注塑成型原理简介概要

注塑過程原理



1. 预塑计量过程(加料段﹐熔融段﹐计量段) 2. 注射充模过程﹕从螺杆预塑后的位置向前运 动开始的﹐将计量室中塑化好的熔体在注射油 缸推力的作用下﹐螺杆产部产生注射压力﹐使 熔体经过喷嘴流道﹐模具流道(主﹐分流道)最 后经由浇口充满模腔 3.熔体在喷嘴中的流动 4.熔体中模腔中的流动 5 增密与保压过程 6. 冷却定型过程
加料口
(Filling) Throat
Force, Torque From Injection Unit
料筒
熔融段
回转力矩 和背压
Shot Rotation and Back Pressure
出量
Screw Rotation Feeds and Shears
Material Into a Melt. Melt Collects Into Front of Barrel, Forcing Screw Back
1.注射量
2.计量行程(预塑行程)


ห้องสมุดไป่ตู้
每次注射程序终止后﹐螺杆是处在料筒的最前位置 ﹐当预塑程序达到时﹐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行程﹐或预塑行程。 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 调整的太大﹐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﹐计量行程的重服精度 的高低会影响注射量的波动
Standard Cylinder Nozzles 标准料筒喷嘴
Heating Band 加热环
To Mold 到模具
Cylinder Bore料筒 主体
Provides Mechanical and Thermal Connection From Hot Cylinder to Colder Mold 提供从热的料筒到相对冷的模具的机械和热连接同时模具的R角也必须相互吻合
注塑成型原理简介
CE-刘晓营
2009-09-15
1.注塑成型原理简介 2.不良现象分析及改善 3.其他相关知识
注塑成型的三大决定因素﹕
1.注塑机
2.模具
3.工艺条件
注塑机
立式注塑机
機 械
3 進 料 管 道 及 料 斗
外
形
示
1 射 出 油 缸
意
2 油 壓 馬 達 板
圖
14 高 壓 關 模 限 動 幵 關
13 關 模 限 動 幵 關
12 幵 模 限 動 幵 關
11 油 箱
10 下 模 板
5 上 模 板
7 射 出 限 動 幵 關
4 料 管
8 油 壓 回 路
15 油 壓 表
16 計 時 表 6 電 控 箱 17 冷 卻 器
9 馬 達
卧式注塑机
機 械 外 形 示
4 上 模 架
意
圖
A:鎖模系統
3 幵 關 模 油 缸 2 安 全 護 蓋 13 顯 示 屏 1 安 全 門 6 螺 杆 5 電 熱 偶
名词解释


1．热塑性塑料 加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的， 可以反复进行。聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳 酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚， 氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都 是线型或带支 链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动．冷却变硬的过 程是物理变化。 2．热固性塑料 第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化 学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已 不能再变软流动了。正是借助这种特性进 行成型加工，利用第一次加热 时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形 状和尺寸的制 品。这种材料称为热固性塑料。 热固性塑料的树脂固化前是线型或带支 链的，固化后分子链之间形成化学键，成为 三度的网状结构，不仅不能 再熔触，在溶剂中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲 醒、环氧、不 饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。
二.注塑机的工作过程
mold
頂出 SERVO MOTOR
注塑机的各部分功能
1.合模系统 2.注射系统 3.加热冷卻系统 4.液压系统 5.润滑系统 6.电控系统 7.安全保护系統

