高分子材料成型加工(注射成型)详解
知识点七 注射成型
高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
知识点七 注射成型
主要内容：
1 概述 2 塑料注射成型设备 3 热塑性塑料注射模塑工艺过程 4 热固性塑料的注射成型及传递模塑 5 反应注射成型 6 其它注射成型 7 注射制品主要缺陷及解决措施
1 概述
（1）注射模塑 将粉状或粒状塑料从注射机料斗加入料筒中加热
根据其结构，大致可分为如下几种形式：
●直通式：
特点：颈短呈管状，不用单独加热；压力损失小；不易分解、 滞料；补料易；剪切作用小，易流涎，射程近。
适用性：粘度高、热敏性塑料，厚壁制品。
● 延伸式：
特点：颈长，需单独加热；压力损失较小；射程 较远；补缩作用较大；有流涎现象。
适用性：η大、易分解塑料等。如ABS、PC、POM 等。
柱塞式注塑机结构示意
1-机座 2-电动机及油泵 3-注射油缸 4-加料调节装置 5-注射料筒柱塞 6-加料筒柱塞 7-料斗 8-料筒 9-分流梭 10-定模板 11-模具 12-动模板 13-锁模机构 14-锁模(副)油缸 15-喷嘴 16-加热器 17-油缸
● 移动螺杆式注射机
主要构造：注射系统、锁模系统、模具。 特点：
✓其它工艺性能：
吸湿性、细度和均匀度等。
伸直时有自锁作用。 缺点：易机械磨损，调模麻烦。 适用性：多用于中、小型注射机。
曲臂锁模机构闭模(a)和开模(b)工作原理示意图
2.3 注塑模具
（1）模样：人的长相或装束打扮。
（2）模范：1.制造器物的模型。 汉 王充 《论衡·物势》：“今夫陶冶者初埏埴
作器，必模範爲形，故作之也。” 宋 沈括 《梦溪笔谈·异事》：“褭蹏作團餅，四 邊無模範跡，似於平物上滴成。”《金史·食货志三》：“不若弛限錢之禁，許民自採 銅鐵錢，而官製模範，薄惡不如法者，令民不得用。”2.引申为规则，法度。 宋 王 谠 《唐语林·栖逸》：“ 方 （ 方干 ）詩在模範中爾，奇意精識者亦然之。” 清 平步青 《霞外攟屑·掌故·顾吴羹通副》：“翰林以記載文誥爲職，苟少知文之模範， 行己無大過失。”3.榜样，表率。 汉 扬雄 《法言·学行》：“師者，人之模範也。”
材料制备与加工原理-注射成型
§ 挤出成型 § 注射成型 § 吹塑成型 § 模压成型
引言
一、概述
注射成型
热塑性塑料 塑料制品
热固性塑料 橡胶制品 注压 合成纤维 不能加工
广泛 少数
引言
二、塑料注射成型
将热塑性的粒料或粉料在注射机料筒内 加热熔化，呈流动状态时，在柱塞或螺杆加 压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过 料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的 闭合模具内，经过一定时间冷却定型后，开 启模具得到制品。
4.1 注射机的结构与作用
4.1.2.4、注射模具
注射模具是使塑料注射成型为具有一定形状和 尺寸的制品的部件。注射模具一般可以分为动模和 定模两大部分。根据模具上各个部件所起的作用， 可细分为：成型零部件（凸模、凹模、型芯和成型 杆、镶块等），浇注系统（主流道、分流道、浇口、 冷料井），导向零件，分型抽芯机构，顶出装置， 冷却加热系统，排气系统。
4.1 注射机的结构与作用
4.1 注射机的结构与作用
④螺杆
注射螺杆的作用：输送物料、塑化、传递注射压力。 注射螺杆的运动：旋转＋水平运动。 与挤出机螺杆结构上的区别： 1）注射螺杆的长径比较小，在10-15之间。 2）注射螺杆压缩比较小，在2-2.5之间。 3）注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产 效率。为了提高塑化量，加料段较长，约为螺杆长度的一半。 4）注射螺杆的头部呈尖头型，与喷嘴能很好的吻合，以防止 物料残存在料筒端部而引起降解。
4.2 注射成型工艺及工艺条件
（2）注射充模
柱塞或移动螺杆把塑化均匀的熔体推向料筒前端， 经过喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔。
（3）保压
充模之后，柱塞或移动螺杆仍保持施压状态，使喷 嘴的熔体不断充实型腔，以确保不缺料，成为完整而 致密的制品。当浇注系统的熔体先行冷却硬化，这个 现象叫做“凝封”，模腔内还未冷却的熔体就不会向喷 嘴方向倒流，这时候保压可停止，柱塞或螺杆便可退 回，同时向料筒加入新料，为下次注射作准备。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工高分子材料成型加工是指对高分子材料进行加工和塑造的过程。
高分子材料是由聚合物组成的材料，具有重要的物理性能和化学性能。
高分子材料成型加工可以通过不同的方法进行，包括热塑性成型、热固性成型和加工液态聚合物等。
热塑性成型是最常见的高分子材料成型加工方式，其中包括挤出、注塑、压塑、吹塑等方法。
挤出是将高分子材料通过加热和压力作用，从挤出机的模具中挤出成所需的形状和尺寸。
注塑是将熔融的高分子材料注入到注射模具中，然后快速冷却硬化成所需的形状。
压塑是将熔融的高分子材料放入模具中，然后通过压力使其充满整个模具并形成所需的形状。
吹塑是将热塑性聚合物通过气压吹塑成所需的形状。
热固性成型是另一种常见的高分子材料成型加工方式，其中包括热压成型、热镶嵌、热熔覆、模塑等方法。
