塑料成型方法、注射成型原理、工艺过程、特点)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
吹塑成型
塑料成型方法
吹塑成型
注射成型
问题一：注射成型原理； 问题二：注射成型工艺； 问题三：注射成型工艺参数； 问题四：注射成型特点及应用； 问题五：注射成型模具的结构； 问题六：注射模与注射机的关系
√
问题一：
注射成型原理
将粉状或粒状的塑料从注射机的料斗装入加 热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，在注射机 柱塞或螺杆推动下通过喷嘴高速注入温度较低的 闭合模具，冷却固化后脱模即得所需形状的塑料 制品。
注射成型工艺参数
控制塑料的塑化和流动
重 要 参 数
模具温度—— 影响塑料的流动和冷却 压力 时间
塑化压力（背压） 注射压力
问题三：
（1） 料筒温度
注射成型工艺参数
一、温 度
料筒温度应在粘流温度θ
f
和热分解温度θ
d
之间。
对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件； 料筒温度的分布，一般遵循前高后低的原则，即料筒 后端温度最低，喷嘴后端温度最高。
质量的好坏。对空注射时，如果料流均匀、 光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适；如 果料流毛糙，有银丝或变色现象，则说明料 温不合适。
问题三：
（2） 喷嘴温度：
注射成型工艺参数
一般略低于料筒最高温度，以防止熔料在 喷嘴处产生“流涎现象”。但不能过低，否则 熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞，或者 有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。
问题二：
注射成型工艺过程
料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时
均需清洗料筒。 嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降低 嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质量。 脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、 液态石蜡和硅油、聚四氟乙烯。
问题二：
加料 塑化
注射成型工艺过程
二、注射过程：
将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。 加入的塑料在料筒中进行，由固体颗粒转化 成粘流态并具有良好的可塑性的过程。对塑化的要求： 充分、温度均匀、热分解量达到最小值。 塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推 动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇 注系统进入并充满模具型腔。
§2.1 聚合物的分子结构与热力学性能 聚合物的热力学曲线：
玻璃态 高弹态 粘流态
1
1—线型无定形聚合物 2—线型结晶聚合物
2
m
（熔点）
b
g
f
d
§2.5 塑料的组成及工艺性能
一、塑料的分类
1、按合成树脂的分子结构及特性分
热塑性
具有弹性和塑性；在适当的溶剂中可以溶解；升高 温度时则软化至熔化状态而流动；可以反复成型。 热固性 成型前可溶与可熔的，成型硬化后，成为既不可 溶也不可熔的固体，不能再次成型。一般有较高 的耐热性和受压不变形性，如一旦毁坏，便不能 再回收利用。
注射成型工艺过程
经过一段时间使型腔内的熔融塑 料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足够的刚度，不致 产生翘曲或变形，退回柱塞或螺杆，对模具进行进一步 的冷却。 脱模 塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模 外。
问题二：
注射成型工艺过程
三、塑件后处理
后处理原因及作用：
由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结 晶和冷却不均匀，塑件内部不可避免地存在 一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产 生变形或开裂，因此，应该设法消除。
问题一：
注射成型原理
注射机
问题二：
注射成型工艺过程
加料 合模
塑化 充模 清模 保压 冷却 脱模 开模
问题二：
注射成型工艺过程
成型前的准备
注射过程
塑件的后处理
原料外观检验及工艺性能测定 塑料预热和干燥 料筒清洗 嵌件预热 加料 脱模剂的选用 塑化 充模 保压 注射 倒流 冷却 脱模 退火处理 调湿处理
问题四：注射成型的特点及应用
缺点
注塑设备价格较高 注塑模具结构复杂 生产成本高、不适合于单件小批量的塑件 生产
LOGO
第三章 塑料成型工艺
塑料成型方法
• 注射成型 • 压缩成型 • 压铸成型 • 挤出成型
塑料成型方法
√ √ √ √ √
• 气动与液压成型 • 泡沫塑料成型等
塑料成型方法
注射成型
塑料成型方法
压缩成型
塑料成型方法
压缩成型 压铸成型
塑料成型方法
挤出成型
塑料成型方法
挤出成型
塑料成型方法
问题二：
注射成型工艺过程
一、成型前的准备：
原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、
