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ZYTEL 101L(PA66)成型指導教材

一.  尼龍66的種類(杜邦):

尼龍又稱聚  胺, 杜邦尼龍種類主要有: 添加有潤滑劑(101L)、快速成型(101F)、耐水解性(122)、高粘度級(ZYTEL 42)、耐衝擊改良級(ST800 耐衝擊66尼龍; ST801 超軔尼龍; ST901 超軔非結晶性66尼龍), 礦物補強及防火級等.

尼龍是杜邦發明的, 并首先投入工業生產, 開始用於縴維, 再應用到其他領域; 最初是以66為主體, 後來開發出了耐隆6.

二.  ZYTEL尼龍樹脂的特性:

它是很優良的工程塑膠之一, 耐磨擦、在較高溫度範圍內, 鋼性和強度均佳, 軔性和化學抵抗力十分優越且能夠抵抗連續衝擊.

三.  ZYTEL 101L(PA66)為結晶性樹脂.

1.    “ZYTEL”為杜邦尼龍商標名稱, “101”為編號, “L”表示有潤滑(改進其機器進料和脫模特性).

2.    ZYTEL 101L的密度為1.14g/cm3(D-792), 熔點: 255℃, 成型收縮: 1.5%(t=3.2mm); 吸水量: 23℃/24h為1.2%; 23℃飽和為8.5%(D-570標準).

四.  射出成型機器:

1.  螺桿設計: 杜邦建議L/D為16/1到20/1; 壓縮比為: 3/1~5/1之間.

2.  止回閥: 比較常見的有用環式逆流防止閥或球式逆流防止閥(本公司機台為環式逆流防止閥); 功效: 確保射出量以及模穴壓力在每次射出時均保持一致.

3.  噴嘴:

a.  反錐拔噴嘴孔(優點: 豎澆口延長進入加墊之噴嘴內, 可消除噴嘴流涕現象, 同時固化的塑料將會粘著於豎澆口, 脫模時隨成品頂出).

b.  噴嘴前端口的R=0.01”(優點: 可以減少塑料在此點上粘結).

c.  噴嘴直徑為4.0~4.5MM(杜邦建議), 優點: 減少壓力損失; 不易堵塞噴嘴.

d.  為了獲得良好的溫度控制, 加熱片和熱電偶都應可能向前移(如示意圖).

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4.  射出壓力: 射出系統應具有能以1406kg/cm2的射出能力, 要想維持成型品尺寸的精密誤差, 必須要對每次射出壓力的穩定性和精確性加以控制.

五.  成型機操作條件:

1.  料管溫度設定(如附圖一).

2.  杜邦建議熔溫為290℃±10℃, 模溫70℃.

3.  保壓時間為: 3.5~4.5sec/mm.

4.  射出壓力800kg/cm2(George教學報告第一期), 保壓壓力通常為射出壓力50%~80%.

5.  射出速度: 若不影響外觀且無包風、空洞則射出速度越快越好.

6.  射出位置: 視零件結構而定, 射飽零件95%~99%後切換保壓.

7.  背壓: 可適當加背壓(一般為3~10kg/cm2), 杜邦George經驗, 震雄機一般加10kg/cm2的背壓比較好.

8.  螺桿轉速: ψ60mm≦130rpm, ψ50mm≦160rpm, ψ40mm≦180rpm(杜邦George教學).

9.  原料乾燥溫度為80℃(最佳), 時間3~4小時(PA66成型時含水量∠0.2%).

10.  螺桿機器的開機程序:

a.    將加熱缸溫度設定比最低加工溫度低30℃的溫度, 噴嘴溫度則最少設定為比較加工溫度高10℃的溫度, 加熱時間20分鐘, 然後再將加熱缸溫度提高到操作溫度.

b.    檢查并確定噴嘴是在所設定的溫度上.

c.    使螺桿試轉(手動), 如果螺桿不轉, 則加熱時間 “久一點”.

d.   螺桿開始轉動之後, 把漏斗進料槽短暫的打開再予關閉, 當這些塑料被螺桿向前壓出時, 要檢查螺桿驅動馬達之負載, 如果負載過大則提高熱缸溫度, 這時噴嘴必須是 “開著” 的.

e.    打開進料滑道, 增加背壓, 螺桿保持於前進位置, 將熔融樹脂擠出, 并調整狀況直到以目視融熔樹脂沒有出現未熔顆粒為止, 最後松掉背壓至標準值.

f.     正常成型作業所預期的狀況和週期做數次空射, 熔膠溫度在此時應用針式高溫探測儀來加以檢查, 料管內的溫度應做必要的調整以獲致所建議使用的熔溫

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g.    將射座移向前, 開始以低射出壓(除非射出不足會干擾頂出)來做成型周期, 然後調整作業狀況來生產符合品質的零件.

11.  螺桿式機器之關機程序:

a.  繼續成型時, 關掉漏斗滑道, 出清漏斗, 填加一些PE然後擠出直到擠光為止, 如此一來將可減少污染及其後機器開工所需之時間.

b.  將螺桿留置於前進位置.

c.  關掉螺桿加熱缸加熱片, 不過噴嘴及承接座之加熱片則仍然開著, 直到料管溫度冷卻為止.