三.注塑周期与工作循环
闭模→注射座前进→注射保压→预
塑计量→冷却→开模→顶出制品等 程序组成
8.注射压力与保压压力
注射压力Pi是指注射时﹐在螺杆头部(计量室) 建立的熔体压强。注射压力是注射油缸施于 螺杆上的总推力。 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﹐只有在注射塑机 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。如果注射压力调定过 低会导致模腔压力不足﹐熔体不能充满模腔 ﹔反之﹐如果调整过大﹐不仅会迁成制品溢 边﹐胀模等不良现象﹐还会造成压力波动﹐ 甚至系统过载
11 料 斗 烘 乾 机
C:射出系統
12 烘 乾 電 箱
9 警 報 器
7 護 蓋
10座進退油缸導柱
8 射 出 油 缸
17油壓表, 背壓表
16 電 流 表
18 蜂 鳴 器
15 散 熱 風 扇
14 電 熱 安 培 表
B:油壓馬達系統
D:電氣系統
模具
实体图
三维模型图
模具各部分
模具示意图——两板模
頂板 型芯 導柱 頂針 動 模 板 座 拉 料 杆 型 腔 澆注系統
缓冲垫
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﹐使计量中熔体的比容增加﹐内压下降 ﹐防止熔体从计量室向外流出(通过喷嘴或间隙)。 这个后退动作称防流延动作﹐后退距离称防延量或 防流延行程。防流延还有一个目的是在注射喷嘴不 退回进行预塑时﹐降低喷嘴流道系统压力﹐减小内 应力﹐并在开模时容易抽出料把。 防流延量可视聚合物粘度﹐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。
Injection Molding
Radius 半径
Nozzle 喷嘴
Sprue Bushing 主流道衬套
主流道衬套孔口要比喷嘴口径大0.8mm﹑尽可能地短
加料段 螺杆有多種类型分別为了滿足各種產品在生 料斗 產中所使用不同种原料而制作
Hopper
加热
Heating Coils Nozzle Barrel Screw 螺杆
5.螺杆转速

螺杆转速还影响注塑物料在螺杆中输送和塑化的热压 过程和剪切效应﹐因此它是影响塑化能力﹐塑化质量 和成型周期等因素的重要参数 无论结晶型聚合物还是非结晶型聚合物﹐随着转速提 高塑化能力会增加 提高螺杆转速﹐塑化质量有所下降﹐延流量加大﹐熔 融温度的均匀性却有所改善。 螺杆转速的提高﹐熔体温度也有所提高 对不同聚合物进行预塑时螺杆扭矩均随螺杆转速的提 高而加大。 螺杆转速的提高﹐剪切作用加强﹐所以使粘性耗散能 量加大﹐而外部热能量却下降。
缓冲垫
注射
注塑工艺参数
一.注塑参数




1. 注射量 2. 计量行程 3. 余料量 4. 防延量 5. 螺杆转速 6. 塑化量 7. 预塑背压 8. 注射压力与保压压力 9. 注射速率 10. 注射功率
温度
时间
压力
注塑参数




1.注射量 注射量是指注塑机螺杆在注射时﹐向模具内所注射的 物料的熔体量(g).因此﹐注射量是由聚合物的物理性能 及螺杆在料筒中的推进容积来确定的。 即﹕注射量=螺杆推积容积×ρ×C 式中 ρ---常温下注塑物料密度 (g/cm3) C---注塑温度下﹐物料体积膨胀率校正系数﹐ 对结晶型聚合物C＝0.85,对非结晶型聚合物C=0.93. 注塑机不可用来加工小于注射量1/10或超过注射量70 ％的制品
6.塑化量

(1) 用最短计量時间来確定﹐当注射量一 定时﹐塑化量应由最短计量时间来决定
塑化量=注射量×3600/最短计量时间 ×1000(kg/h)