粒度及均匀性、流动性（熔融指数、粘度）热稳 定性及收缩率的测定。 塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥发 物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解， 影响塑料制件的外观和内在质量。 物料干燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥； 大批量生产，采用对流式干燥（热风干燥机）红 外线干燥或真空干燥（新技术）。
问题三：
（3） 模具温度：
注射成型工艺参数
模具温度的高低决定于塑料的特性、塑件尺寸与 构、性能要求及其它工艺条件。模具温度↑，流动 性↑，密度和结晶度↑，收缩率和生产率↓。
模具温度控制方法：
通入定温的冷却介质；靠熔料注入模具自然升温 和自然散热达到平衡；在特殊情况下，用电阻丝和 电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。
1、料筒 2、加热棒 3、侧温管 4、保温层 5、柱塞 6、重锤 7、出料孔
§2.5 塑料的组成及工艺性能
（二）热固性塑料的工艺性能 2、流动性
流动性的表示方法 ——拉西格流动性（单位㎜） 测定方法： 将一定重量的被侧塑料预压成圆 锭，将圆锭放入压模中，在一定的 温度和压力下，测定它从模孔中挤 出的长度（毛糙部分不计在内）， 即为拉西格流动值
调湿处理：
注射成型工艺过程
将刚脱模的塑件放入加热介质（如沸水中）， 以隔绝空气，防止对塑料制件的氧化，加快吸湿 平衡速度的一种后处理方法。（主要用于吸湿性 很强且又容易氧化的塑料，如尼龙）
目的：使制件的颜色、性能以及尺寸得到稳定。 时间：保温时间与塑件厚度有关，通常取2～9h。
问题三：
料筒温度 温度 喷嘴温度
问题三：
注射成型工艺参数
三、时 间
完成一次注塑成型过程所需的时间称为注塑成 型周期。 注射时间 充模时间(3～5s)
成型 周期
保压时间(20～25s) 模内冷却时间(30～120s)
其他时间 （开模、脱模、喷涂脱模剂、 安放嵌件、合模时间）
问题四：注射成型的特点及应用
优点
成型周期短、生产效率高、易实现自动化 能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非 金属嵌件的塑料制件 产品质量稳定 适应范围广 到目前为止，除氟塑料以外（热膨胀大）， 几乎所有的热塑性塑料都可以用注塑成型的 方法成型。另外，一些流动性好的热固性塑 料也可用注塑成型。
问题二：
退火处理
注射成型工艺过程
将塑件在定温的加热液体介质（如热水、 热油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静 置一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种热 处理工艺。 温度：高于塑件使用温度10～20℃，或低于热 变形温度以下10～20℃ 时间：与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每 毫米约半小时计算。
问题二：
§2.5 塑料的组成及工艺性能
二、塑料的工艺性能
——塑料在成型过程中表现出来的特有性质。
收缩性 热塑性 塑料 收缩率 热固性 塑料 流动性 比容和压缩率
流动性
相容性 吸湿性 热敏性
硬化速度
水分及挥发物含量
§2.5 塑料的组成及工艺性能
流动性的测定方法
1、熔融指数测定法（单位g／10min ）
将被测塑料装入加热料筒中并进 行加热，在一定的温度和压力下 ，测定塑料熔体在10min内从出 料孔挤出的重量。
但无论怎样，对塑料熔体来说，都是冷却的过程。
问题三：
注射成型工艺参数
二、压力
塑化压力（背压）： 指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔体在螺杆旋转后退 时所受的压力。 塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、色料的混 合均匀并排出熔体中的气体。但延长成型周期。 一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越 低越好，一般为6MPa左右，通常很少超过6MPa
问题三：
（1） 料筒温度
注射成型工艺参数
一、温 度
柱塞式料筒温度高于螺杆式料筒温度10～20℃。
对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔料与熔 料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料热 降解，可使料筒前段温度略低于中段。
问题三：
注射成型工艺参数
判断料筒温度是否合适的方法： 可采用对空注射法观察或直接观察塑件
问题三：
注射成型工艺参数
注射压力：指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加
的压力。
作用：注射时克服熔体流动充模过程中的流
动阻力，使熔体具有一定的充模速率。
大小：取决于注射机的类型、塑料的品种、
模具结构、模百度文库温度、塑件的壁厚及浇注系统的 结构和尺寸等。
问题三：
注射成型工艺参数
一般情况下： 粘度高的塑料注射压力高； 薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高； 柱塞式注射机注射压力比螺杆式注射机高； 模具结构简单，浇口尺寸较大，注射压力较低； 料筒温度、模具温度高，注射压力较低。
充模
问题二：
保压补缩
注射成型工艺过程
从熔体充满型腔后，在注射机柱塞或螺杆推 动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续 进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要，并且可以防止 熔体倒流。 倒流 保压结束后，柱塞或螺杆后退，若浇口尚未冻结， 型腔中的熔料会流向浇注系统。
