注射成型工藝ppt課件

1、 課件12.1 概述第12章 注射成型工藝及設備12 注射成型工藝及設備 注射成型是樹脂基復合材料生產(chǎn)中的一種重要成注射成型是樹脂基復合材料生產(chǎn)中的一種重要成型方法，它適用于熱塑性和熱固性復合材料，但以熱型方法，它適用于熱塑性和熱固性復合材料，但以熱塑性復合材料應用最廣。塑性復合材料應用最廣。 注射成型 將粒狀或粉狀的纖維將粒狀或粉狀的纖維樹脂混合料從樹脂混合料從注射機的料斗送入機筒內(nèi)，加熱熔化后由注射機的料斗送入機筒內(nèi)，加熱熔化后由柱塞或螺桿加壓，通過噴嘴注入溫度降低柱塞或螺桿加壓，通過噴嘴注入溫度降低的閉合模內(nèi)，經(jīng)過冷卻定型后，脫模得制的閉合模內(nèi)，經(jīng)過冷卻定型后，脫模得制品。品。 注射成型

2、為間歇注射成型為間歇式操作過程式操作過程 課件第12章 注射成型工藝及設備圖12-1 注射成型工藝原理示意圖1-模具；2-噴嘴；3-料筒；4-分流梭；5-料斗；6-注射柱塞12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設備SZL-125克 12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設備名稱名稱 項目項目SZL-125gAB注注射射裝裝置置螺桿直徑螺桿直徑mm4042理論注射容積理論注射容積cm3 150165注射量（注射量（PS） g140154注射壓力注射壓力MPa150135螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速r/min60-12060-120注射速率注射速率g/s8592合合模模裝裝置置 合模率合模率KN6

3、00開模行程開模行程mm320容模容模mm300420拉桿有效間距拉桿有效間距mm245365頂出方式頂出方式啟頂、液頂啟頂、液頂頂出行程頂出行程mm60其其它它 油泵壓力油泵壓力MPa16電機功率電機功率kw7.5加熱功率加熱功率kw4.8機器尺寸機器尺寸mm8009502550機器重量機器重量T 1.6512.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設備注射成型相對于模壓成型的特點：注射成型相對于模壓成型的特點： (1)(1)成型周期短，物料的塑化在注射機內(nèi)完成。成型周期短，物料的塑化在注射機內(nèi)完成。(2)(2)熱耗量少熱耗量少(3)(3)閉模成型閉模成型(4)(4)可使形狀復雜的產(chǎn)品一次成

4、型可使形狀復雜的產(chǎn)品一次成型(5)(5)生產(chǎn)效率高，成本低生產(chǎn)效率高，成本低注射成型的缺點：注射成型的缺點： (1)(1)不適用于長纖維增強的產(chǎn)品，一般纖維小于不適用于長纖維增強的產(chǎn)品，一般纖維小于7mm7mm (2) (2)模具質(zhì)量要求高模具質(zhì)量要求高 注射成型工藝在注射成型工藝在CMCM生產(chǎn)中主要代替模壓成型工藝，生產(chǎn)中主要代替模壓成型工藝，近年來發(fā)展較快。近年來發(fā)展較快。 注射成型工藝發(fā)展較快：自動化、高速化、大型化注射成型工藝發(fā)展較快：自動化、高速化、大型化及微型化。及微型化。 12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設備12122 2 注射成型工藝注射成型工藝 1 1 注射成型工

5、藝原理注射成型工藝原理 FRTPFRTP和和FRPFRP的物理性能和固化原理不同的物理性能和固化原理不同 1 11 FRTP1 FRTP注射成型原理注射成型原理 增強粒料在注射機的料筒內(nèi)加熱熔化至粘流態(tài)，增強粒料在注射機的料筒內(nèi)加熱熔化至粘流態(tài)，以高壓迅速注入溫度較低的閉合模內(nèi)，經(jīng)冷卻使物以高壓迅速注入溫度較低的閉合模內(nèi)，經(jīng)冷卻使物料恢復玻璃態(tài)并保持模腔形狀。料恢復玻璃態(tài)并保持模腔形狀。 FRTPFRTP的注射成型過程主要產(chǎn)生物理變化的注射成型過程主要產(chǎn)生物理變化 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備1 12 FRP2 FRP注射成型原理注射成型原理 FRPFRP的注射成型

6、過程是一個復雜的物理和化學過程的注射成型過程是一個復雜的物理和化學過程 注射料在加熱過程中溫度升高，注射料在加熱過程中溫度升高，粘度下降，但隨著時間的延長，分子粘度下降，但隨著時間的延長，分子間的交聯(lián)反應增加，粘度又會上升。間的交聯(lián)反應增加，粘度又會上升。實際加熱過程應綜合考慮兩種作用的實際加熱過程應綜合考慮兩種作用的影響。圖影響。圖12-212-2 實際加熱過程中，粘度隨時間的實際加熱過程中，粘度隨時間的變化有最小值，如圖變化有最小值，如圖12-212-2。AOAO段隨加段隨加熱時間的增加粘度降低，到達熱時間的增加粘度降低，到達O O點時粘點時粘度達到最低值物理變化）。繼續(xù)增度達到最低值物理