热压成型是将预浸有热固性树脂的纤维布料放入模具中，然后在高温和高压下固化成所需的形状。
热镶嵌是将热固性树脂涂在基材上，然后将纤维布料放在上面，再通过高温和压力使其固化成一体。
热熔覆是将热固性树脂熔融后涂覆在基材上，然后通过加热使其固化成一体。
模塑是将热固性树脂放置在模具中，然后通过加热使其固化成所需的形状。
加工液态聚合物是一种新兴的高分子材料成型加工方式，其中包括3D打印、光固化、涂覆等方法。
3D打印是利用计算机控制将液态聚合物逐层堆叠成所需的形状。
光固化是将液态聚合物暴露在紫外线下，通过光引发剂的作用使其固化成所需的形状。
涂覆是将液态聚合物均匀涂覆在基材上，然后通过加热或光固化使其固化成一体。
总之，高分子材料成型加工是将高分子材料加工和塑造成所需的形状和尺寸的过程。
不同的加工方式适用于不同类型的高分子材料和产品要求。
高分子材料成型加工原理
1注射成型的特点：生产周期快，适应性强，生产率高和易于自动化2注射成型加工三要素：材料，设备，模具3成型工艺三要素：温度T 压力P 时间t 。
压力：塑化压力，注射压力，保压压力4什么是注射成型：注射成型亦称注射模塑或利用注塑机的注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法 5注塑成型就是将塑料在气塑成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时在栓塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合磨具内，经过一定的时间冷却定型后，开启磨具即得制品（间歇操作）6螺杆分类：1加料段，作用，输送物料，物料状态，固体状态，部分熔化，螺纹特点，等距等深，最深2压缩段，压实物料，熔融状态，等距不等深，渐变3均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅 7填料的表面处理：作用1使颗粒分散均匀，不凝结在一起2所有填充剂粒子被聚合物包围润湿3使其充剂表面与聚合物有良好的粘合力 8偶联剂（硅烷类）：一是具有良性结构物质分子中一部分基团与无机物表面化学基团反应形成顽固的化学键，另一部分有亲有机性质，可与有机物反应，从而把两种性质不同材料结合起来9什么是挤出成型：挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行推动口模而成为具有恒定截面的连续型材料的一种定型方法10挤出成型适用范围：挤出法几乎能成型所有的热塑性塑料，也可加工某些热固性塑料11挤出成型制品：生产的制品有管材，板材，薄膜，线缆包覆物以及塑料与其它材料的复合材料等12挤出成型的设备：单螺杆挤出机的基本结构：主机，挤出机辅助设备 挤出机分类：单螺杆，双螺杆，立式，卧式，排气式，非排气式，螺杆，柱塞13什么是一次成型：在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动，经过流动，经过流动，成型和成型和冷却硬化（或交联固化）而将塑料制成各种形状的产品方法14什么是二次成型：二次成型则是将一次成型所得的片，管，板等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态（在材料的Tg Tg——Tf 或Tm 间）通过外力作用使其形变而成型为各种较简单性状，再经冷却定型而得产品15共混聚合物选择原则：化学结构原则（相近）溶解度参数原则（接近）流变学原则（等粘度原则）（接近）胶体化学原则（表面张力）（接近）分子扩散动力学原则 16什么是填充和增强改性：在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，工艺，工艺，使用性能活降低成本的改性方法17注射机主要参数：1公称注射量，做一次最大行程射出的聚苯乙烯的量2注射压力，注射过程中最大压力3注射速度4塑化能力，单位时间塑化物料的多少5锁模力18什么是增强改性：在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，增强材增强材料：玻纤，碳纤，晶须，硼纤维19什么是填料，什么是增强材料：为了改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技术指标，赋予塑料制品某些新的性能，或为了降低成本和聚合物单耗而加入的一类物质称填料。
高分子材料的成型特点
高分子材料的成型特点是什么？
答：高分子材料常用成型方法有
1、注射成型
特点：（1）注塑成型能一次加工出外形复杂、尺寸精确或带有金属嵌件、成型孔长的塑料制品；
（2）成型周期短；
（3）制品表面粗糙度低 后加工量少；
（4）生产效率高 易于实现自动化；
（5）对各种塑料的加工适应性强 能生产加填料改性的某些塑料制。
2、模压成型
特点：（1）生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；
（2）产品尺寸精度高，重复性好；
（3）表面光洁，无需二次修饰；
（4）能一次成型结构复杂的制品；
（5）因为批量生产，价格相对低廉；
（6）模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。
3、浇注成型
