注塑成型的工艺条件基础知识

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-29 20:12:24点击率：

   成型是一门工程技术，它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。注射成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间。
     一、温度控制
    1、料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度，同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的，因而选择料筒温度也不相同。
    2、喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒温度的，这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵*，或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能
    3、模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。
    二、压力控制：注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量。
     1、塑化压力：（背压）采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中，塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变，则增加塑化压力时即会提高熔体的温度，但会减小塑化的速度。此外，增加塑化压力常能使熔体的温度均匀，色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般操作中，塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好，其具体数值是随所用的塑料的品种而异的，但通常很少超过20公斤/平方厘米。
     2、注射压力：在当前生产中，几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力（由油路压力换算来的）为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。
     三、成型周期
     完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：
成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。
     注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5~10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。
      一般的注塑机可以根据以下的程序作调校：
      根据原料供应商的资料所提供的温度范围，将料筒温度调至该范围的中间，并调整模温。
估计所需的射胶量，将注塑机调至估计的大射胶量的三分之二。调校倒索(抽胶)行程。估计及调校二级注塑时间，将二级注塑压力调至零。
      初步调校一级注塑压力至注塑机极限的一半(50%)；将注塑速度调至。估计及调校所需要的冷却时间。将背压调至3.5bar。清除料筒内已降解了的树脂。采用半自动注塑模式；开始注塑程序，观察螺杆的动作。
      就需要而适当调节射胶速度和压力，若要使充模时间缩短，可以增加注塑压力。如前所述，由于十足充模之前会有一个过程，充模终压力可以调至一级注塑压力的100%。压力终都要调得够高，使可以达到的大速度不受设定压力限制。若有溢料，可以把速度减低。
每观察一个周期之后，便把射胶量及转换点调节。设定程序，使可以在级注塑时已能获得按射胶重量计算达到95-98%的充模。
       当级注塑的注射量、转换点、注塑速度及压力均调节妥当后，便可进行第二级的保压压力的调校程序。
     按需要适当调校保压压力，但切勿过份充填模腔。
     调校螺杆速度，确保刚在周期完成之前熔胶已完成，而注塑周期又没有受到限制。
     缩短周期时间予提高生产率
    对大部分的注塑厂商来说，注塑周期可直接影响以下两个主要目的：1、每天从机械中得到更多的制件；2、制件合乎客人的要求。
    注塑周期由以下组成：
    周期开始--螺杆开始前进，注射；
    制件浇口冷却
    螺杆开始转动--塑化行程开始
    螺杆回位完成--螺杆转动停止
    如必要的话抽胶发生
    模具打开（可能包括模芯的拉出）
    制件充分冷却便可以顶出
   顶出
   模具闭合（可能包括模芯的回位）
   模具闭上--周期重新开始。
   自动注塑周期是在持续的相同次序下，同样的事情一次又一次地重复。周期有三个主要部分：
开模时间；填充时间；模具闭合时间；保压时间
   提高生产力的目标是在极短时间内完成所有必要的动作，完成顶出，并确保模具得到保护（包括拉出和退回滑块和侧位模芯）。所以，任何，延迟开模时间的模具或注塑机的问题必须维修。另外，如每次注射的开模时间都不一样，制件将亦不一样。
注塑填充模腔（由1-2）
    以流动性较好的材料而言(如Delrin?聚甲醛，Zytel?及Zytel?ST尼龙，及Crastin?、Rynite?聚脂)，这填充时间应占整个周期1/10至1／8的时间，填充时关键的是快速及稳定的螺杆推进时间，及和稳定的注塑压力。
    当螺杆向前推进将溶体由料管经喷咀，竖流道，横流通，浇口，再射入模腔，当中会遇到阻力。这阻力是由喷咀直径、流道尺寸、浇口大小、产品厚度，以及模具排气设计所影响。
流动阻力应在模具内改善及减少，以达至填充平衡及稳定。否则由于填充不均匀而导致不同模腔所注塑的制品尺寸不同，强度不足，或外观不良。
    保压时间（2-3）
    当注塑结晶形材料时，保压时间是重要的一段过程。这段时间是由熔体填充模腔99％开始至浇口凝固为终止。模件的强度及韧性都是决定于注塑后有否保持压力到熔体上直至部件／浇口凝固。保持压力时亦要预先保留一小段的熔胶位置在螺杆前。这保压的一段就是防止熔体凝固收缩后的空洞，或浇口位置的弱处等导致模件强度不足的关键。
     冷却时间（4-7）
    当熔体进入模腔，碰到金属表面时，熔体冷却的步骤就己经开始。由于聚甲醛,尼龙，及聚碳等半结晶材料的凝固温度很高，所以需要冷却的时间便很少。若以一般模件来说，在熔胶完成后，模件应该已经有足够的冷却时间。如果在顶出模件时发现出问题的话，可慢慢将冷却时间延长，直至问题解决为止。
    开模时间（8-11）
    模具开放的时间是整个周期的重要部份，特别是对有装嵌件的<

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