(2) 由聚合物总热容量估算
7.预塑背压





预塑时的背压简称背压(Pa或kgf/cm2),表示螺杆在预塑时计量室中熔 体的压强。预塑时﹐只有螺杆头部的熔体压力﹐克服了螺杆后退时 的系统阻力之后﹐螺杆才能后退。在此系统阻力中﹐除了螺杆和料 筒中的阻力外还有注射油缸的回油阻力。 温升随背压增加而提高﹐并在一定背压条件下﹐温升与计量行程呈 非线性增长的关系。因为背压增加了熔体内压力﹐加强了剪切效果 ﹐形成剪切热﹐使大分子热能增加﹐从面提高了熔体的温度。 背压的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﹔过高的背压会 使剪切热过高或剪切应力过大同﹐使高分子物料发生降解而严重影 响到制质量量 背压的调整应考虑高分子物料的性质以及制品表观质量和尺寸精度。 背压 多级调整常态和转速相匹配
定模板座
導柱
頂針
產品
模具示意图——三板模
導套 導柱 定模板
型芯
型腔
產品
定 位 圈
定模板
推件板
中間板
彈料板
膠 口 套
塑料颗粒
定义和分类
塑料 是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚 合） 为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着 色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成 型的材料。 按理化特性分类 根据各种塑料不同的理化 特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两 种类型。 按使用特性分类 根据名种塑料不同的使用特 性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑 料三种类型。
3.余料量

螺杆注射完成了之后﹐并不希望把螺杆头部熔料全 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嘴接触发生机械破损 事故﹐另一方面﹐可通过此余料垫来控制注射量的重 服精度﹐达到稳定注塑制品的目的。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(35mm).可通过螺杆注射终止的极限位置来控制缓冲量 的。
名词解释


1．非结晶型塑料（无定型塑料） 树脂大分子的排列是无序 的。这种塑料，由于树脂分子链的结构持点，或因热力学原 因，或成型过程工艺条件范围的限制，分子链不会产生有序 的整齐堆砌形成结晶结 构，而呈现无规则的随机排列。在纯 树脂状态，这种塑料是透明的。 2．结晶型塑料 树脂大分子排列呈现出三向远程有序。从熔 融状态冷却变为制品过程中，树脂的分子链能够有序地紧密 堆砌产生结晶结构。一般所谓的结晶型塑料，实际上都是半 结晶的．不像低分子晶体(例如Nacl)那样能产生100％的结 晶度。树脂大分子链排列呈现出无定形相与结晶柏共存的状 态。成型条件对结晶和晶态结构有明显影响，从而对制 品性 能有明显影响。结晶结构只存在于热塑性塑料中。

8.注射压力与保压压力


在注射时﹐注射压力熔体必须克服从喷嘴﹐流道﹐浇口﹐型 腔的压力损失﹐才能充满型腔。而总压力损失包括两部分﹕ 一部分是总动压损失﹔另一部分是总静压损失。各段动压力 损失是发生注射流动期间﹐动压损失与模具温度关系不大﹐ 但与熔体温度及流率成正比﹐也与各段长度﹐断面尺寸及流 变性质有关。各段静压力损失是指注射和保压流动之后的压 力损失﹐它与熔体的温度﹐模腔温度和喷嘴压力有关。 保压压力---在注射压力作用下,熔体充满模腔之后,制品在模 内边冷边收缩,为了补缩需要继续维持熔体流动的注射压力称 为保压压力。
8.注射压力与保压压力



1).注射压力转换到保压压力值时﹐动作切换太慢﹐充 模时发生了过分充填现象﹐会出现象模腔溢边﹐导致 供料不足﹐使模内压力太低﹐制品不密实﹐发生凹陷 ﹐机械性能降低等不良现象。 2).注射充模时间设定太短﹐发生充填不足﹐模内缺料 现象。 3).保压时间设定不够﹐由于保压压力的过早切换﹐模 内熔体在浇口冻封之前发生倒流导致制品由于补缩不 足而出现孔穴﹐凹陷以及内部质量下降等缺陷。 4).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﹐建立保 压流动时行有效地补缩﹐也会使模内压力不足﹐给制 品带来各种缺陷。
通过螺杆回转，熔体聚集 于料筒前部，反作用力使 螺杆后退。
计量段
Shot
注射压力
Injection Pressure
Melt Required to Fill Mold Ready for Injection
前端所加好的料就是将要注入模具内的熔体
注射
Cushion
保压
Packing Pressure