十大注射成型加工技巧

十大成型加工技巧十大成型加工技巧-列出了对聚甲醛，尼龙，PBT聚酯和PET聚酯等半结晶性工程塑料进行成型加工时需要注意的十大问题。

在这一系列文章中,作者描述了确定和避免这些问题的简单方法。

1.塑料颗粒料中的水分许多塑料会从空气中吸收水分,它们吸收水分的量与树脂的类型有关。

塑料颗粒中的水分,即使是表面凝聚的水分,也能引起一些与工程塑料成型加工的问题。

这种吸水性可能会产生一些不利的影响,包括加工中的问题,制品的表面不好,或制品机械性能差的问题。

仅用肉眼观察是很难确定是否有水分存在。

本文将为需要加工多种塑料的成型加工提供一些有用的指导,如何处理对水分敏感的塑料。

烘干塑料材料大多数工程塑料要求颗粒中的水分含量低于一定某个最大值，塑料是否需要烘干主要取决于原材料对水分的敏感程度。

一般情况下,塑料材料的水分含量与运输条件,包装类型和存放时间有关。

例如,聚酰胺（PA）一般用袋子运输,这种袋子采用铝泊作为防水层,因而在使用时可直接打开袋子把料取出来就用。

但大多数的聚酰胺(尼龙)加工厂的原料树脂都要先进行干燥,尽管有人认为,如果塑料在不超过一小时的时间内使用就不需要干燥.另一方面,PET和PBT对水分非常敏感,一定要干燥以确保制品的冲击强度不受影响。

另外，这些树脂在干燥后很快会再次吸水,因而，在一些情况下加工厂商必须特别小心,在PBT和PET树脂的运输和传送过程中,避免使用敞开的容器同时也应考虑树脂在装料斗中的滞留时间。

在不利的气候环境中，PET在10分钟内吸收的水分甚至能超过制品水分的最大允许值0.02%。

干燥粉碎后的水口料或已吸水饱和的粒料(如置于开放条件下的容器中时)需要特别注意。

在这种情况下,建议的干燥时间常常不能满足需要。

充分饱和的聚酰胺尼龙至少应干燥12小时。

在这种干燥条件下材料发黄在实际上是不可避免的. 因而，应遵循以下指导原则:•流道水口料应在封闭容器中储藏和再粉碎;•若只用了一部份材料，应密闭容器或封闭袋子;•加料斗上应该加盖。

如何烘干塑料要想得到高质量的塑料制品，必须遵循正确的干燥程序。

例如，不能使用各种类型的简单热空气干燥的办法来干燥聚酯工程塑料，但可使用去除了水分的空气干燥器(除湿干燥器)。

只应使用那些在不同的环境条件下，都能提供稳定和充分的干燥的设备。

除了保证正确的干燥温度外，确保干燥空气的露点低于-20℃也很重要。

使用填充高度和松密度不同的多容器的装置时,还应保证每一个容器都能达到充足的空气吞吐量。

测量含水量塑料颗粒中的水分可用一些测量仪器进行测量，如压力计或使用卡尔-费歇尔方法的仪器。

为了消除测量误差,样品应从进料斗的下部选取,并在适宜的容器中密封保存。

可采用聚乙烯、铝多层复合袋，并采用热封口办法来包装样品,也可使用实验室用的可密封的玻璃容器.2.模具浇注系统过小如今，用工程塑料制造零件可以借助各种方法，如计算机辅助设计、终端有限元分析和模具内熔体流动计算等。