特点：（1）方法简单，操作方便；
（2）成本低，便于作大型铸件；
（3）生产周期长，收缩率大。
4、挤压成型
特点：（1）挤压时金属柸料处于三向压应力状态下变形，因此可提高金属柸料的塑形，有利于扩大金属材料的塑性加工范围；
（2）可挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁和异形截面的零件，且零件尺寸精度高，表面质量好，尤其是冷挤压成形；
（3）零件内部的纤维组织基本艳零件外形分布且连续，有利于提高零件的力学性能。
（4）生产率较高，只需更换模具就能在同一台设备上生产形状，尺寸规格和品种不同的产品；
（5）节约原材料，挤压属于少（无）切削加工，大大节约了原材料。
(完整版)高分子材料成型加工四种成型加工方法优缺点
1.压制成型：应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言，都是将原料加入模具加压得到制品，成型过程都是一个物理—化学变化过程。
不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。
橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。
而在复合材料压制成型过程中，还用到了层压成型（在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合，压制成层压塑料的成型方法）和手糊成型（以玻璃纤维布作为增强材料，均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料）。
2.挤出成型：适用于所有高分子材料，广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，也用于包胶操作。
挤出成型挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。
有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。
而合成纤维的挤出纺丝过程，采用三种基本方法：熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。
一般采用熔融纺丝（在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体，通过纺丝泵打入喷丝头，并由喷丝头喷成细流，再经冷凝而成纤维）。
3.注射成型：应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。
注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似，但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。
热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态，然后在随后的注射充模过程中进一步塑化，避免其因发生化学反应而使黏度升高，甚至交联硬化为固体。
塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料，而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶，且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间，使橡胶进行硫化反应。
(完整版)高分子材料成型加工(含答案)
1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。
2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如: ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。
具有可塑性可逆热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。
3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料：指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。
可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。
可延展性：材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。
可纺性：材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。
定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动：凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。
不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。
7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。
