注塑成型工藝流程及工藝參數(shù)

1、1注塑成型工藝流程及工藝參數(shù)注塑成型工藝流程及工藝參數(shù)塑件的注塑成型注塑成型工藝過(guò)程主要包括填充——保壓——冷卻——脫模等4個(gè)階段，這4個(gè)階段直接決定著制品的成型質(zhì)量，而且這4個(gè)階段是一個(gè)完整的連續(xù)過(guò)程。1、填充階段、填充階段填充是整個(gè)注塑循環(huán)過(guò)程中的第一步，時(shí)間從模具閉合開(kāi)始注塑算起，到模具型腔填充到大約95%為止。理論上，填充時(shí)間越短，成型效率越高，但是實(shí)際中，成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約。高速填充。如圖12所示，高速填

2、充時(shí)剪切率較高，塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形，使整體流動(dòng)阻力降低；局部的粘滯加熱影響也會(huì)使固化層厚度變薄。因此在流動(dòng)控制階段，填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動(dòng)控制階段，由于高速填充，熔體的剪切變稀效果往往很大，而薄壁的冷卻作用并不明顯，于是速率的效用占了上風(fēng)。?低速填充。如圖13所示，熱傳導(dǎo)控制低速填充時(shí)，剪切率較低，局部粘度較高，流動(dòng)阻力較大。由于熱塑料補(bǔ)充速率較慢，流動(dòng)較為緩慢，使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯，熱量迅

3、速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象，固化層厚度較厚，又進(jìn)一步增加壁部較薄處的流動(dòng)阻力。?由于噴泉流動(dòng)的原因，在流動(dòng)波前面的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動(dòng)波前。因此兩股塑料熔膠在交匯時(shí)，接觸面的高分子鏈互相平行；加上兩股熔膠性質(zhì)各異（在模腔中滯留時(shí)間不同，溫度、壓力也不同），造成熔膠交匯區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差。在光線下將零件擺放適當(dāng)?shù)慕嵌扔萌庋塾^察，可以發(fā)現(xiàn)有明顯的接合線產(chǎn)生，這就是熔接痕的形成機(jī)理。熔接痕不僅影響塑件外觀，同時(shí)由于

4、微觀結(jié)構(gòu)的松散，易造成應(yīng)力集中，從而使得該部分的強(qiáng)度降低而發(fā)生斷裂。一般而言，在高溫區(qū)產(chǎn)生熔接的熔接痕強(qiáng)度較佳，因?yàn)楦邷厍樾蜗?，高分子鏈活?dòng)性較佳，可以互相穿透纏繞，此外高溫度區(qū)域兩股熔體的溫度較為接近，熔體的熱性質(zhì)幾乎相同，增加了熔接區(qū)域的強(qiáng)度；反之在低溫區(qū)域，熔接強(qiáng)度較差。2、保壓階段、保壓階段保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實(shí)熔體，增加塑料密度（增密），以補(bǔ)償塑料的收縮行為。在保壓過(guò)程中，由于模腔中已經(jīng)填滿塑料，背壓較高。在保壓壓

5、實(shí)過(guò)程中，注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作微小移動(dòng)，塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢，這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓流動(dòng)。由于在保壓階段，塑料受模壁冷卻固化加快，熔體粘度增加也很快，因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大，塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止，此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。在保壓階段，由于壓力相當(dāng)高，塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域，塑料較為密實(shí)，密度較高；在壓力較低區(qū)域，塑料較為疏松，密度較低，因此造

6、成密度分布隨位置及時(shí)間發(fā)生變化。保壓過(guò)程中塑料流速極低，流動(dòng)不再起主導(dǎo)作用；壓力為影響保壓過(guò)程的主要因素。保壓過(guò)程中塑料已經(jīng)充滿模腔，此時(shí)逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。模腔中的壓力借助塑料傳遞至模壁表面，有撐開(kāi)模具的趨勢(shì)，因此需要適當(dāng)?shù)逆i模力進(jìn)行鎖模。漲模力在正常情形下會(huì)微微將模具撐開(kāi)，對(duì)于模具的排氣具有幫助作用；但若漲模力過(guò)大，易造成成型品毛邊、溢料，甚至撐開(kāi)模具。因此在選擇注塑機(jī)時(shí)，應(yīng)選擇具有足夠大鎖模力的注塑機(jī)，以防止?jié)q?，F(xiàn)象

