塑料注射成型.
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注射成型原理
模具
成型方法简介
1. 注射成型也称注塑,是塑料的一种重要成型 方法。
2. 适用原料:
除极少数几种热塑性塑料外,几乎所有的热塑 性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某 些热固性塑料,如酚醛塑料等。
3. 成型周期
注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的 长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成 型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件 等。
(3)螺杆预塑化过程是一边转动,一边后退。其后退行程应由 注射制品的体积大小决定,一般物料要过量一些。
注射工艺参数的设置
温度、压力、时间 料筒温度
一、温度
喷嘴温度
模具温度
料筒温度
料筒温度 选择
结晶性塑料 Td>T>Tm 无定形塑料 Td>T>Tf
Tf ( Tm)~Td较窄的塑料:料筒的温度选择应偏低。
设定多级注射程序的方法
1、一般的塑件注塑时至少要设定三段或四段射胶才是比较科学的。水口流 道为第一段、进浇口处为第二段、产品进胶到90%左右时为第三段、剩余的 部分为第四段(亦称末段)。
2、对于结构简单且外观质量要求不高的胶件注塑时,可采用三段射胶的程 序。但对结构比较复杂、外观缺陷多、质量要求高的胶件注塑时,需采用 四段以上的射胶控制程序。
注塑成型特点
1. 生产周期短、生产效率高; 2. 能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品; 3. 成型塑料品种多; 4. 易于实现自动化。
因此广泛用于各种塑料制品的生产。 其成型制品占目前全部塑料制品的20~30 %。注射成型是一种比较先进的成型工艺, 目前正继续向着高速化和自动化方向发展。
塑料注射成型原理
模温控制
物料加热
电加热
熔体在模 腔中冷却 成型
无定型塑料:熔体进入模腔后,随温度的不断降低而固化, 并不发生相的转变,模温主要影响冲模速率。
结晶性塑料: 模温一般中等,其冷却速度中等,塑料分子 链的结晶及取向适中。
二、压力参数
注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种,这些压 力都直接影响塑料的塑化和制品质量。
一、塑料注射成型机的主要技术参数
注射量 注射压力 注射速度 塑化能力 合模力 合模装置的基本尺寸
注射量:
注射量是指机器对空注射条件下,注射螺杆或柱塞作一次最大 注射成型时,注射装置所能达到的最大注射量。
表示方法
质量 体积
我国注射机生产情况,注射量规定为16~40000cm3 。
注射压力:
注射压力是指在注射时,螺杆或柱塞端面处作用于熔料单 位面积的力,其单位为MPa。
塑化压力(背压):指采用螺杆式注射成型时,螺杆顶部熔料在 螺杆旋转后退时所受到的压力。
增加背压: 好处为由于剪切作用的加强会使熔体温度升高,改善温度 的均匀性和熔料的混炼效果,便于排出熔体中的气体; 缺点是将使熔体在螺杆的逆流与漏流增加,使塑化速率减 小,易造成塑料的降解。
注射压力:指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。
成型周期 完成一次注射过程所需的时间称成型周期,也称模塑周期。
成型周期
充模时间(柱塞或螺杆前进时间) 注射时间
保压时间(柱塞或螺杆停留在前进位置的 时间)
闭模冷却时间(包括柱塞后撤或螺杆转动后退)的时间)
其它时间(开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件、闭模)
成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率,生产中 应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各时间。
加料过多:受热时间过长,容易引起物料的热分解, 注射机功率消耗增加。 加料过少:料筒内缺少传压物质,模腔中塑料熔体压 力降低,难于补塑,易引起制品收缩、凹陷、空洞等 缺陷。
2.塑化
加入的塑料在料筒中进行加热,由固体粒子变成熔体, 经过混合和塑化后,塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤 至料筒的前端。
3.充模
注射压力
保压压力wenku.baidu.com
保压作用:对型腔内的熔体进行压实,是塑料紧贴于模壁以获得 精确的形状,使不同时间和不同方向进入型腔同一部位的塑料熔 合成一个整体,补充冷却收缩。
保压与射出两个阶段区别在于:射出时型腔未满,压力可 以释放,不存在压力太大的变化,以速度控制为主。而保 压阶段型腔已打满,材料流动速度已无法控制,而以压力 大小来控制。
U=
S t
V=
Q t
合理地提高注射速度:能减少熔料在模内的温差,改善压力 传递效果,保持制品密度均匀和制品精度,缩短生产周期。
注射速度过高:(1)熔料离开喷嘴后产生不规则流动,产生大 的剪切热,易焦烧物料;(2)高速注射时,模内的气体来不及 排出,夹杂在物料中严重影响制品质量。
塑化能力
是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的千克数。
塑料注射成型
挤出成型产品示例
注射成型产品示例
什么是塑料 注射成型?