六.  成型用樹脂之處理:

1.  濕氣和污物對於成型樹脂之影響.

a.  成型品之機械性能及外觀都會受損.

b.  PA66樹脂含水量高時, 在熔點以上的溫度, 水會與尼龍起化學反應,導致樹脂分子重量及軔性的減弱. 同時, 所吸收的水份會形成蒸氣, 并在成型品上產生料花和內部氣泡, 氣孔的產生.

2.  如何防止成型樹脂在空氣中吸濕.

a.  要確使容器及其內含樹脂之溫度等於或高於作業區之溫度(避免濕氣凝結在樹脂上).

b.  不要將未使用過的成型樹脂暴露於空氣中, 加料桶應密封; 23℃*50% RH*暴露4H、原料吸濕0.43%, 水口料:0.6%; 75% RH, 原料吸濕 0.57%, 水口料0.7%; 100% RH, 原料吸濕0.77%, 水口料1.0%.

c.  打開過的袋子應捲起袋口, 并盡快使用以盡量減少其吸濕程度, 袋口可用開縫之PE管重封袋口.

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3.  回收料之處理.

a.  肉眼可見的污染澆道應丟棄, 不要使用變色或有氣紋(料花)的成型品或澆道, 這些可能顯示其樹脂已經變質.

b.  保護回收料不受潮, 且確定這些回收料不含任何污物.

c.  使回收料之顆粒尺寸保持一致, 以配用12或16目网的震動設備來將細粉與回收料分開.

4.  乾燥.

a.    杜邦建議預烘料溫度為80℃, 時間3~4h, 除濕乾燥機露點為: ≦-20℃, 烘料溫度太高, 時間長會使原料發黃, 但杜邦曾做過試驗, 尼龍66在150℃~220℃進行6000小時或更長時間測試, 但其物性幾乎沒有改變。為了安全.保險, 也是應嚴格按照規範烘料, 其試驗之結果僅供參考.

b.    影響尼龍乾燥有以下幾點.

b-1. 乾燥空氣的濕度.

b-2. 物料的表面與体積之比.

b-3. 除濕空氣的乾燥程度(從露點上反映出).

b-4. 總風量.

七.  如何穫得最佳之軔性.

1.  使成型用塑膠粒對大氣的接觸減至最小, 不使其吸收濕氣.

2.  減少樹脂在加熱缸停留時間并避免使用太高的加工溫度.

3.  使用288~293℃的熔溫以穫得最大之軔性.

4.  螺桿後退時間等於停留時間的90%, 以穫取一致的高軔性.

5.  塑膠零件避免尖銳轉角, 一般轉角R為0.6t.

6.  熔接線為成型品脆弱部位之一, 故其熔接線不宜在最大受衝擊力的部位.

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八.  模具設計.

1.  排氣.

a.  成品排氣.

b.  澆道排氣.

c.  排氣槽的寬W>2.0mm(通常為3.2~6.4mm), 排氣口長L≦0.8mm, 深度D∠0.02mm(如附圖二).

2.  澆口的選擇: 通常為圓形或長方形, 使用長方形澆口比較好, 因為它獨立控制了通過澆口的流率及其封閉澆口的時間, 其寬度卻可以調整以減少通過澆口的樹脂流率而不能影響到封閉時間, 若是圓形澆口的話, 改變其半徑便即改變了其澆口封閉時間及流率.

3.  方形澆口的設計.

a.  厚度1/2t~2/3t(t為厚度), 寬為厚的1~2倍, 長度須在1mm以下.

b.  須設計於肉厚較大處.

c.  不得在受力處及外觀要求較高的地方.

4.  模具冷卻: 模具冷卻通路應位於那些最需要熱轉移部位, 這些通路距離模穴不應近於1/2”以內, 否則模具表面溫度會變化不一, 一般冷卻水路ψ為6mm、8mm、10mm、15mm等, 進出水溫差建議控制在2~10℃.

5.  豎澆口襯套:為使豎澆口易離開模具,豎澆口襯套的內孔該有斜度(1∘~2∘),

九.  尺寸與收縮:

   成形品尺寸間之差異程度要視以下因素而定.

a.    模具收縮(成形作業後24h內在23℃之下測量絕乾之成形零件).

b.    離模由於冷卻而收縮.

c.    最終使用時的溫度與濕度.

1.     模具收縮: 尼龍的種類, 成型條件. 模具設計等而定.

模具設計: 澆口寬. 厚. 零件肉厚.

成型條件: 熔溫. 模溫. 射出壓力.

2.     離模後收縮: 模溫. 零件肉厚及尼龍之種類.

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在熱模內成形的厚肉成形品, 其晶性相當穩定; 而在冷模內成形的薄肉成形品在成形之後會引起相當的晶化, 因而導致額外的成形品收縮.

a. 不管零件肉厚為何, 提高模溫會降低軔化收縮, 亦即全面尺寸變化較小.

b. 模溫一定下, 成品肉厚減小則軔化收縮加大.

c. 總合收縮(模具收縮加上軔化收縮)只略微受到模溫的影響.

3.     濕度與溫度對尺寸的影響.

a.     尼龍吸收水份之後會使成型品的尺寸增大.

b.     尼龍在飽和點以下的濕度水準, 其水份皆集中靠近表面并隨著時間再度分散.

4.     尺寸公差:

射出成形品在尺寸上可允許的變異稱為成型品公差, 此公差是介於成品功能與成本之妥協.

模具設計: 多模穴之模具, 應盡可能使用平衡澆道, 否則公差較難控制.

審核:                                                整理: 唐建勇 郭學民