（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等）不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。
高分子材料成型加工基础 第六章注塑成型
第六章注塑成型一、简答题1.简单描述一个完整的注塑过程。
塑化物料，注塑，保压冷却，开模，脱模，合模2.注塑制品有何特点。
壁厚均匀；制品上有凸起时，要对称，这样容易加工；为加强凸台的强度．要设筋，并在拐角处加工出圆角；倾斜的凸台或外形会使模具复杂化，而且体积变大，应该设计为和分型面垂直的形状；深的凹进部分．尽可能的集中在制品的同一侧；对于较薄的壁．为避免出现侧凹，可将制品上的凹孔设计成v形槽；所有的拐角处都应有较大的圆角。
3.注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。
按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统4.柱塞在柱塞式注塑机中的作用。
柱塞将注塑力传递至聚合物，并将一定的熔料快速注射入模腔。
5.挤出机和注塑机的螺杆有何异同。
注塑机的螺杆存在前进、后退运动，多为尖头，压缩比较小6.为了防止“流涎”现象，喷嘴可采用哪几种形式，描述每种形式的工作原理。
小孔型：孔径小而射程长。
料压闭锁型：利用预塑时熔料的压力，推动喷嘴芯达到防止“流涎”弹簧锁闭式：用弹簧侧向压合顶针。
可控锁闭式：用液（或电、气）动控制顶针开闭7.锁模系统有哪几种型式，描述每种型式的工作原理。
液压式，轴杆式8.注塑机料筒清洗要注意哪些问题。
1.首先使用上要注意操作的问题。
2.如果加工的物料有腐蚀性，且停机后需要一定时间才开机，则要及时对料筒进行清洗。
清洗工作应在料筒加热情况下进行，一般用聚苯乙烯作为清洗料。
在清洗结束后，立即关闭加热开关，并做结束工作。
3.如果是一般物料，清洗时一定要升温到上次实验物料的熔点之上进行清洗，否则螺杆会扭断。
后在降温到所需温度进行实验。
4.清洗时可采用高低不同转速进行清洗，容易洗净。
最后在所需转速清洗，后进行实验。
9.嵌件预热有何意义。
为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。
注射成型
2.按注射机外形特征分类
（1） 立式注射机 特点：合模装置与注射装置的运动轴线 呈一线并垂直排列。 优点：占地面积小，模具拆装方便，安 放嵌件方便 缺点：制件不易自动脱模，不易实现全 自动化，维修不方便 应用：小型注射机
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注射机的分类
（4）移动(往复）螺杆式注射机 特点：类似挤出机，螺杆既能旋转，又能 作水平往复运动。螺杆旋转完成加料、输送、 塑化，边旋转边后退，熔体充满喷嘴与螺杆 头之间。注射时，螺杆前移，起柱塞作用。 优点：结构严密，塑化效率高，生产能力 大。
角式注射机
1、合模机构，2、注射机构，3、机架
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二板注射机结构示意图
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3.按注射机的加工能力分类
注射量和锁模力是反映注射机加工 能力的主要参数。 类别 锁模力/KN 注射量/cm3 超小型 <200~400 〈30 小型 400~2000 60~500 中型 3000~6000 500~2000 大型 8000~20000 >2000 超大型 >20000
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注射成型工作示意图
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注射成型
特点： ①生产周期短，生产效率高，易实现 生产自动化 ②间歇生产过程 ③适应范围广：可加工大多数热塑性 塑料，复合材料，增强树脂，泡沫塑料等。 除管、板和棒之外均可生产。
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注射机的基本参数
· 理论注射容量(cm3) Vc=πDs2 *S/4
其中：Vc：理论注射容量 Ds：螺杆直径 S：注射行程（最大）
高分子材料成形工艺 注射成形
9
1
2
3
5 4
6 7 8
9 13 12 6 10
图 6.3 移动螺杆式注射机 1－动模板 2－注射模具 3－定模板 4－喷嘴 5－料斗 6－螺杆传动齿轮 7－注射油缸 8－液压泵 9－螺杆 10－加热机筒 11－加热器 12－顶出杆(销) 13－锁模油缸
10
3 2 6 1 4
1
2 6 7 5 4 5 3
锁模系统组成：通常有固定模板、移动模板、合模油缸、 顶出装置等部件
最常见锁模系统结构形式：直压式和曲肘式两种
图6.9 直压式锁模系统示意图 1－合模油缸 2－后固定模板 3－移动模板 4－塑模 5－拉杆 6－前固定模板 7－锁母
32
1
4
3
3
2
2
图6.10 曲肘式锁模系统示意图 1－喷嘴 2－低压油 3－高压油 4－制品
4．塑化能力
塑化能力：机筒单位时间所能塑化的物料质量（以标 准塑料PS为准）