它们的用处是无可非议的，但是有时候，它们并没有充分考虑原料浇注系统的优化设计的重要性。

本文论述了半结晶塑料浇注系统的基本原理。

但在实际应用时这些原理需要与正确地设置浇口、准确掌握加工时间相结合。

以下各节分别详细描述了这些问题。

半结晶树脂的不同特征半结晶热塑性塑料从融化到固化的状态中，经历体积收缩过程。

收缩量可达到14％，这取决于树脂的种类，在保压时间内必须由再注入模腔额外的熔融胶料以进行补充。

只有在浇口截面大小适当的情况下，才能在保压时间内，物料中心的熔体仍然处于熔融状态，才可能实现这种补料的操作。

结论若浇口太窄（参见实例），在保压时间内就会无法保持压力，因浇口处的胶料已经固化，而使浇口封闭了。

这种情况下，体积收缩不能及时补充，导致制件内部空洞和表面凹陷的出现(增强材料尤为严重),出现针孔（增强材料〕，这些情况可以用显微镜观察到。

成型后制品的尺寸稳定性也会有相当大的改变，出现过度收缩和翘曲。

空洞和针孔相当于制品上的缺口，它将大大降低制品断裂伸长率和抗冲击强度，因此它们对机械性能会产生负面影响。

对纤维增强材料来说，浇口太窄会导致纤维变短和损坏,进一步影响成型效果。

此外，注塑压力升高和注模时间变长也可以表明有浇口太窄的问题。

例如，如果在设备上设定不同的注塑速度，但对实际注模时间影响仍然很小时,可以判定为浇口太窄。

浇口太窄同样会导致表面缺陷。

如果浇口过窄，熔体流经时会受到过度的剪切力作用，这将导致物料中的添加剂，如抗冲击改性剂、颜料、阻燃剂和纤维等从物料中分离出来。

还会产生熔体的喷射，导致注塑制品中产生条纹、黑点、大理石一样的花纹和浇口周边的晕轮。

这也会增加模垢的形成。

加料系统的设计在加料系统的设计中，首先注意的应该是制品的壁厚（见图）。

这里，流道的直径必须大于制品的壁厚。

从浇口喷出以后，每个分支的流道直径可以拓宽，以保持恒定的剪切速率。

为防止不可避免的从喷嘴出来的注塑冷料进入制品中，应该经常延长浇口来阻截注塑冷料。

延长的尺度要基本上与浇口直径相同，以保证切实的阻截注塑冷料。

当加工有半结晶性、未增强的聚合物时，浇口厚度的最小值应该是加工零件壁厚的50％。

这同样适合于增强物料。

对纤维增强塑料而言，为了减少对纤维的损害，并考虑到塑料的粘度较大，浇口厚度应该达到加工零件壁厚的75％。

浇口长度也非常重要。

为防止熔体在浇口处过早固化，浇口长度应该小于1毫米。

这样模具在浇口附近的温度会升高，以使保压最有效。

基本规则概述经常提供阻隔注塑冷料的方法(在流道终端设置冷料井)要使流道直径大于加工零件壁厚浇口厚度至少是加工零件壁厚的50％这些原则主要针对工程塑料的结晶行为。

若有人要评估模具的注塑行为，可以使用塑料的熔体的流动长度数据，如有需要还必须进行熔体流动情况的计算。

基于各种原因，实际应用中，浇口设计不一定完全符合这些原则。

这时，我们通常在质量和成本效益之间作一个折衷。

3.错误的浇口位置浇口位置对前区剖面流体流动和保压压力的有效性至关重要，它决定了模塑零件的强度和其他一些特性。

因为浇口位置一般由设计者和模具制造商确定，本小节内容专为这些人士所写。

不过，对于成型加工商来说,为防止出现各种可能出现的问题，也应该从设计阶段就参与进来。

错误的浇口位置可能出现的不利影响对于一个半结晶工程聚合物做成的零件，如果浇口处于错误的位置，即使其他设计全部正确，该零件也将报废。

这些将被在增强和未增强树脂的应用中出现的一些问题所证实：由于前区剖面流体流动造成的熔接线和困气，将影响零件的表面光洁度，对于纤维增强材料还会影响零件的机械性能。

改进工艺条件对此将不会起到作用。

如果浇口位于模塑零件的较薄部位，则在零件较厚的部位将形成缩水和空洞。

由于薄壁处材料结晶较快（见图），而厚壁部分需要较长的保压时间，因此厚壁部分不再得到熔料的供给。

除了外观和机械问题外，在该区域还有不断收缩的问题，这将引起翘曲，即使对于未增强材料也是如此。

如果浇口太少或位置不正确，则流动距离太长，注射填充压太高。

如果锁模力不够或所加工的聚合物为低粘性，结晶太慢，则会发生飞边。

另外，由于加工窗口非常有限，所以不太可能通过成型参数调整来精密调节公差。

设立适宜浇口位置的建议•将浇口设置在壁面最厚的位置处；•浇口不能设置在高负载区附近；•对长型的零件，在可能的情况下，浇口应设置在纵向，而不是设置在横向或在中央，特别是对增强性材料的模塑尤为如此。