7、變化）。繼續(xù)增加加熱時間即加加熱時間即OBOB段，粘度隨加熱時間段，粘度隨加熱時間增大而變大化學變化）。其粘度變增大而變大化學變化）。其粘度變化是不可逆的?；遣豢赡娴?。 圖12-2 熱固性樹脂纖維混合料加熱時粘度與時間變化關系12.2 注射成型工藝加熱時間粘度AOB 課件第12章 注射成型工藝及設備粘度變化是不可逆的，特點粘度變化是不可逆的，特點如下：如下： 1)FRP1)FRP注射成型不需要冷注射成型不需要冷 卻定型階段卻定型階段 2)2)加熱固化為不可逆的化加熱固化為不可逆的化 學反應過程學反應過程 3)3)注射充模時機應控制在注射充模時機應控制在 粘度最低的粘度最低的O O點左右點左右

8、 4)FRP4)FRP的固化過程是放熱反應的固化過程是放熱反應 圖12-2 熱固性樹脂纖維混合料加熱時粘度與時間變化關系12.2 注射成型工藝加熱時間粘度AOB 課件第12章 注射成型工藝及設備 預浸漬料加入料筒，適當加溫加壓，當物料運動到預浸漬料加入料筒，適當加溫加壓，當物料運動到噴嘴時，粘度應達到最低值，并被迅速注入模腔。在熱噴嘴時，粘度應達到最低值，并被迅速注入模腔。在熱壓作用下固化定型，然后開模取出制品。壓作用下固化定型，然后開模取出制品。FRPFRP注射成型過程：注射成型過程：12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備FRTPFRTP和和FRPFRP的注射成型特點對比的

9、注射成型特點對比 (1)FRTP(1)FRTP可以反復加熱塑化，物料的熔融和硬化完全是物理可以反復加熱塑化，物料的熔融和硬化完全是物理變化；變化；FRPFRP加熱固化后不能再塑化，固化過程為不可逆反應。加熱固化后不能再塑化，固化過程為不可逆反應。(2)FRTP(2)FRTP受熱時，物料由玻璃態(tài)變?yōu)槿廴诘恼沉鲬B(tài)，料筒溫受熱時，物料由玻璃態(tài)變?yōu)槿廴诘恼沉鲬B(tài)，料筒溫度要分段控制，其塑化溫度應高于粘流溫度，但低于分解溫度要分段控制，其塑化溫度應高于粘流溫度，但低于分解溫度；度；FRPFRP在料筒中加熱時，樹脂分子鏈發(fā)生運動，物料熔融，在料筒中加熱時，樹脂分子鏈發(fā)生運動，物料熔融，但接著會發(fā)生化學反應、

10、放熱，加速化學反應過程。因此，但接著會發(fā)生化學反應、放熱，加速化學反應過程。因此，F(xiàn)RPFRP注射成型的溫度控制要比注射成型的溫度控制要比FRTPFRTP嚴格得多。嚴格得多。 (3)FRTP(3)FRTP注射成型時，料筒溫度必需高于模具溫度，物料在模注射成型時，料筒溫度必需高于模具溫度，物料在模腔內(nèi)冷卻時會引起體積收縮，故需要有相應的料墊傳壓補料，腔內(nèi)冷卻時會引起體積收縮，故需要有相應的料墊傳壓補料，F(xiàn)RPFRP注射成型時，料筒溫度低于模具溫度，物料在模腔內(nèi)發(fā)生注射成型時，料筒溫度低于模具溫度，物料在模腔內(nèi)發(fā)生固化收縮的同時，也發(fā)生熱膨脹，因此，充模后不需要補料。固化收縮的同時，也發(fā)生熱膨脹，

11、因此，充模后不需要補料。12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備2 2 復合材料注射成型特性復合材料注射成型特性 (1)(1)注射料中揮發(fā)物的控制注射料中揮發(fā)物的控制 注射過程中總是有一些低分子揮發(fā)物存在，如物料中注射過程中總是有一些低分子揮發(fā)物存在，如物料中的水分，低分子物苯酚、甲醛），固化時生成的水分、的水分，低分子物苯酚、甲醛），固化時生成的水分、氨等低分子物，在固化的過程中會放出。氨等低分子物，在固化的過程中會放出。 揮發(fā)物的存在一般可降低粘度，對成型有利，但是揮揮發(fā)物的存在一般可降低粘度，對成型有利，但是揮發(fā)物的含量過高會對產(chǎn)品造成不良影響。發(fā)物的含量過高會對產(chǎn)品造成

