塑料的模塑工艺

完整的注射过程包括加料，塑化，注射，保压， 冷却和脱模等步骤。 1 塑料的塑化 ：塑料的塑化是一个比较复杂的 过程。它牵涉到固体塑料的输送，熔化，熔体输 送。牵涉到注射剂类型，料筒和螺杆的结构。 2 熔体充满型腔与冷却定型：根据塑料熔体进入 到型腔的变化情况，这个过程又可细分为充模， 压实，倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。在这 四个阶段中，温度总共的来说是降低的。
1 预塑 ： 首先动模与定模闭合。液压缸活塞带动螺杆按要求的压 力和速度将已经熔融并积存于料筒端部得塑料经喷嘴射 入模具型腔中，此时螺杆不转动。当熔融塑料充满型腔 后。螺杆对熔体仍保持一定的压力（即保压），以阻止 塑料的倒流，并向型腔内补充因制品冷却收缩所需要的 塑料。经过一定时间的保压后。活塞的压力消失。螺杆 开始转动。此时由料斗落入料筒的塑料。随着螺杆的转 动沿着螺杆向前输送。在塑料向料筒前端输送的过程中。 塑料受到加热器和螺杆剪切摩擦热的影响而逐渐升温直 至熔融成粘流状态，并建立起一定压力。当螺杆头部的 熔体压力达到能克服注射液压缸活塞退回阻力时。在螺 杆转动的同时逐步向后退回，料筒前端的熔体逐渐增多。 当螺杆退到预定位置时。即停止转动和后退。以上过程 称为预塑。

1：温度

2：压力

3：时间




1 料筒的温度：涉及的因素很多主要有以下几方面 1）塑料的粘流温度或熔点：料筒的末端温度控制在 塑料的粘流温度以上，对于结晶塑料则应控制在熔 点以上。。温度不能超过塑料的分解温度。即料筒 温度应该控制在粘流温度（熔点）和分解温度之间。 2） 聚合物的分子质量及分子分布：同种物料，平 均分子质量高的，分子质量分布较窄的，熔体粘度 大，料筒温度应该高些。反之一样。 3）注射机的类型：柱塞式注射机料筒温度应该比螺 杆式注射机高10-20度 4）塑料制品及模具结构特点：薄壁制品型腔狭窄， 充模阻力大冷却快，为了提高熔体的流动性，便于 充满型腔，料筒的温度应该选择高些。反之一样。


（2）预热和干燥：有的塑料在模塑前需要进行 加热。加热的目的有两个：一是去除水分和挥发 物。二是为压缩模塑提供塑料。前者为干燥，后 者为预热。压缩模塑前预热和干燥的方法由以下 几种： 1）热板预热 2）烘箱预热 3)红外线预热 4）高频加热 2 压缩模塑过程：压缩模塑的过程为加料，闭模， 排气，固化，脱模，模具清理等。




1 压缩模塑前得准备：预压和预热干燥。 （1）预压：利用预压模将粉状或纤维状的热固性塑 料在预压机上压成重量一定，形状一致的锭料。压 缩模塑用预压锭料有以下优点： 1）模压成型时加料简单，迅速，准确，避免了因加 料太多或太少造成废品。 2）降低压制时塑料的压缩率，从而减小模具的加料 腔尺寸。 3）便于模压形状复杂或带精细嵌件的制品 4）可以提高预热温度。缩短预热时间和固化时间 5）避免加料过程压塑粉飞扬，改善劳动条件