•如果有两个或更多的模腔，则零件和浇口应以竖流道为基准设计成对称排列；•对于齿轮、唱片、叶轮等轴向对称的零件，为得到优异的流动性能，适宜在中心使用隔膜浇口，或采用三板模的多点进浇方式•带有整体铰链的零件，浇口应设置使焊缝远离铰链。

在铰链附近一定要避免流体阻滞。

•诸如小型框架型、电容器套等杯型零件应在基座处设置浇口，以防止困气。

•在管式零件中，应首先将熔化物从一端填充环状管，然后再沿着管长填充。

这样可避免在流动前剖面处的不对称性。

•在成孔锁周围进行插入模塑，熔融的模心和其他金属嵌件、融化树脂应能沿着嵌件环形流动，以保持嵌件的最小安装误差。

•使用一隧道浇口往顶针上送料，并从内面开设浇口，这样可避免在暴露的表面上出现浇口痕迹等表观缺陷。

•要设置浇口以尽可能避免在充填过程中流体阻滞（如复杂零件、不同形状的多腔模塑等）。

这些建议不能涵盖应用中所有可能出现的问题。

根据特殊模塑中出现的复杂程度，有时不得不做一些折衷处理。

但是，在设计阶段，如果可能，应尽量考虑一下我们所讨论的问题。

在这种情况下，模拟填充实验是极为有用的。

4保压时间太短一些注塑厂在实践操作中，常从他们对无定形塑料的经验出发，采取较短的保压时间和较长的冷却时间，而且也常把这种方法用于POM（聚甲醛）、PA（尼龙）、PBT、PET（聚酯）等半结晶性塑料。

本节讨论了调机员选择合适的保压时间时的一些关键因素。

在保压状态下会发生什么？一旦模腔被填充，塑料分子就开始结晶，即分子链开始有序排列，形成较高的堆积密度。

这一过程从外围开始，在壁的中心结束（见图）。

例如聚甲醛,这一过程引起的体积收缩可达到14％，需要在保压状态下再向腔体中注入熔体。

如果保压时间太短，将形成一些小孔（微孔），这些小孔会在多方面对塑料制品的性能产生不利影响。

如何判断保压时间是否太短用这种方法制造的制品经常发生收缩、变形、凹痕、空隙，有时机械性能也会变差，甚至尺寸也可能会发生很大变化。

操作人员有时会试图通过增加冷却时间来弥补，但这只会毫无意义地延长周期时间。

对未使用增强材料的制品，识别其保压时间不足的影响的一种方法是在壁厚最大处切开。

磨光后的切割面可用来检查空隙和气泡，这一操作可用放大镜或反射光显微镜来执行。

一种更精确的方法是准备切片（见图片）。

用这种方法，即使是最小的缺陷也能用显微镜检测到。

使用增强材料的制品的缺陷可很容易地通过壁最厚处的断面来进行检测。

如果保压时间太短，断面上会出现一个类似气泡的结构，放大的断面显微照片上可以看到因未被塑料包裹而暴露在外部的纤维。

另一种方法是准备抛光切片的显微照片，从中可明显检测到气泡。

有效的保压时间可通过在注塑机上对许多制品进行称重得到（详见描述）。

对于给定模具，这是决定其在实际操作条件下的保压时间的最好方法。

最佳保压时间也可以通过比较法获得（见表）。

这种方法只适用于给定壁厚的模具，它并未考虑到温度、成核添加剂或颜料、模具填充时间等其他因素的影响。

壁厚小的模具的保压时间会短些，壁厚大的模具的保压时间则会长些。

正确的调校程序为了使模件的一些性能达到最佳，保压时间应用称重法确定，而冷却时间应设置为所需的最小值（略大于塑化时间）。

这要求必须准确地设计浇口位置（参见Plastverarbeiter 46[1995]6和7的第2部分和第3部分）。

正确的压力值依所选材料的不同，在60MPa和100MPa间变化。