试模需知

模具的调试

1.塑料选用

在试模之前,首先遇到的就是采用什么原料来进行注射成形的问题。在产品设计时,根据塑件的用途及要求,确认了材料的规格型号,并且在模具设计时,依照塑料的特点进行结构设计和料道设计,以满足注射成形的需要。试模前也有必要对所选用的原料性能及工艺特性进行全面了解。用于注射成形的通用塑料,主要有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS四种,这四种材料在当前生产中约占全部注射成形塑料80%以上,其中前三种约占70%。

试模用料力求与制品设计要求一致,这样便于成形注射及对样品的检查和验收。但是如果在试模所在地一时难以寻求牌号完全一致的原料,也可以代用料来完成试注射。尤其是在头次试模,目的在于检验模具的基本结构、制件的成形状况和壁厚状况时,可以这样做。但是,在选取代用料时要掌握一个原则:原料性能要基本相近;收缩率大小要基本一致。如果原料的成形收缩率大小不同时,要在试模后进行核算,以求检验所需要的数据。

值得注意的是:在使用代用料进行试模的过程中,如果发生注射不满、顶出不顺、成形不理想等现象时,不要轻易对模具进行修改,而要认真分析此现象是否因原料特性的不同而产生的避免轻意修改模具而产生副作用。

2.烘干处理

原料选用后,在试模前要进行原料预干燥处理。各种塑料的干燥方法,应根据塑料性能和具体条件进行选择。对于单纯是吸湿的塑料，如SAN、PMMA、ABS、PVC等可用热风干燥器,或者料斗干燥器,在75-85℃时进行干燥。对于吸水率高的聚酰胺(尼龙)要采用真空烘箱干燥。聚碳酸酯吸水率虽然较小,但只要有少许水分就会造成水解,水解后相对分子质量下降,使成型制件变得很脆,因此应该在120℃干燥10h以上,并需要采用料斗干燥器或红外线加热器进一步干燥。

试模前的原料干燥是一个重要的工序,不能认为试模提供的制件只是样件不是产品而忽略之。有时因为原料干燥效果不好，造成样件表面缺陷无法发现，增加试模次数，造成不必要的经济损失。

3. 工艺条件的选择

试模的目的之一是要寻找合理的注射条件，原料不同,工艺条件也就不相同。在首次注射时要根据制件的特点及选用原料的型号,尽量选择理论方面趋于合理的工艺条件。要从基本工艺条件入手,假定模具结构及尺寸是合理的,试注射中,针对模具特点,对工艺条件逐步进行调整。

(1) 注射量

注塑机的注射量是指设备对空注射(无模具)条件下,注射螺杆或柱塞杆作一次注射行程时,注射装置所达到的注射量、注射量有两种表示方法: ①用注射出的熔料的体积(cm3)表示； ② 以聚苯乙烯为标准,用注射熔料的重量(g)表示。

在实际注射中,塑料的密度随着温度、压力变化而变化,对非结晶型塑料（PVC、PC、PS、ABS、PMMA）密度变化约为7%，而结晶型塑料(PE、PP、PA等)，密度变化为15%左右，加之注射中必然产生的注射回流现象,因而等重量的塑料在塑化温度和常温下制品的体积有差异,并且实际注射量必须小于理论注射量。

Q = a Qt=aAs S=a Ds2 Sπ/4

式中 Q—实际注射量(cm3);

Qt: 理论注射量(cm3)

a 注射量修正系数,通常在0.7- 09范围内;

As 螺杆端截面积(cm2);

Ds 螺杆直径(cm)

S 螺杆最大注射行程(cm)。

值得一提的是,当完成一次试模后,所选用的注射量应当做详细的记录,以便为下一次试模或正式生产中计算螺杆移动距离及调整工艺条件提供准确的参考数据。

(2) 注射压力

注塑机的注射压力是指在注射中的螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积上的力,其单位为bar。而实际注射压力是要克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等处的流动

阻力。注射压力与塑料性能、塑化方式、塑化温度、模具温度、流动阻力、制品形状

及制品精度等因素均有密切的关系。一般情况下，薄壁制品的注射压力高于厚壁制品。

粘度高的制品注射压力高于易流动的制品。根据经验适当调整注射压力值。

(3) 注射速度、注射速率和注射时间

注射速度,是指注射时,螺杆或柱塞移动速度(cm/s)。注射速率,是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量(cm3/s)。注射时间，是指螺杆或柱塞作一次注射所需要的时间(s)它们之间有如下关系

Qz = Qt:/t =πDs2 S/4t=π Ds2 Vz / 4

式中 Qz — 注射速率(cm3/s);

S — 注射行程(cm);

t — 注射时间(s)

Vz — 注射速度(cm/s);

Qt — 理论注射量(cm3)。

注射速度的快慢直接影响到制品质量和生产效率。注射速率低,制品易产生冷接缝,密度不均,制品内应力大等。合理地提高注射速度,可以减少熔料在模腔内的温度降,改善压力传递效果,保持制品密度均匀和精度。尤其对一些薄壁、流长比大的制件采用高速注射更为有利。但是,注射速度过高,熔料离开喷嘴后会产生不规则流动,产生大的剪切热,常常烧焦物料。因而注射过程中,注射速度应根据树脂性能、工艺条件、制品形状、壁厚、模具等情况来确定。对此,下表可供参考。

常用注射速率、注射时间表

当高速注射结束时,马上进入注射保压阶段,注塑机的保压压力由小流量、高压油泵提供。该压力能在浇口尚未冻结时消除制件中的凹陷和空隙。国前,注射保压实际设定时间是根据经验确定。如果能绘制出模腔内“压力一时间关系图”,就可以较精确地预测保压时间。

(4) 背压及螺杆转速

1) 背压指螺杆塑化物料时,推向其前端的熔融物料对螺杆产生的反压力。背压对注射成形的影响主要体现在物料塑化效果和塑化能力两方面。增大背压提髙熔体的密实程度,同时剪切作用增强,塑化效果提高。但塑化能力却降低。为了满足生产需要,必须提高

螺杆转速来予以补偿。背压大小与塑料品种,喷嘴种类和加料方式有关。一般情况下,背压的使用范围为34～275 Bar,其中下限值适用于大多数塑料。选择背压时应注意以下事项:

① 采用直通喷嘴和后加料方式时,应采用较低的背压,否则易发生流延现象;采

用阀式喷嘴和前加料方式时,背压可取大一些。

② 对于热敏性塑料(如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚氟氯乙烯等),背压应取低些;

对于高黏度塑料,为防止系统过载,也不宜使用较大背压。

③在保证塑化质量和熔体密实度的情况下,尽量使用低背压。

2) 螺杆转速 螺钎转速也是影响塑化能力和塑化效果的重要参数。转速提高可以

提高塑化能力。但螺杆转速超过一定数值后,由于物料在机筒内受热时间太短,反而使塑化质量变差。因此,对每种物料都有一个较合适的转速范围,需根据实际情况而定。

对此,表下提供的背压和螺杆转速可供选择参考。