射出成型工艺

射出成型工艺

图1 塑胶射出流程

注塑过程中的关键步骤：

1. 塑化计量

1）塑化

达到组分均匀、密度均匀、黏度均匀、温度分布均匀。

2）计量

保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。

3）塑化效果和能力

柱塞式射出机、螺杆式射出机（普通螺杆塑化、动力熔融）。其中螺杆式射出机的塑化能力强于柱塞式射出机。

2.射出充模

1）流动充模

射出过程中注塑压力和速度的变化。

射出压力与熔体温度、熔体流速的关系。

射出压力与熔体充模特性（充模流动形式和充模速度）的关系。

2）保压补缩

保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。

保压力、保压时间和模腔压力之间的关系会影响制件的密度、收缩及表面缺陷。

射出成形加工考虑要点

1.模具成形温度

模温过低：熔体流动性差，制件上产生较大应力、熔接痕，表面质量差。

模温过高：冷却时间、收缩率、翘曲变形均增大。

模温影响射出的成型性、成型效率、制品品质。尤其对流动性、尺寸安定性、表面光泽及内应力有绝对影响.

2. 塑料温度

若低于黏流温度：不利于塑化，熔料黏度大，成型困难，易出现熔接痕，表面无光泽或缺料。

若高于热分解温度：引起热降解，导致之间物理和力学性能变差。

3. 螺杆回转速度

当进料时，螺杆回转并在背压作用下向后

退，其回转速度将主要影响螺杆对物料的塑化能

力，此外对料温也会产生影响。

螺杆转速达到一定数值后，综合塑化效果下

降。

图4. 注嘴结构

4.背压设定

与螺杆转速一起影响螺杆对物料

的塑化效果，要综合考虑背压力和螺杆

转速的设定。

背压大而螺杆转速小时会发生逆

流。图2. 螺杆转速与塑化效果的关系

背压过小会使空气进入螺杆前端。

5.射出成形压力

若射出压力过小：模腔压力不足，熔体难

以充满模腔。

若射出压力过大：涨模、溢料，压力波动

较大，生产难于稳定控制，制件应力增大。

射出压力确定原则：根据条件，射出压力

图3. 背压油缸结构

尽量高，有助于提高充模速度、熔接痕强度，

防止缺料，使收缩率减小；但同时要注意避免喷射流动。

6. 射出成形速度

若射出速度过小：制件表层冷却快，易发生缺料、分层和熔接痕

若射出速度过高：维持熔体温度，减小熔体黏度，制件比较密实均匀容易产生喷射，在排气不良时会使制件灼伤或热降解

同时应当注意要改变聚合物黏度时应根据聚合物黏度对温度敏感性和对剪切速率敏感性两个因素确定注射温度和注射速度。

6.保压力和保压时间

若保压力不足：压力无法充分传递，易产生成型缺陷。

若保压时间不足：熔体倒流，制件内部真空泡，凹陷。

保压时间的确定：确定保压力和注射温度条件后，根据试验效果确定。

关键成型工艺条件：注塑温度、注塑压力、注塑速度

成型条件调试

在调试成形条件时，先根据经验将射出阶段分为若干小段，可以先将各段压力和速度设定为经验值，然后主要通过改变各段转换时螺杆所处位置的值来确定成形条件，当无法满足要求时，将压力和速度值作调整，在次调节螺杆位置。

当各段压力、速度、螺杆位置基本确定后，根据此时制件质量在确定保压力和保压时间。

注塑实例（打印机某部件）

图6. 注塑速度和压力设定曲线

图7. 注塑速度和压力设定曲线和实测曲线比较

图5. 注塑过程中压力分布示例

图8. 该过程中螺杆位置变化及其它相应动作

本节中，我们引用一个打印机部件的成型作为实例，来说明成型条件调试的过程。

该过程中螺杆位置变化及其它动作

注射速度和压力的关系

以我们的经验来看，压力和速度应该是成正比的。

但从图6速度和压力曲线可以看出，二者没有必然联系，这是因为：成型产品所用塑胶的特性和产品的结构对速度的要求和对压力的要求是相互独立的，例如有的塑胶成型时要得条件是高速低压，还有的塑胶成型时需要低速高压。

所以在注塑机台中，注塑的速度和压力分别由两个系统进行控制，这样我们就可以分别设定速度和压力成型曲线。

在实际操作中，速度和压力不可避免的要互相影响，其它条件一定时，压力越大速度越大，有时我们会利用这一特性调试成形条件。

图9. 不同程度的短射产品

通过短射追踪模腔塑胶流动轨迹

在成形条件的确认过程中，我们会通过不同程度的短射制品来分析熔融的塑胶在模腔中的流动状况。

短射的程度通过螺杆位置曲线设定来确定。我们可以分段式控制各项成型条件，将螺杆一定行程后的压力或速度设为零，则注塑时螺杆走过这一段行程后停止运动，形成制件的短射，通过控制此段行程的长度可以控制短设程度。

通过不同程度的短射制件我们可以看出溶胶在模腔中的流动轨迹，找出产品成型的最佳条件。同时可以确定，溶胶在哪些位置发生熔接，那些位置难以成型等。

注塑用原材料及其特性

塑料制件的选材应考虑以下几个方面，以判断其是否满足使用要求。1．塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性。

2．必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。

3．成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性和热敏性等。

4．塑料的物理性能，如对使用环境变化的适应性、光学特性、绝缘或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度。

5．塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）的耐性、卫生程度以及使用上的安全性。