概述
注射成型是将塑料加热熔融塑化后,在 柱塞或螺杆加压下,物料通过机简前端 的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内, 经过冷却定型后,开启模具即得制品。 这种成型方法是一种间歇式的操作过程, 可生产结构复杂的制品,其成型制品占 目前全部塑料制品的20~30%,是塑料 成型加工中重要方法之一。
保压压力
保压压力高
长处:密度较高,尺寸收缩小,力学性能较好的制品。
缺点:脱模后的制品内残余应力较大,压缩强烈的制 品在压力解除后还会产生较大的回弹,可能卡在型腔
内,造成脱模困难。
注射压力与熔料温度
塑料原料注射成型面积图
三、成型周期
一般地,注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、 脱模等步骤。 1.加料 注射成型是一间歇过程,保持定量加料,以保证操作 稳定,塑料塑化均匀,获得良好制品。
经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。 4.补塑 在模具中熔体冷却收缩时,继续保持施压状态的柱塞 或螺杆,迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具 中。
5.保压 使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。
6.退回柱塞或螺杆,加入新料
7.冷却 卸除料筒中塑料的压力,通冷却水、油等冷却介质, 对模具进一步冷却。 8.脱模 冷却到所需温度,可用人工或机械的方式脱模。
注射压力作用:克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等阻力。
注射 压力
注射压力过大,制品可能产生毛边,脱模困难,影响制品 的表观质量,甚至内应力较大;对注塑机的影响也较大。
注射压力过低,则会造成熔料难以充满模腔,甚至不能成型。
注射速度、注射速率、注射时间
注射速度(U)是指注射时螺杆或柱塞移动; 注射速率(V)是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量; 注射时间是指螺杆或柱塞作一次注射量所需要的时间。
克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力, 作用:
使熔体具有一定充满型腔的速率。
注射压力与制品成型关系
注射压力增大,塑料的充模速度加快,流动长度增加,制品中熔 接强度提高,制品的重量可能增加,制品的大多数物理机械性能 均有所提高。
成型大尺寸,形状复杂,薄壁制品,熔体粘度大,Tg高的,则宜选 择较高的注射压力,但需退火处理,以消除高压下产生的内应力。
充模时间直接反比于充模速率,一般3~5s; 保压时间:即对型腔中塑料的压实时间,一般20~120s; 冷却时间:决定于制品厚度及塑料性能,一般30~120s。
四、多级注塑
多级注塑:在一个注射过程中,螺杆向模具推进熔体时,要求实现在 不同位置上的有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。
多级注射控制程序可以根据流道的结构、浇口的形式及注塑件结构的不 同,来合理设定多段注射压力、注射速度、保压压力和熔胶方式,有利 于提高塑化效果、提高产品质量、降低不良率及延长模具/机器寿命。
3、设定几段射胶程序,一定要根据流道的结构、浇口的形式/位置/数量/ 大小、注塑件结构、产品质量状况及模具的排气效果等因素进行科学分析、 合理设定。
注塑机的操作
一、了解所需的注塑信息 二、按照工艺卡的数据设置工艺参数 三、料筒的清洗
二、塑料注射工艺过程
1.基本工艺过程
喷嘴中心与模具流道 中心一致完全吻合
合模
注射座前移
注射 保压
顶出制品
开模
制品冷却
注射座后移 塑化 螺杆后退
行程周期说明:
(1)为缩短成型周期,聚合物在螺杆内内的预塑化与制品在模具 内的保压冷却不仅同时进行,且预塑化时间应稍小于冷却时间;
(2)注射装置是否需要退回,根据所加工的塑料工艺性能而定, 一般与喷嘴的温度有关。
W=3.6Q/t
W---塑化能力,kg/h Q---注射量,g t---循环时间,s
合模力
合模力是指注射机合模装置对模具所能施加的最大夹紧力。 其主要作用:使模具不被模腔压力所产生的胀模离顶开。
合模装置的基本尺寸 合模装置的基本尺寸
模板尺寸 拉杆距离 模板最大开距 动模板行程 模具最大厚度 最小厚度
Tf ( Tm)~Td较宽的塑料:料筒的温度选择应偏高。
喷嘴温度
喷嘴温度通常略低于料筒温度,喷嘴低温的影响可以从塑料 通过喷嘴注射时产生的较大摩擦热而得到补偿。
喷嘴温度不可太低,否则会使得熔料早凝而将喷嘴堵死,或 者将凝料注射入模腔中影响制品质量。
模具温度
模具温度的高低决定于塑料是否结晶、制品的尺寸、结构性能 要求以及其他工艺条件。