注塑成型工艺参数

注塑成型工艺参数

第一节注塑工艺参数

在制品和模具确定之后，注塑工艺参数的选择和调整对制品质量将产生直接影响。注塑工艺具体是指温度、压力、速度、时间等有关参数，实际成型中应综合考虑，在能保证制品质量（如外观、尺寸精度、机械强度等）和成型作业效率（如成型周期）的基础上来决定。尽管不同的注塑机调节方式各有所异，但是对工艺参数的设定和调整项目基本是相同的。注塑工艺参数与注塑机的设计参数是有关联的，但是在这里主要是从注塑工艺角度理解这些参数。

一、注塑参数

1.注射量：注射量是指注塑机螺杆（或柱塞）在注射时，向模具

内所注射的物料熔体量（g ）。因此，注射量是由聚合物的物理性能及螺杆中料筒中的推进容积来确定的。

由此可见，选择注射量时，一方面必须充分地满足制品及其浇注系统的总用料量，另一方面必须小于注塑机的理论注射容积。如果选取用注射量过小则会因注射量不足而使制品产生各种缺陷，但过大又造成能源的浪费。

所以注塑料机不可用来加工小于注射量 10% 或超过注射量 70% 的制品，据统计世界上制品生产厂家大约有 1/3 的能源浪费在不合理地机型选择上。

2.计量行程（预塑行程）：每次注射程序终止后，螺杆是处在料

筒的最前位置，当预塑程序到达时，螺杆开始旋转，物料被输送到螺杆头部，螺杆在物料的反压力作用下后退，直至碰到限位开关为止。这个过程称计量过程或预塑过程，螺杆后退的距离称计量容积，也正是注射容积，其计量行程也正是注射行程。因此制品所需的注射量是用计量行程工来调整的。

由此可知，注射量的大小与计量行程的精度有关，如果计量行程调节

太小会造成注射量不足，如果计量行程调整太大，使料筒前部每次注射后的余料太多，使熔体温度不均或过热分解,计量行程的重复精度的高低会影响注射量的波动.料温沿计量行程的分布是不均匀的,增加计量行程会加剧料温的不均匀性.螺杆转速、预塑背压和料筒的温度都将对熔体温度和温差有显着地影响.

在注射前处于螺杆头部计量室外中的熔体温度最高，虽然也有温差，但在这时较小，在注射后，螺杆槽中熔体的温度最低,停留一段时间之后熔体温度上升.这种温差可以采用调整螺杆转速轴向背压或使用新型螺杆等办法使其得到改善。

3.余料量：螺杆注射完了之后，并不希望把螺杆头部的熔料全部注射出去，还希望留存一些，形成一个余料量。这样，一方面可防止螺杆头部和喷射接触发生机械破损事故，另一方面，可通过此余料垫来控制注射量的重复精度达到稳定注塑制品质量的目的。如果余料垫过小，达不到缓冲目的，如果过大会使余料累积过多。近代注射塑机是通过螺杆注射终止时的极限位置来控制冲量的：如果位移传感器所检测的实际值超出缓冲垫的设定范围（一般 2-10mm ）。

4.防延量：防延量是指螺杆计量（预塑）到位后，又直线地倒退一段距离，使计量室中熔体的比体积增加，内压下降，防止熔体从计量室外向外流出（通过喷嘴或间隙）。这个后退动作称防流延动作，防流延量可视聚合物沾度、相对密度和制品的情况进行设定，过大的防延量会使计量室中的熔料夹杂汽泡，严重影响制品质量。

5.螺杆转速：螺杆转速影响注塑物料在螺杆中输送；影响塑化能力、塑化质量和成型周期等因素的重要参数。随着转速提高塑化能力会增加。提高螺杆转速，流量加大，熔融温度的均匀性却有所改善。熔体温度和螺杆转速之间随着螺杆转速的提高，熔体温度也有所提高。