1 料筒：料筒与螺杆共同担负着塑料的塑化和加压的任务。挤 出时料筒内的压力可达55MPa，温度一般为180-250度。 2 螺杆：螺杆式挤出机的关键部件。通过螺杆转动使料筒中的 塑料不断送向料筒前端。螺杆的结构有：螺杆直径，螺杆长 度，螺旋角，螺棱宽度，螺距。工作部分可分为三段：加料 段，压缩段。均化断。 1）加料段：将自料斗加进的固态塑料加热并向前输送至压缩 段。 2）压缩段：又称为熔化段。作用除了把塑料继续向前输送外， 还要对塑料进行压缩，使塑料密实，并使塑料中的空气压回 加料段，以便外逸。 3）均化段：作用是将压缩段送来的熔融塑料进一步均匀塑化， 并使其定量，定压，定温地由机头挤出。 3 机头及口模：机头是挤出成型模具的主要部件。口模是获得 制品横截面形状及尺寸的成型零件。

完成一次注射模塑过程所需要的时间称为成型 周期。
充模时间（柱塞或螺杆前进时间） 注射时间 总冷却时间
成 型 周 期
保压时间
闭模冷却时间（柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均包括在里面） 其他时间（指开模，脱模，安放嵌件和闭模等时间）

随着塑料工业的发展，注射成型技术在应 用范围，塑化，节约材料，复合制品注射成型等 方面发展很快，如热固性塑料注射模塑，无道流 凝料注射模塑，气体辅助注射模塑，共注射成型， 流动注射模塑。反应注射成型，排气式注射成型， 动力熔融注射成型，低发泡塑料注射成型等。
第一节：注射模塑工艺


1 注射模塑又称为注射成型 2 注射塑模是通过注射机来实现的。无论哪种注 射机基本作用都有2种： a 加热熔融塑料 b 对粘流的塑料施加高压。使其 射入模具型腔。

一 柱塞式注射机的注射模塑 1 注射模塑的工作原理：首先由注射机合模机构 带动模具中的动模与定模闭合。然后注射机的柱 塞将料斗中落入料筒的料粒或粉料推进到加热筒 中，同时料筒中已经熔融成粘流状态的塑料由于 柱塞的高压高速推动，通过料筒端部喷嘴和模具 的浇注系统而射入已经闭合的的型腔中。充满型 腔的塑料熔体经冷却而保持型腔所赋予的形状。 最后柱塞复位、料斗中的料又落入料筒。合模机 构带动动模部分打开模具。并由推件板将塑料制 品推出模具。





柱塞式注射机结构简单，当注射成型中存在如下问 题： 1 塑化不均匀：塑化是在料筒内借助加热和机械功使其 软化成具有良好可塑性的均匀熔体的过程。塑料与料筒 和分流梭接触的外层温度较高。 2 注射量的提高收到限制：注射机的一次最大注射量决 定于料筒的塑化能力以及柱塞的直径和行程。而塑化能 力又与塑料受热面积有关，要提高塑化能力主要依靠加 大料筒直径和长度。这样使塑化更不均匀，塑料产生降 解的可能性更大，故塑化能力提高受到限制 3 注射压力损失大：由于在注射时柱塞相当部分的压力 消耗于压实固体塑料和客服塑料与料筒内壁之间的摩擦 阻力。所以传到型腔的有效压力只有原来的30%-50%




现就温度，挤出速率和牵引速度等简述如下： （1）温度：需要控制的温度包括料筒温度，机头温 度和口模温度。 （2）挤出速率：挤出速率主要决定于螺杆的转速。 既定的挤出机。螺杆转速可在一定范围内调节，以 适应不同的管材挤出需要。 （3）牵引速度：直接影响管材的壁厚和直径的精确 性，牵引速度不稳定会导致管材壁厚和直径的不稳 定。牵引速度必须与挤出速度相适应。通常比挤出 速率稍快些，而口模直径却比管材直径稍大些。 （4）压缩空气压力：用内压法使管子定型的压缩空 气压力一般为0.02-0.05MPa，并且保持压力的稳定。

