;

(F) 完成冷却，模具开模，取出产品。

工艺稳定性检测：

产品成型过程中，每隔30分钟进行一次制品外观质量、尺寸检测，成型开 始20〜30分钟进行残余应力溶剂浸泡检测。 外观质量：经检测制品外观符合要求；

尺寸检测：制品尺寸公差为长30.20士0.05mm，宽25. 60±0. 05 mm，最薄 壁厚0. 50±0. 03咖，经跟踪检测制品尺寸都在公差范围内；制品残余应力检测：将制品浸入23i:的冰醋酸溶液中，3分钟取出，立即 用清水清洗，擦干，仔细观察外观，制品没有出现龟裂和裂纹现象。