通常注射机在一个成形周期内所能塑化的物料量应比
实际注射量大20%左右 塑化能力与注射机最大注射量和成形周期间关系：
3.6Q G T
注射机基本参数还有：注射速度、模板移动速度、空 循环时间、模具的最小厚度和最大厚度等
6.1.2 注射模具
26
（5）喷嘴
喷嘴结构设计应尽量简单和易于装卸 喷嘴头部：一般为半球形，要求能与模具主流道
衬套的凹球面配合良好以防止注射时漏料
喷嘴孔直径：应根据最大注射量、物料性质和制
品特点而定，一般应比主流道直径小0.5~1.0mm
喷嘴类型：直通式和锁闭式两类 锁闭式喷嘴：注射机塑化物料时呈锁闭状态，以避 免熔体在塑化过程中不断从喷嘴流出（“流涎”）
高分子材料成型加工综述
高分子材料成型加工综述
高分子材料成型加工是一种将高分子材料通过加热、压力、挤出等方式进行形状加工的方法，广泛应用于塑料制品、橡胶制品等行业。
本文将综述高分子材料成型加工的常见方法及其特点。
一、注塑成型
注塑成型是最常用的高分子材料成型加工方法之一。
它通过将高分子材料加热至熔融状态，将熔融物通过高压射入封闭模具中，使其充填成型腔，并在冷却过程中固化成型。
注塑成型可以生产各种形状的制品，包括塑料制品、橡胶制品等。
优点是生产效率高，制品尺寸精确，表面光滑；缺点是成本较高，模具制造周期长。
四、吹塑成型
吹塑成型是通过将高分子材料加热融化后，将融化物注入吹塑机中，通过模具中的压力将其拉伸、吹膨，使其成型。
吹塑成型适用于制造中空制品，如塑料瓶、塑料桶等。
优点是制品轻巧、透明度高，成本较低；缺点是制品尺寸不稳定，难以加工内部结构。
六、发泡成型
发泡成型是将高分子材料在加热时加入发泡剂，使其在成型过程中发生发泡反应。
发泡成型可用于制造轻质、隔热性好的制品，如泡沫塑料、聚氨酯制品等。
优点是制品质量轻，隔热性好；缺点是制品密度不均匀，难以加工复杂形状。
高分子材料成型加工方法多种多样，各有特点。
在实际应用中，根据具体要求选择适合的加工方法，可有效提高成品质量、降低制造成本。
高分子材料成型加工中的注射成型工艺
高分子材料成型加工中的注射成型工艺高分子材料是一类分子量大、由多个重复单体组成的聚合物材料，具有优良的力学性能和化学性能，被广泛应用于各种工业领域。
在高分子材料的生产加工过程中，注射成型工艺是一种常用且高效的加工方法。
本文将就高分子材料成型加工中的注射成型工艺进行探讨。
一、注射成型工艺的原理注射成型工艺是将加热熔化的高分子材料通过注射机的螺杆进行高速注入到模具中，在模具中冷却凝固成型的过程。
注射成型工艺具有高效、精确、成型周期短等特点，适用于高产量、精密要求高的产品。
二、注射成型工艺的步骤1. 原料准备：将高分子材料颗粒加入到注射机的料斗中，根据产品要求控制好原料的配比和温度。
2. 加热熔化：注射机通过螺杆将高分子材料加热熔化，形成熔体，使得高分子链松弛、流动性增加。
3. 注射成型：熔化的高分子材料被注入到模具内，填充整个模腔，在一定时间内保持压力，使得材料充分填充模具细节。
4. 冷却固化：待高分子材料在模具中冷却凝固后，打开模具取出成型零件，即可完成注射成型的工艺。
三、注射成型工艺的优势1. 生产效率高：注射成型工艺适用于高速连续生产，成型周期短，生产效率高。
2. 产品精度高：注射成型工艺可以保证产品的尺寸精度和表面质量，适用于精密要求高的产品。
3. 操作简便：注射成型工艺的操作相对简单，只需控制好原料的配比和温度即可进行生产。
四、注射成型工艺的应用领域1. 汽车行业：汽车零部件如汽车灯罩、仪表板等采用注射成型工艺，具有高耐热性和精密加工要求。
2. 电子电器行业：手机壳、电视外壳等电子电器产品采用注射成型工艺，成型速度快、成本低。
3. 医疗器械行业：医用注射器、人工关节等产品也常采用注射成型工艺，产品质量高、检测难度低。
总之，注射成型工艺在高分子材料成型加工中具有广泛的应用前景，通过掌握好注射成型工艺的原理和步骤，可以实现高效、精密的生产加工过程。
希望本文对您对高分子材料成型加工中的注射成型工艺有所帮助。
高分子材料成型加工综述
高分子材料成型加工综述高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料，其主要特点是分子链结构较长，具有良好的可塑性和变形性能。
高分子材料成型加工是将原料经过一系列加工技术，制成所需要的成品制品的过程，是高分子材料应用的重要环节。
本文将就高分子材料成型加工的工艺方法、应用领域以及发展趋势进行综述。
一、高分子材料成型加工的工艺方法1.注塑成型注塑成型是一种用于制作高分子材料制品的主要方法，其原理是将加热熔化的高分子材料通过注射器注入模具中，经冷却后形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产批量较大的制品，成品具有较高的精度和表面质量。
2.挤出成型挤出成型是将加热的高分子材料通过挤出机挤压成型，是一种连续生产的方法。
挤出成型适用于生产各种型材、板材、管材等，具有成本低、生产效率高等优点。
3.压缩成型吹塑成型是将高分子材料挤出成管状，再通过内部加压气体吹出成型，适用于生产一些薄壁产品，如塑料瓶、塑料薄膜等。
5.旋转成型旋转成型是将液态高分子材料置于模具中，在模具旋转过程中形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产一些中空、对称形状的制品。