螺杆转速根据注塑条件用注塑机的额定螺杆转速，以额定量

的 50%-60% 来标定所要加工物料的塑化能力和螺杆转速。调整时，要由较低向较高转速逐渐调试。

6.预塑背压：在进入下一次注射前，螺杆通过旋转把熔融物料输送到料筒的前部加以储备，此时，螺杆一边旋转一边将因输送到料筒前部的物料产生的反压力而后退。为了调整和控制螺杆后退的方式，可在螺杆上加一定的和熔融物料相反的压力，这就是螺杆背压。螺杆背压可以提高材料的熔融效果和混炼效果，同时也可以保证使熔融物料在螺杆前部的完全充满，以提高注射计量的准确性。但螺杆背压过高，将引起物料处理能力下降，还将使物料因摩擦热增加而引起温度的上升。反之，螺杆背压过低，会引起注射量的计量不准。背压对熔体温度影响是非常明显的。背压提高有助于螺槽中物料的密实，驱赶走物料中的气体。背压的增加使系统阻力加大，螺杆退回速度减慢，延长了物料的在螺杆中的热历程，塑化质量也得到改善。但是过大的背压会增加计量段螺槽熔体的反流和漏流，降低了熔体输送能力，减少了塑化量，而且增加功率消耗，过高背压会使剪切热，过高或切变应力过大，使高分子物料发生降解而严重量影响到制品质量。因此背压是注塑机控制质量的重要参数之一。

所以螺杆预塑开始时要降低背压，当计量结束时（ 2-3mm ），螺杆转速应物别要放慢，以减小惯性冲击，提高计量精度。

7．注射压力与保压压力:注射压力是指注射时，在螺杆头部（计量室）建立的熔体压强。第1阶段是把熔融物料高速的注射入模中的阶段，此时的压力称为1次注射压力，这就是通常所称的注射压力。第2阶段是材料充满模具后所加的压力，称为2次注射压力或保压压力。

因此，选择注射制品的注射压力时，首先要考虑注塑机所允许的注射压力，只有在注塑机额定的注射压力范围内，才能调整出具体制品所需求的注射压力。如果注射压力调过低会导致模腔压力不足，熔体不能充满模腔，

反之，如调整过大，不仅会造成制品溢边、胀模等不良现象，因此，在试制制品时应从低压开始并逐渐地提高，以确定合适的1次压力。2次注射压力（保压压力）是在物料充满模腔后至冷却固化后作用于物料上的压力，在保压力作用的整个时间，称为保压时间。2次注射压力所起的作用是，在防止毛边的发生和过度充填的基础上，把伴随着冷却固化中因收缩引起体积减小的部分，从喷嘴用熔融物料进行不断的补充，以防止制品因收缩而产生缩痕。从2次注射压力所起的作用上，其压力设定往往比1次注射压力低，但2次注射压力必须保持到模腔中的物料完全固化，即各流道中的物料也发生固化时为止。在保压初期阶段，制品重量随保压时间而上升，但达到一定时间之后则重量不再增加，模腔压力近于等速下降。当保压力撤除之后，模内压力迅速地下降，制品重量与保压时间关系，保压压力与模腔压力关系。保压压力和保压时间对凝固点及制品收缩率有明显影响：提高保压压力，延长保压时间会使凝固推迟，有助于减小制品收缩率。

保压压力对制品体积（或密度）有很大的影响，但这种影响首先与溶体的温度有直接关系，熔体温度与保压压力及其切换时间对制品的比体积和密度起着严格的控制作用。在调试压力时最要注意的是注射压力到保压压力和切换点和保压时间的长短，因为它将影响成型制品的质量。

由注射压力转换到保压压力值时。动作切换的太慢，充模时发生了过分充模现象。在此种情况下会出现模腔溢边，导致供料不足，使模内压力太低，制品不密实，发生凹陷，力学性能降低不良现象。注射充模时间设定的太短，发生充填不足，模内缺料现象。保压时间设定不够，由于保压压力的过早切换，模内溶体在浇口冻封之前发生倒流，导致制品由于补缩不足出现孔穴，凹陷以及内部质量下降等缺陷。保压压力设定的太低，尽管有足够的时间，但由于压力不足以克服保压阶段流道中的强大阻力来建立保压流动进行有效地补缩，也会使模内压力不足，给制品带来各种缺陷。