第二节：压缩模塑工艺
1 压缩模塑又称为模压成型或压制。它的成型方法是先将 粉状，粒状碎屑状或纤维状的塑料放入成型温度下的模 具加料腔中，然后合模加压，使其成型并固化。从而获 得所需要的塑料制品。 2 特点：塑料直接加入到型腔内。压力机的压力是通过凸 模直接传递给塑料，模具是在塑料最终成型时才完全闭 合。 3 优点：没有浇注系统，料耗少，使用的设备为一般的压 力机，模具比较简单，可以压制较大平面的塑料制品或 利用多型腔模，一次压制多个制品 ，而且塑料制品收缩 小，变形小，各向性能比较均匀 4 缺点：生产周期长，效率低，不容易压制形状复杂，壁 厚相差较大的塑料制品，不容易获得尺寸精确尤其是高 度尺寸精确的塑料制品，而且不能压制带有精细和易断 嵌件的塑料件



1 塑化压力：所谓塑化压力是指采用螺杆式注射机 时，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。 塑化压力又称背压。塑化压力一般应在保证塑料制 品质量的前提下，以低些为好。通常很少超过2mp 2 注射压力：注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料 所施加的压力。其作用是克服熔体从料筒流向型腔 的流动阻力。使熔体具有一定的充满型腔的速率， 对熔体进行压实。 注射压力应按下述原则确定：除了熔体粘度高和冷 却速度快的塑料以及成型壁薄和长流程的塑料制品， 不采用高的注射压力不能充满型腔。或者成型玻璃 纤维增加塑料的制品，不用高压注射，其表面可能 形成不均匀，不光滑等情况外，一般尽量采用低的 注射压力。

第三节：挤出工艺




挤出又称挤出模塑或挤出成型。挤出成型大致可 分为三个阶段： 1 固态塑料的塑化：即通过挤出机加热器的加 热和螺杆，料筒对塑料的混合剪切作用所产生的 摩擦热使固态塑料变成均匀的粘流态塑料。 2 成型：即粘流态塑料在螺杆推动下，以一定 的压力和速度连续地通过成型机头，从而获得一 定截面形状的连续形体。 3定型：通过冷却等方法使已出现的形状固定下 来，成为所需要的塑料制品。




1） 充模阶段：当熔体没有注入型腔时。型腔内压力基 本上为零。当充模时。随着熔体量的迅速增加。气压力 也迅速上升，到型腔被熔体完全充满时压力值达到最大。 2） 压实阶段：指熔体充满型腔时起至柱塞或螺杆开始 退回的一段时间。在这段时间内。熔体因为冷却而收缩， 但由于螺杆或柱塞继续慢慢向前移动，使料筒中的熔体 继续注入型腔，以补充收缩需要，从而保持型腔中熔体 压力不变。 3） 倒流阶段：螺杆或柱塞开始后退至浇口处熔体冻结 时。此阶段因为螺杆或柱塞缓慢后退型腔内的压力高于 浇注系统流道内的压力，导致型腔内的熔体倒流。 4） 冻结后的冷却阶段： 浇口处的塑料完全冻结到塑料 制品脱模取出为止，这阶段中补缩和倒流均不存在。型 腔内的制品收缩压力下降，开模时型腔内的压力不一定 等于外界压力。型腔内的压力与外界压力之差称为残余 压力。残余压力为负值时。制品表面易出现凹痕或内部 产生真空泡。残余压力为正值时，脱模困难。塑料制品 容易刮伤甚至破裂。残余压力无限接近于零为最好


2 喷嘴的温度：喷嘴温度通常比料筒温度低，以 防止熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流延”现 象。虽然喷嘴温度低，但当塑料熔体有狭小喷嘴 经过时。会产生摩擦热，使进入到模具的熔体温 度升高。 3 模具的温度：模具必须保持一定的温度，这个 温度应该低于塑料的玻璃化温度或热变形温度， 以保证塑料熔体凝固定型和脱模。模具温度还要 根据制品的壁厚选择，壁厚大的模具温度一般应 该较高，以减少内应力和防止制品粗线凹陷等缺 陷。