注塑成型介紹

 

 

注塑成型是使用塑料的熱物理性質，把物料從料斗加入料筒中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，在料筒內裝有在外動力馬達作用下驅動旋轉的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前運送并壓實，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸塑化，熔融和均化，當螺桿旋轉時，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿頭部，與此同時，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲料空間，完結塑化進程，然后，螺桿在打針油缸活塞推力的作用下，以高速、高壓將儲料室內的熔融物料通過噴嘴打針到模具的型腔中，型腔中的熔料經過保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模組織的作用下，開啟模具，并通過頂出設備把定型好的制品從模具頂出落下。

 

注塑成型機簡稱注塑機。

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按合模部件與打針部件裝備的型式有臥式、立式、角式三種。

 

（1）臥式注塑機：臥式注塑機是最常用的類型。其特點是打針總成的中心線與合模總成的中心線同心或一致，并平行于設備地上。它的優點是重心低、作業平穩、模具設備、操作及修理均較便利，模具開檔大，占用空間高度小；但占地上積大，大、中、小型機均有廣泛應用。

 

（2）立式注塑機：其特點是合模設備與打針設備的軸線呈一線擺放并且與地上筆直。具有占地上積小，模具裝拆便利，嵌件設備簡單，自料斗落入物料能較均勻地進行塑化，易實現自動化及多臺機自動線辦理等優點。缺點是頂出制品不易自動掉落，常需人工或其它方法取出，不易實現全自動化操作和大型制品打針；機身高，加料、修理不便。二手注塑機回收

 

 （3）角式注塑機：打針設備和合模設備的軸線互成筆直擺放。依據打針總成中心線與設備基面的相對方位有臥立式、立臥式、平臥式之分：①臥立式，打針總成線與基面平行，而合模總成中心線與基面筆直；②立臥式，打針總成中心線與基面筆直，而合模總成中心線與基面平行。角式打針機的優點是兼備有臥式與立式打針機的優點，特別適用于開設側澆口非對稱幾許形狀制品的模具。

 

 

 

 

 

 

 

注塑機依據打針成型工藝要求是一個機電一體化很強的機種，首要由打針部件、合模部件、機身、液壓體系、加熱體系、操控體系、加料設備等組成。如下圖

 

 

 

注塑工藝流程

 

注塑成型工藝進程首要包含合模—填充—保壓—冷卻—開模—脫模等6個階段。這6個階段直接決定著制品的成型質量，并且這6個階段是一個完好的連續進程。

 

填充階段

 

填充是整個注塑循環進程中的第一步，時刻從模具閉合開端注塑算起，到模具型腔填充到大約95%停止。理論上，填充時刻越短，成型效率越高；但是在實踐生產中，成型時刻（或注塑速度）要受到很多條件的限制。

 

高速填充。高速填充時剪切率較高，塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的景象，使全體活動阻力下降；局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因而在活動操控階段，填充行為往往取決于待填充的體積巨細。即在活動操控階段，由于高速填充，熔體的剪切變稀作用往往很大，而薄壁的冷卻作用并不顯著，所以速率的效用占了優勢。

 

低速填充。熱傳導操控低速填充時，剪切率較低，局部粘度較高，活動阻力較大。由于熱塑料彌補速率較慢，活動較為緩慢，使熱傳導效應較為顯著，熱量敏捷為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現象，固化層厚度較厚，又進一步添加壁部較薄處的活動阻力。

 

由于噴泉活動的原因，在活動波前面的塑料高分子鏈排向簡直平行活動波前。因而兩股塑料熔膠在交匯時，接觸面的高分子鏈相互平行；加上兩股熔膠性質各異（在模腔中滯留時刻不同，溫度、壓力也不同），形成熔膠交匯區域在微觀上結構強度較差。在光線下將零件擺放恰當的角度用肉眼觀察，能夠發現有顯著的接合線發生，這就是熔接痕的形成機理。熔接痕不只影響塑件外觀，并且其微觀結構松懈，易形成應力集中，從而使得該部分的強度下降而發生斷裂。

 

一般而言，在高溫區發生熔接的熔接痕強度較佳。由于高溫景象下，高分子鏈活動性相對較好，能夠相互穿透環繞，此外高溫度區域兩股熔體的溫度較為接近，熔體的熱性質簡直相同，添加了熔接區域的強度；反之在低溫區域，熔接強度較差。

 

保壓階段

 

保壓階段的作用是繼續施加壓力，壓實熔體，添加塑料密度（增密），以補償塑料的縮短行為。在保壓進程中，由于模腔中現已填滿塑料，背壓較高。在保壓壓實進程中，注塑機螺桿僅能慢慢地向前作細小移動，塑料的活動速度也較為緩慢，這時的活動稱作保壓活動。由于在保壓階段，塑料受模壁冷卻固化加速，熔體粘度添加也很快，因而模具型腔內的阻力很大。在保壓的后期，資料密度繼續增大，塑件也逐漸成型，保壓階段要一直繼續到澆口固化封口停止，此刻保壓階段的模腔壓力到達最高值。