7、并能有效進(jìn)行保壓。3冷卻階段冷卻階段在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性，脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70%～80%，因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間，提高注塑生產(chǎn)率，降低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長(zhǎng)，增加成本；冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%經(jīng)輻射、對(duì)

8、流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導(dǎo)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(guò)熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管，再通過(guò)熱對(duì)流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導(dǎo)，至3影響熔體填充壓力的因素很多，概括起來(lái)有3類：（1）材料因素，如塑料的類型、粘度等；（2）結(jié)構(gòu)性因素，如澆注系統(tǒng)的類型、數(shù)目和位置，模具的型腔形狀以及制品的厚度等；（3）成型的工藝要素。2注塑時(shí)間這里所說(shuō)的注塑時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔所需要

9、的時(shí)間，不包括模具開(kāi)、合等輔助時(shí)間。盡管注塑時(shí)間很短，對(duì)于成型周期的影響也很小，但是注塑時(shí)間的調(diào)整對(duì)于澆口、流道和型腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時(shí)間有助于熔體理想填充，而且對(duì)于提高制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義。注塑時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷卻時(shí)間，大約為冷卻時(shí)間的110～115，這個(gè)規(guī)律可以作為預(yù)測(cè)塑件全部成型時(shí)間的依據(jù)。在作模流分析時(shí)，只有當(dāng)熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動(dòng)注滿型腔的情況下，分析結(jié)果中的注塑時(shí)間才等于工藝條件

10、中設(shè)定的注塑時(shí)間。如果在型腔充滿前發(fā)生螺桿的保壓切換，那么分析結(jié)果將大于工藝條件的設(shè)定。3注塑溫度注塑溫度是影響注塑壓力的重要因素。注塑機(jī)料筒有5～6個(gè)加熱段，每種原料都有其合適的加工溫度（詳細(xì)的加工溫度可以參閱材料供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)）。注塑溫度必須控制在一定的范圍內(nèi)。溫度太低，熔料塑化不良，影響成型件的質(zhì)量，增加工藝難度；溫度太高，原料容易分解。在實(shí)際的注塑成型過(guò)程中，注塑溫度往往比料筒溫度高，高出的數(shù)值與注塑速率和材料的性能有關(guān)，最高

11、可達(dá)30℃。這是由于熔料通過(guò)注料口時(shí)受到剪切而產(chǎn)生很高的熱量造成的。在作模流分析時(shí)可以通過(guò)兩種方式來(lái)補(bǔ)償這種差值，一種是設(shè)法測(cè)量熔料對(duì)空注塑時(shí)的溫度，另一種是建模時(shí)將射嘴也包含進(jìn)去。4保壓壓力與時(shí)間在注塑過(guò)程將近結(jié)束時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，只是向前推進(jìn)，此時(shí)注塑進(jìn)入保壓階段。保壓過(guò)程中注塑機(jī)的噴嘴不斷向型腔補(bǔ)料，以填充由于制件收縮而空出的容積。如果型腔充滿后不進(jìn)行保壓，制件大約會(huì)收縮25%左右，特別是筋處由于收縮過(guò)大而形成收縮痕跡。保壓壓力一

12、般為充填最大壓力的85%左右，當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。5背壓背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)后退儲(chǔ)料時(shí)所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑料的融化，但卻同時(shí)延長(zhǎng)了螺桿回縮時(shí)間，降低了塑料纖維的長(zhǎng)度，增加了注塑機(jī)的壓力，因此背壓應(yīng)該低一些，一般不超過(guò)注塑壓力的20%。注塑泡沫塑料時(shí)，背壓應(yīng)該比氣體形成的壓力高，否則螺桿會(huì)被推出料筒。有些注塑機(jī)可以將背壓編程，以補(bǔ)償熔化期間螺桿長(zhǎng)度的縮減，這樣會(huì)降低輸入熱量，令溫度下降。不過(guò)由于這種變化的結(jié)果