1.包装领域高分子材料在包装领域得到了广泛的应用，如塑料瓶、塑料袋、泡沫塑料等，这些制品都是通过高分子材料的成型加工制成的。
高分子材料包装制品具有成本低、制造周期短、重量轻、抗冲击性好等优点，因此得到了包装行业的青睐。
2.建筑领域高分子材料在建筑领域应用也十分广泛，如塑料管道、塑料隔热材料、弹性地板等。
这些制品通过高分子材料成型加工制成，具有耐腐蚀、耐老化、绝缘性能好等特点，因此在建筑领域有着重要的作用。
3.汽车领域4.医疗领域1.绿色环保随着人们对环境保护意识的增强，高分子材料成型加工也趋向于绿色环保。
未来的高分子材料成型加工将更加注重材料的可降解性和可循环利用性，研发出更环保的成型加工工艺和材料。
2.智能化生产随着信息技术的发展，高分子材料成型加工也将实现智能化生产。
未来的高分子材料成型加工将更加注重自动化、数字化生产，提高生产效率和成品质量。
(完整版)高分子材料成型加工(含答案)
1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。
2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。
具有可塑性可逆热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。
3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料：指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。
可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。
可延展性：材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。
可纺性：材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。
定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动：凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。
不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。
7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。
（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等）不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。
高分子材料基本加工工艺第六章 塑料注射成型
S U= t
Q V= t
合理地提高注射速度：能减少熔料在模内的温差，改善压力 传递效果，保持制品密度均匀和制品精度，缩短生产周期。 注射速度过高：（1）熔料离开喷嘴后产生不规则流动，产生大 的剪切热，易焦烧物料；（2）高速注射时，模内的气体来不及 排出，夹杂在物料中严重影响制品质量。
塑化能力
是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的千克数。
成型周期
成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率，生产中 应在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各时间。
充模时间直接反比于充模速率，一般3～5s； 保压时间：即对型腔中塑料的压实时间，一般20～120s； 冷却时间：决定于制品厚度及塑料性能，一般30～120s。
四、多级注塑
多级注塑：在一个注射过程中，螺杆向模具推进熔体时，要求实现在 不同位置上的有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。
注射压力
保压压力
保压作用：对型腔内的熔体进行压实，是塑料紧贴于模壁以获得 精确的形状，使不同时间和不同方向进入型腔同一部位的塑料熔 合成一个整体，补充冷却收缩。
保压与射出两个阶段区别在于：射出时型腔未满,压力可 以释放,不存在压力太大的变化,以速度控制为主。而保 压阶段型腔已打满,材料流动速度已无法控制,而以压力 大小来控制。
注射成型原理
模具
成型方法简介
1. 注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。 2. 适用原料： 除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑 性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某 些热固性塑料，如酚醛塑料等。 3. 成型周期 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的 长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成 型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件 等。