问题二：
浇口冻结后的冷却
塑料成型方法
吹塑成型
注射成型
问题一：注射成型原理； 问题二：注射成型工艺； 问题三：注射成型工艺参数； 问题四：注射成型特点及应用； 问题五：注射成型模具的结构； 问题六：注射模与注射机的关系
√
问题一：
注射成型原理
将粉状或粒状的塑料从注射机的料斗装入加 热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，在注射机 柱塞或螺杆推动下通过喷嘴高速注入温度较低的 闭合模具，冷却固化后脱模即得所需形状的塑料 制品。
注射成型工艺参数
控制塑料的塑化和流动
重 要 参 数
模具温度—— 影响塑料的流动和冷却 压力 时间
塑化压力（背压） 注射压力
问题三：
（1） 料筒温度
注射成型工艺参数
一、温 度
料筒温度应在粘流温度θ
f
和热分解温度θ
d
之间。
对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件； 料筒温度的分布，一般遵循前高后低的原则，即料筒 后端温度最低，喷嘴后端温度最高。
质量的好坏。对空注射时，如果料流均匀、 光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适；如 果料流毛糙，有银丝或变色现象，则说明料 温不合适。
问题三：
（2） 喷嘴温度：
注射成型工艺参数
一般略低于料筒最高温度，以防止熔料在 喷嘴处产生“流涎现象”。但不能过低，否则 熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞，或者 有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。
问题二：
注射成型工艺过程
料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时
均需清洗料筒。 嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降低 嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质量。 脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、 液态石蜡和硅油、聚四氟乙烯。
问题二：
加料 塑化
注射成型工艺过程
二、注射过程：
将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。 加入的塑料在料筒中进行，由固体颗粒转化 成粘流态并具有良好的可塑性的过程。对塑化的要求： 充分、温度均匀、热分解量达到最小值。 塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推 动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇 注系统进入并充满模具型腔。
§2.1 聚合物的分子结构与热力学性能 聚合物的热力学曲线：
玻璃态 高弹态 粘流态
1
1—线型无定形聚合物 2—线型结晶聚合物
2
m
（熔点）
b
g
f
d
§2.5 塑料的组成及工艺性能
一、塑料的分类
1、按合成树脂的分子结构及特性分
热塑性
具有弹性和塑性；在适当的溶剂中可以溶解；升高 温度时则软化至熔化状态而流动；可以反复成型。 热固性 成型前可溶与可熔的，成型硬化后，成为既不可 溶也不可熔的固体，不能再次成型。一般有较高 的耐热性和受压不变形性，如一旦毁坏，便不能 再回收利用。
注射成型工艺过程
经过一段时间使型腔内的熔融塑 料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足够的刚度，不致 产生翘曲或变形，退回柱塞或螺杆，对模具进行进一步 的冷却。 脱模 塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模 外。
问题二：
注射成型工艺过程
三、塑件后处理
后处理原因及作用：
由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结 晶和冷却不均匀，塑件内部不可避免地存在 一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产 生变形或开裂，因此，应该设法消除。
问题一：
注射成型原理
注射机
问题二：
注射成型工艺过程
加料 合模
塑化 充模 清模 保压 冷却 脱模 开模
问题二：
注射成型工艺过程
成型前的准备
注射过程
塑件的后处理
原料外观检验及工艺性能测定 塑料预热和干燥 料筒清洗 嵌件预热 加料 脱模剂的选用 塑化 充模 保压 注射 倒流 冷却 脱模 退火处理 调湿处理
问题四：注射成型的特点及应用
缺点
注塑设备价格较高 注塑模具结构复杂 生产成本高、不适合于单件小批量的塑件 生产
LOGO
第三章 塑料成型工艺
塑料成型方法
• 注射成型 • 压缩成型 • 压铸成型 • 挤出成型
塑料成型方法
√ √ √ √ √
• 气动与液压成型 • 泡沫塑料成型等
塑料成型方法
注射成型
塑料成型方法
压缩成型
塑料成型方法
压缩成型 压铸成型
塑料成型方法
挤出成型
塑料成型方法
挤出成型
塑料成型方法
问题二：
注射成型工艺过程
一、成型前的准备：
原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、
