实验13热塑性塑料注塑成型实验

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成型制件的关键部件之一，熔融的物料进入模具后，需要在时间 内将其冷却至常温， 模具温度的高低、温度的均匀性直接影响熔融物料的冷却历 程，对制品冷却速度的快慢以及制件的内在性能和外观质量影响极大。如果模具 温度发生波动，塑件的收缩率也将发生变化。 对模具温度的控制通常有两种方式， 对模具加热或通入冷却水。对模具冷却 的方式是对模具内的流道通入冷却水来控制的 。为节约水资源，同时确保模具温 度的恒定， 金鹰厂了使用模具温度冷却机， 冷却 机的控温仪表调节冷凝水的温度， 使进入模具的冷却温度保持一致。 （２）压力 注 射过程中的压力包括塑化压力和注射压力，它们直接影响塑料的塑化和制 品的质量。 ①塑化压力（背压） 螺杆式注塑机在塑化物料时，螺杆后退受到一定的阻力（来源 于注射油缸） ， 喷嘴的口径较小，塑化的熔融物料不易流出，螺杆端部熔料产生一 定的压力，称 为塑化压力，称为塑化压力，亦称预塑背压。其压力的大小可以通过注 塑机的液 压系统中注射油缸的回油背压阀来调整。 塑化压力的作用是明显的，由于 塑化压力的存在，螺杆在塑化过程，后退的 速度降低，物料需要较长的时间才到螺杆 的头部，物料的塑化质量得到提高，尤 其是带色母粒的物料颜色的分布更加均匀，由 于塑化压力的存在，迫使物料中的 微量水分从螺杆的根部溢出，使制件减少了银纹和 气泡。也避免了因熔体塑化不 良，在充模过程中未融化的微粒将模具的浇注系统堵塞 ，降低塑件的质量和生产 效率。 ②注射压力 注塑机的注射压力是以螺杆顶部对塑料 熔体施加的压力为准的。注射压力在 注塑成型中所起的作用是克服塑料熔体从料筒向 模具型腔流动的阻力， 保证熔料 充模的速率并将熔料压实。 注塑过程中，注射压力 与塑料熔体温度实际上是互相制约的，而且与模具温 度有密切关系。料温高时，注射 压力减少；反之，所需注射压力加大。 （３）时间（成型周期） 完成一次注塑过程所 需的时间称为成型周期，也称模周期。它包括以下几段 时间。注射时间： 充模时间 ——螺杆前进的时间。 保压时间——螺杆停留在前进位置的时间。 闭模冷却时间： 螺杆转动后退的时间。 指开模、顶出制品和闭模时间。 成型 周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此在生产中，应在保证质量 的前提下，尽 量缩短成型周期的有关时间。 在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要。它 们对制品的质量有决 定性影响，注射时间中的充模时间反比于注射充模速度。注射速 度主要影响塑料 的熔体在模腔内压力、温度及制品性能。充模时间一般为３￣５Ｓ，甚至 更短。 注射时间中的保压时间就是对模腔内的熔料的压实时间。在整个注射时间内 占的比例比较大，一般为２０￣１２０ｓ，特别厚的制品可高达５￣１０ｍｉｎ。在浇口处的熔 料封 冻之前，保压时间的多少，对制品的尺寸准确性有影响。若在封冻之后，保 压时间对 制品尺寸无影响。保压时间也有最佳值，依赖于料温、模温以及主浇道 和浇口的大小 。如果主浇道、浇口的尺寸以及工艺条件是正常的，通常以制品收 缩率波动范围最小 的压力值为保压压力。 冷却时间主要取决于制品的厚度、塑料的热性能和结晶性能， 以及模具温度 等。冷却时间的终点，应以保证制品在脱模时不引起变形为原则。冷却 时间一般 在０．１６－０．３０之间。冷却时间过长没有必要，成型周期中的其他时间则与生 产过程 中是否连续化和自动化程度有关。 在选择工艺条件时，主要从以下几个方面 考虑： ①塑料的品种，此种塑料的加工温度范围； ②树脂是否需要干燥，采用什么 方式干燥； ③成型制品的外观、性能及收缩率。 三、实验原料及设备 １、原料；高密度聚乙烯 ２、设备：ＣＪ１５０ＮＣ型注射机 茂名乙烯公司产 牌号；Ｄ ＭＤＡ－８９１６ 四、实验步聚 １、预热 ⑴合上机器上总电源开关，检查机器有无异常现象。 ⑵根据使用原料 的要求来调整料筒各段的加热温度，打上电热开关，同时把 喷嘴温度调节器调整到所 需的温度刻度，开始预热，预热时间应为３０￣４５分钟。 ⒉开机前检查与准备工作 ⑴ 按要求配好原料，及时给料斗加足原料。 ⑵ 检查机器各润滑点，按要求加 足润滑油（脂） ；检查有无松脱零件并及时 上紧。 ⑶ 清理机上的工具、量具、工 件和其它杂物，保持好整机的清洁卫生 ⑷ 打开机器冷却水总进出阀、油泵冷却水阀 和螺杆进料段冷却水阀。 ⑸ 拔上电源开关，旋起急停按钮，启动油泵马达，把模具 打开，然后检查 模具的清洁情况，并及时清除模具上的防锈剂、水、胶料和其它杂物 等。 ⒊开机操作 ⑴ 启动油泵马达，关上安全门，手动测试开关模、托模进退、座台
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进退等 功能是否正 常。 ⑵ 检查各限位开关的定位是否适合，必要时可稍作调整。 ⑶ 经过充分预热后，检查各加热段的温度是否已达到了设定值。 ⑷ 按座台退开关 ，使注射座退到停止位置上，然后按射出开关，检查射出 来的胶料的 熔合情况。 （ ５） 按座台进开关，使注射座进到停止位置上，使喷咀紧顶模具的浇口上， 按半自动 开关，机器开始半自动运行。 （６） 定期检查制品质量情况，必要时可调整有关动作的 压力，流量和时间等 相关参数。 ⒋ 停机 ⑴ 开到手动状态，关下电热开关。 ⑵ 关 模具冷却水阀、螺杆进料段冷却水阀和机器冷却水总进出阀。 ⑶ 清洁模具，必要时 可向模具喷上防锈剂，然后把模具合上。关油泵，关 下总电源开关。 ⑷ 必要时关机 器进气阀、空气压缩机、循环水泵和冷却塔。 ⑸ 整理好成品，搞好清洁卫生。 ４、 注塑机的动作程序控制 注塑成型是一个按照预定的顺序做周期性的动作过程，注塑机 动作过程的程 序是指机器在程序周期中各动作的先后次序。普通螺杆式注塑机动作的 程序如 下： 合模 注射 保压 冷却 开模 制品顶出 合模 （１） 加料方式 该产品的生产为固定加料 机器在各次工作循环中喷嘴始终同模具 相接触， 也就是在加料过程中，喷嘴没有后撤或前移的动作。 （２） 操作方式 根据实际使 用的情况，注塑机常用的操作方式有调整、 半自动、 全自动三种。 ①调整 指机器 的所有动作都必须按动相应的按钮慢速进行，放开按钮动作 却停止，故又称为点动。这种操作方式，适合于装拆模具，进行螺杆检修和调整 机器时使用。 ②半自动 指每个生产周期仅需把机器的安全门关闭后，工艺过程中的 各个 动作按照一定的顺序自动进行，直至一个生产周期进行完毕为止。 ③全自动 指 机器的动作顺序，全部由电器控制，自动地往复进行。这种操 作方式可以减轻人工的劳动强度。 ４、注塑成型制品 在不同熔体温度，模温， 注射压力下模制制品。 （１） 在固定注射压力，模温等其他条件下，改变熔体温度模制制品。 （２） 在固 定注射温度，模温等其他条件下，改变熔体温度模制制品。 （３） 在固定熔体温度，注 射压力等其他条件下，改变模温模制制品。 五、实验记录 １、原料规格及产地：高密度聚乙烯 ２、注塑机模制制品的条件 （１） 料筒（或熔 体温度） （２） 注射压力 Ⅰ４６ （３） 模具冷水机温度 （４） 注 射 时 间 ０．２２ （５） 螺杆 转速 （６） 进料量标尺 ２ Ⅱ １６ １７５ ４０ Ｍｐａ； ℃； ｓ；保压时间 ２．５ ｓ； 冷 却 时 间 ℃； １７０ ℃ １６８ ℃ 茂名乙烯公司产 牌号；ＤＭＤＡ－８９１６ ： ｍｉｎ ５８ １５６ 六、实验结果与讨论 １．注射成型工艺条件如何确定。 ２．制品形态与制品性能之间有何关系。 ３．用注 射充模流动过程讨论制品结构形态的形成。 ４．注射成型制品常见缺陷如何解决。 七、实验注意事项 １．未经实验室工作人员 同意，不得操作注射机。 ２．未经实验室工作人员同意，不得随意修改注射机仪表上的 阀门或开关。 ３．不能用 金属工具接触模具。
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