探究注射成型工艺自适应优化技术的进展

探究注射成型工艺自适应优化技术的进

展

摘要：针对注塑成型过程中出现的不足，介绍了正交试验的设计方法，开展

了模具结构及工艺参数优化设计。在模具温度，保压压力下、以保压时间，模内

冷却时间为因素，用体积收缩率表示，通过使用Moldflow软件，对型腔中熔体

流动进行了仿真研究，得出了各种工艺参数对制品成型质量影响的变化趋势，得

到了最优化工艺参数组合。

关键词：注射成型；优化技术；探究

引言：当今社会快速发展，竞争日趋激烈，商品经济这个概念根深蒂固。塑

料制品在人们生活中发挥着越来越重要的作用，塑料制品生产的质量与成本控制，是塑料制品企业争夺的集中点。为了提高产品性能、降低生产成本，需要采用先

进的技术来实现这一目标，而注射成型工艺就是其中一个重要的方面。注塑成型

是塑料加工的一种主要成型方式，广泛使用。注塑成型过程涉及许多复杂而又重

要的物理过程。注塑制品具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐摩擦、易成型等优点，被广泛应用于汽车零部件制造、电子电气产品制造、家用电器制造等领域。尽管

注塑成型广泛应用于方方面面，但在实践中因缺乏经验、塑料成分结构复杂，注

塑成型工艺的影响，导致塑料件质量不过关。尤其对于一些塑料制品来说，注塑

模具是决定其质量最关键的部分之一。因此如何摆脱工艺参数试验繁杂，提高试

验成功率，由此对注塑工艺参数进行了优化，是目前各企业亟待解决的一个课题。

一、注射成型工艺产品的现状

（一）熔接痕

在注塑成型产品中，熔接痕属于一种常见外观缺陷，这种缺陷对塑料制品外

观质量有直接的影响，甚至破坏产品力学性能。熔接痕产生主要原因在于塑化室

和浇口位置的设计不合理及工艺控制不当等。充模时，当两股相对于聚合物熔体

而言，其流动前沿聚集在一起，或者当一股在通过障碍物之后又发生了聚集，由

于流动前沿的部位已降温，以致无法良好的融合，汇合时产生熔接痕，即熔接线。对于不同形状和尺寸的注塑件而言，其熔接痕都具有一定的特征和规律。一般表

现为2种：一是在制品有镶嵌件时、孔洞或制品厚度变化很大，熔体在模具中进

行着两方向的运动，交汇产生熔接痕迹。当熔体流经一个固定形状的管道时，由

于管壁温度过高造成局部熔融，从而产生了类似“短路”等熔接痕的情况。二是

在使用多个浇口的情况下，将使多股熔体通过相对运动交汇，产生熔接痕迹。熔

接痕的出现主要与材料性质有关，例如，塑料本身具有较低的玻璃化转变温度和

熔点以及较高的结晶度等。注塑成型时应尽可能减少熔接痕，对熔接痕位置进行

调控[1]。目前，对如何减少注塑模具生产过程中出现熔接痕所造成的损失还没有

明确有效的方法。对策是优化注塑成型工艺，提高注射压力和注射速度的方法等等；增设排气槽以降低熔体流动所受阻力；控制浇口的位置及浇口的数量。

（二）表面缩痕

表面缩痕是影响注塑制品质量的重要因素，主要是由注射过程中塑件产品收

缩不均匀造成的。引起表面缩痕的原因有很多，产品的结构、模具设计及注塑成

型工艺参数的选择等都会对最后的产品质量产生影响，其中对成型工艺参数的研

究得到了人们的重视。应对措施为：可通过注射后退火处理方法消除内应力；冷

却时间不足时，可采用延长冷却时间。

二、注射成型工艺优化技术

（一）模具温度

模具温度为与产品接触模的腔表壁温度。因此，在塑料产品生产过程中，必

须严格控制模具温度。模具温度取决于塑料是否具有结晶性，产品的大小和结构，性能要求等工艺条件（熔料温度，注射速率和注射压力，模塑周期等）。所以，

正确控制模具温度十分重要。模具温度对于塑料制品性能及外观质量都有较大影响。反之，模具温度过低，熔体流动性差，易发生粘流现象。一旦模具的温度超标，将导致许多不利的影响，包括产品的飞边、收缩塌陷、顶出扭曲、冷却变化

量增多以及脱模问题，甚至有可能会造成破坏，从而影响到整个制造的效果。相

反，一旦模温偏低，熔融物料的流动阻力加大，流动速度减缓，甚至连流动液的

流动都受到阻碍，从而影响到最终的成型效果。

（二）保压压力

注塑成型保压补料过程中，模腔中塑料熔体压实并流入模腔补料所需的压力

称为保压压力。保压压力是指从开始注射到冷却过程中，由于塑件收缩而使模腔

内所充液体压力大于其实际工作时产生的压力[2]。保压压力主要由模具作用在熔

体上的静压力所决定，它与产品的外形和壁厚等因素有关。

（三）保压时间

通常保压时间在20025s之间，保压时间较短、制品密度小、尺寸较大、容

易产生缩孔；保压时间过长，制品内部有较大的气孔和裂纹。保压时间过长，产

品内应力较大、强度较低、脱模难度较大。在浇注过程中，由于冷却速度不同，

导致熔体内部存在温度梯度和压力差。熔体温度高，浇口封闭时间长，保压时间

也长，反之保压时间短；在保证一定压力下，适当延长保压室长度，有利于改善

制品内部组织结构和提高制品力学性能。对厚壁产品来说保压时间需要很长，薄

壁产品保压时间可以很短。

结语：总之，研究"注塑成型工艺的优化技术"旨在帮助企业更好地控制和管

理注塑过程，并通过精确控制和精确操控，有效地提升注塑效率和质量。然而，

许多企业在正确掌控和运用“注塑成型工艺的优化技术”中提出的注塑技术方法

方面存在着许多问题，比如缺乏足够的知识和经验，从而无法有效地控制和管控

注塑过程，从而造成了大量的资源和劳动力损失，并且影响了企业的经济效益和

社会效益。这就要求我们必须了解注塑工艺设计过程中所涉及的各种知识，并能

灵活地应用于实际生产。所以，必须加强对注塑成型工艺优化技术进行深入研究，科学调机方法以及对注塑工艺参数进行优化，想迅速提升注塑工艺技术水平，降

低盲目调机注塑工艺。

参考文献：