粒度及均匀性、流动性（熔融指数、粘度）热稳 定性及收缩率的测定。 塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥发 物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解， 影响塑料制件的外观和内在质量。 物料干燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥； 大批量生产，采用对流式干燥（热风干燥机）红 外线干燥或真空干燥（新技术）。
问题三：
（3） 模具温度：
注射成型工艺参数
模具温度的高低决定于塑料的特性、塑件尺寸与 构、性能要求及其它工艺条件。模具温度↑，流动 性↑，密度和结晶度↑，收缩率和生产率↓。
模具温度控制方法：
通入定温的冷却介质；靠熔料注入模具自然升温 和自然散热达到平衡；在特殊情况下，用电阻丝和 电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。
1、料筒 2、加热棒 3、侧温管 4、保温层 5、柱塞 6、重锤 7、出料孔
§2.5 塑料的组成及工艺性能
（二）热固性塑料的工艺性能 2、流动性
流动性的表示方法 ——拉西格流动性（单位㎜） 测定方法： 将一定重量的被侧塑料预压成圆 锭，将圆锭放入压模中，在一定的 温度和压力下，测定它从模孔中挤 出的长度（毛糙部分不计在内）， 即为拉西格流动值
调湿处理：
注射成型工艺过程
将刚脱模的塑件放入加热介质（如沸水中）， 以隔绝空气，防止对塑料制件的氧化，加快吸湿 平衡速度的一种后处理方法。（主要用于吸湿性 很强且又容易氧化的塑料，如尼龙）
目的：使制件的颜色、性能以及尺寸得到稳定。 时间：保温时间与塑件厚度有关，通常取2～9h。
问题三：
料筒温度 温度 喷嘴温度
问题三：
注射成型工艺参数
三、时 间
完成一次注塑成型过程所需的时间称为注塑成 型周期。 注射时间 充模时间(3～5s)
成型 周期
保压时间(20～25s) 模内冷却时间(30～120s)
其他时间 （开模、脱模、喷涂脱模剂、 安放嵌件、合模时间）
问题四：注射成型的特点及应用
优点
成型周期短、生产效率高、易实现自动化 能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非 金属嵌件的塑料制件 产品质量稳定 适应范围广 到目前为止，除氟塑料以外（热膨胀大）， 几乎所有的热塑性塑料都可以用注塑成型的 方法成型。另外，一些流动性好的热固性塑 料也可用注塑成型。
问题二：
退火处理
注射成型工艺过程
将塑件在定温的加热液体介质（如热水、 热油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静 置一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种热 处理工艺。 温度：高于塑件使用温度10～20℃，或低于热 变形温度以下10～20℃ 时间：与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每 毫米约半小时计算。
问题二：
§2.5 塑料的组成及工艺性能
二、塑料的工艺性能
——塑料在成型过程中表现出来的特有性质。
收缩性 热塑性 塑料 收缩率 热固性 塑料 流动性 比容和压缩率
流动性
相容性 吸湿性 热敏性
硬化速度
水分及挥发物含量
§2.5 塑料的组成及工艺性能
流动性的测定方法
1、熔融指数测定法（单位g／10min ）
将被测塑料装入加热料筒中并进 行加热，在一定的温度和压力下 ，测定塑料熔体在10min内从出 料孔挤出的重量。
但无论怎样，对塑料熔体来说，都是冷却的过程。
问题三：
注射成型工艺参数
二、压力
塑化压力（背压）： 指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔体在螺杆旋转后退 时所受的压力。 塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、色料的混 合均匀并排出熔体中的气体。但延长成型周期。 一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越 低越好，一般为6MPa左右，通常很少超过6MPa
问题三：
（1） 料筒温度
注射成型工艺参数
一、温 度
柱塞式料筒温度高于螺杆式料筒温度10～20℃。
对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔料与熔 料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料热 降解，可使料筒前段温度略低于中段。
问题三：
注射成型工艺参数
判断料筒温度是否合适的方法： 可采用对空注射法观察或直接观察塑件
问题三：
注射成型工艺参数
注射压力：指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加
的压力。
作用：注射时克服熔体流动充模过程中的流
动阻力，使熔体具有一定的充模速率。
大小：取决于注射机的类型、塑料的品种、
模具结构、模百度文库温度、塑件的壁厚及浇注系统的 结构和尺寸等。
问题三：
注射成型工艺参数
一般情况下： 粘度高的塑料注射压力高； 薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高； 柱塞式注射机注射压力比螺杆式注射机高； 模具结构简单，浇口尺寸较大，注射压力较低； 料筒温度、模具温度高，注射压力较低。
充模
问题二：
保压补缩
注射成型工艺过程
从熔体充满型腔后，在注射机柱塞或螺杆推 动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续 进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要，并且可以防止 熔体倒流。 倒流 保压结束后，柱塞或螺杆后退，若浇口尚未冻结， 型腔中的熔料会流向浇注系统。
问题二：
浇口冻结后的冷却