5 《 高分子材料加工工艺》塑料注射成型
第二节 注射成型工艺参数设置
• 2、注射过程
• （1）加料量的确定
• 原则：①应保持加料量的稳定性；②应留 有一定的余量以用于保压补料及缓冲。 • 调节方法：①柱塞式注射机：调节定量装 置的调节螺帽来控制。②螺杆式注射机： 调节预塑行程进行控制。
第二节 注射成型工艺参数设置
• 2、注射过程
• （2）塑化
• 表示方法 表示法一（质量法）： 以PS为标准，用注射出熔料的质量表示 表示法二（容积法）： 用注射出熔料的体积(cm3)表示
注：注射量是常用的标注注射机型号的参数之一
• 2、注射压力
• 定义：注射时，螺杆或柱塞端面作用于熔料单位面积上的力， 其单位为MPa • 作用：克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力 • 最高注射压力：注射机能达到的最大压力 • 实际注射压力：工艺选取压力值 • 注射压力选取方法 • 塑料性能，塑化方式，塑化温度，模具温度，流动阻力，制品 形状及精度 • 注射压力的分类 （1）注射压力＜70 MPa，用于低黏度的塑料，且形状简单、壁厚 制品； （2）注射压力70～l00 MPa，用于低黏度塑料，形状、精度要求 一般制 品； （3）注射压力100～140 MPa，用于中、高黏度塑料，且形状、精 度要求一般的制品； （4）注射压力140～180 MPa，用于较高黏度的塑料，且制品壁薄、 流程 长、厚度不均，精度要求较高； （5）对于精密塑料制品的注射成型，注射压力230～250 MPa
五、注射动作过程
• 2、注射座前移和注射
在确认模具达到所要求的锁紧程度后，注射 座整体移动油缸内通入压力油，带动注射系统前 移，使喷嘴与模具主浇道口紧密贴合，于是就接 通了喷嘴-模具浇道-模具型腔的通道，继而向注 射油缸内提供高压油，推动与注射油缸活塞杆相 连接的螺杆，将机筒前端的熔料以高压高速注入 模具的型腔中，并将模具型腔中的气体从模具的 分型面排除出去。此时螺杆头部作用于熔料上的 压力称为注射压力。
高分子成型工艺学注射成型
3）注塑成型机的调整和安装
注塑机的安装
地面水平，地基要有一定承载能力 车间墙壁及厂房顶部与机器之间应保持一定距离 应考虑冷却水流量、水管、气管的排放口 安装时，一般首先安装合模部分，当机身稳固后，再安装合
模部件与注射部件之间的各种管路 最后安装注射料斗
4.2 普通注塑成型原理
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
2）螺杆式注塑机的基本结构及工作原理
辅助系统
加料系统 ▪ 强制加料系统 ▪ 混合加料系统
温控系统
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
3）注塑成型机的调整和安装（略）
注塑机的调节
注塑压力调节 锁模力 注射速度 合模速度 循环时间
4.2 普通注塑成型原理
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制
2）注射过程及其控制
塑化作用与控制
塑化的特点 ▪ 固体床易破碎 ▪ 物料受热随时间变化 ▪ 料筒中停留时间长 ▪ 注射室内熔体温度分布不均匀
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制
2）注射过程及其控制
塑化作用与控制
影响注塑过程塑化的因素 ▪ 热均匀性 传导热、剪切热
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
1）注塑成型机的形式与种类
螺杆式注塑机
合模装置
注射装置
液压传动系统
电气控制系统
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
1）注塑成型机的形式与种类
螺杆柱塞式注塑机
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
2）螺杆式注塑机的基本结构及工作原理
注塑系统
注塑机螺杆 ▪ 螺杆 ▪ 螺杆头
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作用：将注射油缸的压力传给塑料，并使熔体注射 入模具 （4）分流梭
将物料流变成薄层，使塑料产生分流和收敛流动 加快热传递，缩短传热过程，避免物料过热分解 熔体在分流梭表面流速↑，剪切速度↑，产生较大的 摩擦热，使料温↑，有利于塑料的混合与塑化，有效 提高产量和质量
顿流体，通过圆形截面或平板狭缝形浇口。
ηa= Kγn-1 (n＜1) 浇口的截面积↑ ，熔体体积流量↑
高分子材料成型加工
4. 熔体在模腔的流动：
4.1 熔体在典型模腔内的流动方式
4.2 熔体在模腔内的流动类型
高分子材料成型加工
三. 增密与保压过程： 1. 增密过程（压实过程） 2. 保压过程
4. 注射模具 成型零部件
凸模、凹模、型芯、 成型杆、镶块、动模、定模
浇注系统
主流道、分流道、浇口、 冷料阱、导向零件、分型 抽芯机构、顶出、加热、冷却、 排气
二. 注射机的工作过程
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
第二节 注射过程原理
一. 塑化过程 对塑料塑化的要求:塑料熔体进入模腔之前要 充分塑化，达到规定的成型温度。 塑化料各处的温度要均匀一致。 热分解物的含量达最小值。