 

在保壓階段，由于壓力恰當高，塑料出現部分可壓縮特性。在壓力較高區域，塑料較為密實，密度較高；在壓力較低區域，塑料較為疏松，密度較低，因而形成密度分布隨方位及時刻發生變化。保壓進程中塑料流速極低，活動不再起主導作用；壓力為影響保壓進程的首要因素。保壓進程中塑料現已充滿模腔，此刻逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質。模腔中的壓力憑借塑料傳遞至模壁表面，有撐開模具的趨勢，因而需求恰當的鎖模力進行鎖模。漲模力在正常景象下會輕輕將模具撐開，關于模具的排氣具有協助作用；但若漲模力過大，易形成成型品毛邊、溢料，甚至撐開模具。因而在挑選注塑機時，應挑選具有足夠大鎖模力的注塑機，以防止漲模現象并能有效進行保壓。

 

在新的注塑環境條件下，我們需考慮一些新的注塑工藝，比如說氣輔成型，水輔成型，發泡注塑等

 

冷卻階段

 

在注塑成型模具中，冷卻體系的規劃非常重要。這是由于成型塑料制品只要冷卻固化到必定剛性，脫模后才干防止塑料制品因受到外力而發生變形。由于冷卻時刻占整個成型周期約70%～80%，因而規劃良好的冷卻體系能夠大幅縮短成型時刻，進步注塑生產率，下降本錢。規劃不妥的冷卻體系會使成型時刻拉長，添加本錢；冷卻不均勻更會進一步形成塑料制品的翹曲變形。

 

依據實驗，由熔體進入模具的熱量大體分兩部分發出，一部分有5%經輻射、對流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過熱傳導經模架傳至冷卻水管，再通過熱對流被冷卻液帶走。少量未被冷卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導，至接觸外界后散溢于空氣中。

 

注塑成型的成型周期由合模時刻、充填時刻、保壓時刻、冷卻時刻及脫模時刻組成。其中以冷卻時刻所占比重最大，大約為70%～80%。因而冷卻時刻將直接影響塑料制品成型周期長短及產值巨細。脫模階段塑料制品溫度應冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度，以防止塑料制品因殘余應力導致的松弛現象或脫模外力所形成的翹曲及變形。

 

影響制品冷卻速率的因素有：

 

塑料制品規劃方面。首要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷卻時刻越長。一般而言，冷卻時刻約與塑料制品厚度的平方成正比，或是與最大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷卻時刻添加4倍。

 

模具資料及其冷卻方法。模具資料，包含模具型芯、型腔資料以及模架資料對冷卻速度的影響很大。模具資料熱傳導系數越高，單位時刻內將熱量從塑料傳遞而出的作用越佳，冷卻時刻也越短。

 

冷卻水管裝備方法。冷卻水管越接近模腔，管徑越大，數目越多，冷卻作用越佳，冷卻時刻越短。

 

冷卻液流量。冷卻水流量越大（一般以到達紊流為佳），冷卻水以熱對流方法帶走熱量的作用也越好。

 

冷卻液的性質。冷卻液的粘度及熱傳導系數也會影響到模具的熱傳導作用。冷卻液粘度越低，熱傳導系數越高，溫度越低，冷卻作用越佳。

 

塑料挑選。塑料的是指塑料將熱量從熱的當地向冷的當地傳導速度的量度。塑料熱傳導系數越高，代表熱傳導作用越佳，或是塑料比熱低，溫度簡單發生變化，因而熱量簡單散逸，熱傳導作用較佳，所需冷卻時刻較短。

 

加工參數設定。料溫越高，模溫越高，頂出溫度越低，所需冷卻時刻越長。

 

冷卻體系的規劃規則:

 

所規劃的冷卻通道要保證冷卻作用均勻而敏捷。

 

規劃冷卻體系的目的在于保持模具恰當而有效率的冷卻。冷卻孔應使用規范尺度，以便利加工與組裝。

 

規劃冷卻體系時，模具規劃者有必要依據塑件的壁厚與體積決定下列規劃參數——冷卻孔的方位與尺度、孔的長度、孔的品種、孔的裝備與連接以及冷卻液的活動速率與傳熱性質。

 

脫模階段

 

脫模是一個注塑成型循環中的最終一個環節。雖然制品現已冷固成型，但脫模還是對制品的質量有很重要的影響，脫模方法不妥，可能會導致產品在脫模時受力不均，頂出時引起產品變形等缺點。脫模的方法首要有兩種：頂桿脫模和脫料板脫模。規劃模具時要依據產品的結構特點挑選適宜的脫模方法，以保證產品質量。

 

關于選用頂桿脫模的模具，頂桿的設置應盡量均勻，并且方位應選在脫模阻力最大以及塑件強度和剛度最大的當地，避免塑件變形損壞。

 

而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的通明制品的脫模，這種組織的特點是脫模力大且均勻，運動平穩，無顯著的留傳痕跡。