高分子材料成型加工
2. 按注射机外形特征分类
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
3. 按注射机加工能力分类
注射量：注射机在注射螺杆（柱塞）作一次最大注射 行程时，注射装置所能达到的最大注射量
锁模力：注射机合模机构所能产生的最大模具闭紧力
4. 按注射机用途分类
高分子材料成型加工
二.注射机的基本结构
四. 倒流与冷却定型过程： 1. 熔体的倒流 2. 浇口冻结后的冷却
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
第三节 注射成型工艺及工艺条件
一. 注射成型工艺流程P294
1、成型前的准备
原料预处理 料筒清洗 嵌件预热 脱模剂选用
2、注射成型过程
合模与锁紧 注射装置前移 塑化 注射充模 保压 制品冷却 注射装置后退和开模顶出制品
第八章
高分子材料成型加工
注射成型
注射兼模塑的成型方法，又称注塑成型
特点
周期性、间歇式生产过程，成型周期短
能一次成型形状复杂、尺寸精度高、带有各 种金属或非金属嵌件的模制品，产品质量稳 定
生产效率高，易于实现机械化、自动化操作
注射成型是一种比较经济而先进的成型技 术，具有广阔的发展前景
高分子材料成型加工
1、热均匀性
高分子材料成型加工
增加料筒长度和受热面积 延长受热时间和增大热扩散效率
减少料层厚度，提高料筒壁温
高分子材料成型加工
2. 塑化能力：单位时间内注射机料筒熔化塑料 的质量，qm 。 每一注射周期 t 的注射量 m
qm = 3.6m / t 用料筒与塑料的接触面积A和塑料的受热体积 Vp来表示
高分子材料成型加工
1. 注射系统 作用 ①塑化—能在规定的时间内将规定数量的物料均匀 地熔融塑化，并达到流动状态 ②注射—以一定的压力和速度将熔料注射到模具型 腔中去 ③保压—注射完毕后，有一段时间螺杆保持不动， 以向模腔内补充一部分因冷却而收缩的熔料，使制 品密实和防止模腔内的物料反流
高分子材料成型加工
注射成型（注塑成型）是热塑性塑料的一 种主要成型方法。几乎所有热塑性塑料都 可以采用这种方法，现在注射成型已成功 地应用于热固性塑料的成型。如原采用模 压成型的酚醛电器产品，现可采用注射成 型。目前，注射制品约占塑料制品总重量 的20~30%，是第二大成型加工方法
高分子材料成型加工
塑料（注射）：合模与锁紧 → 注射装置前 移 → 塑化→ 注射→ 保压→ 制品冷却 → 注 射装置后退和开模顶出制品
橡胶（注压）：以条状或块粒状的混炼胶 加入注压机，压注入模后须停留在加热模 具中一段时间，进行硫化反应（模型硫 化），无须冷却固化，得到最终产品。
橡胶注射成型类似于橡胶制品的模型硫化， 只是压力传递方式不一样（压力大，速度 快），比模压生产能力大，劳动强度低， 易自动化，是橡胶加工的方向。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
3、制品后处理
3.1 热（退火）处理 3.2 调湿处理 3.3 整修
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
二. 注射成型工艺条件的选择： 1、温度
料筒温度TL Td ＞ TL ＞ Tf（ Tm ）
选择料温时必须考虑以下几点： Tf(Tm)~Td 较为狭窄的热敏性塑料和平均相对 分子质量较低、分子量分布宽的塑料 在料筒内的停留时间 设备 制品及模具的特点
注射成型用于热塑性塑料的成型加工最普 遍，本章主要讨论热塑性塑料注射成型原 理及工艺
高分子材料成型加工
第一节 注射机的结构与作用
一. 注射机分类： 1. 按结构特点分类 （1） 柱塞式注射机
（2） 双阶柱塞式注射机
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
（3） 螺杆预塑化柱塞式注射机
（4） 移动螺杆式注射机
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
2. 熔体在喷嘴中的流动：
2.1 压头损失
充模时熔体通过喷嘴可以近似看作等温条件下 通过等截面圆管时的流动。对牛顿流体和假塑性幕 律流体，其压力损失：
2.2 熔体温升
△pqv/J=ρCpqv△T △T ＝ △p 熔体在模具浇道系统中的流动： 充模时应有较高的熔体体积流率。对于牛
（5）螺杆
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
（5）喷嘴 引导熔体从料筒进入模具，并具有一定的射程
高分子材料成型加工
2. 锁模系统 F ≥ xKPA x 103 机械式、液压式、液压—机械式
3. 液压传动与电器控制系统 电动机 油泵 管道 各类阀件 液压元件 电器控制箱
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
3. 料温分布P286图8-15、8-16
高分子材料成型加工
柱塞：与料筒接触处的塑料升温较快，中心 升温很慢，流经分流梭时升温快，最后料温低 于料筒壁温度 螺杆：开始时升温很慢，到达喷嘴前料温接 近料筒壁温度，甚至超过
二. 注射充模过程
1、注射成型周期
注射充模t0~t2 保压t2~t3 倒流t3~t4 冷却t4~t5