12、不良影響。 對熱塑性對熱塑性CMCM，揮發(fā)物過多會造成熔融物料起泡，樹脂，揮發(fā)物過多會造成熔融物料起泡，樹脂水解等，給加工造成困難并使產(chǎn)品質(zhì)量下降，一般控制揮水解等，給加工造成困難并使產(chǎn)品質(zhì)量下降，一般控制揮發(fā)物含量在發(fā)物含量在0.50.52 2以下。以下。 對熱固性對熱固性CMCM，揮發(fā)物過多會造成物料貯存過程中結塊，揮發(fā)物過多會造成物料貯存過程中結塊，產(chǎn)品收縮率大，易翹曲，產(chǎn)品質(zhì)量下降等，一般控制揮發(fā)產(chǎn)品收縮率大，易翹曲，產(chǎn)品質(zhì)量下降等，一般控制揮發(fā)物含量在物含量在2 27 7以下。以下。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備(2)(2)流動特性流動特性 指物料在加熱、

13、加壓下的流動性能和充模能力。適指物料在加熱、加壓下的流動性能和充模能力。適當加入增塑劑和浸潤劑可提高流動性能。當加入增塑劑和浸潤劑可提高流動性能。 纖維對物料流動性的影響：纖維含量愈多流動性愈纖維對物料流動性的影響：纖維含量愈多流動性愈差。差。 對于對于FRTPFRTP而言，壓力愈高流動性愈好，溫度愈高流而言，壓力愈高流動性愈好，溫度愈高流動性愈好。如圖動性愈好。如圖12-312-3、12-412-4。在實際生產(chǎn)過程中為改善物料流動性，常采用的措施：在實際生產(chǎn)過程中為改善物料流動性，常采用的措施： 1 1、對熱塑性、對熱塑性CMCM：加大交口及流道直徑；增加注射壓：加大交口及流道直徑；增加注射

14、壓力；提高料筒溫度及模具溫度。力；提高料筒溫度及模具溫度。 2 2、對熱固性、對熱固性CMCM：盡量減少注模前的加熱時間，防止：盡量減少注模前的加熱時間，防止樹脂過早凝膠固化。樹脂過早凝膠固化。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備(3)(3)注射成型過程中纖維長度變化注射成型過程中纖維長度變化 在注射成型的混煉過程螺桿旋轉(zhuǎn)作用及噴射過在注射成型的混煉過程螺桿旋轉(zhuǎn)作用及噴射過程中纖維會產(chǎn)生不同程度的折斷。程中纖維會產(chǎn)生不同程度的折斷。 圖圖12-512-5，12-612-6表明了螺桿轉(zhuǎn)速對玻璃纖維增強尼龍表明了螺桿轉(zhuǎn)速對玻璃纖維增強尼龍6 6和聚丙烯時纖維長度的影響。和聚丙

15、烯時纖維長度的影響。 最終產(chǎn)品中纖維長度一般在最終產(chǎn)品中纖維長度一般在0.30.30.7mm0.7mm，（最初小，（最初小于于7mm7mm），隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，纖維變短。），隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，纖維變短。 纖維長度對制品性能的影響是顯而易見的，如圖纖維長度對制品性能的影響是顯而易見的，如圖12-12-7 7，隨纖維長度的增加，機械性能增大。，隨纖維長度的增加，機械性能增大。 值得注意的是：熱塑性值得注意的是：熱塑性CMCM廢料利用時，其摻量過大，廢料利用時，其摻量過大，經(jīng)重復加工，會使纖維更短，機械性能下降幅度大。一經(jīng)重復加工，會使纖維更短，機械性能下降幅度大。一般廢料回用量控制在物料量的般

16、廢料回用量控制在物料量的2020以內(nèi)。如圖以內(nèi)。如圖12-812-8、12-12-9 9。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備(4)(4)纖維定向性纖維定向性 熱塑性熱塑性CMCM：大分子定向；纖維定向：大分子定向；纖維定向 熱固性熱固性CMCM：纖維定向：纖維定向 因此必須合理設計模具，確立物料的流動方向，得因此必須合理設計模具，確立物料的流動方向，得到好的制品。到好的制品。 熔融物料在模腔內(nèi)流動狀態(tài)示意圖見圖熔融物料在模腔內(nèi)流動狀態(tài)示意圖見圖12-1012-10。流體。流體的流動過程在橫斷面上存在速度梯度，愈靠近模具速度的流動過程在橫斷面上存在速度梯度，愈靠近模具速度

17、梯度愈大即剪應力愈大梯度愈大即剪應力愈大dyd12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備 因此在模具邊緣纖維及大分子的定向更加明顯。圖因此在模具邊緣纖維及大分子的定向更加明顯。圖12-1112-11。纖維一經(jīng)定向后不會再有改變，大分子定向當物。纖維一經(jīng)定向后不會再有改變，大分子定向當物料充滿模腔后，剪應力消除，在熱運動的作用下，定向料充滿模腔后，剪應力消除，在熱運動的作用下，定向會有一定的消除。會有一定的消除。 提高模具溫度、物料溫度、加大制品厚度、澆口放提高模具溫度、物料溫度、加大制品厚度、澆口放在型腔最低部可減弱定向作用。在型腔最低部可減弱定向作用。 提高澆口溫度、注射壓力，

18、會增加定向作用。提高澆口溫度、注射壓力，會增加定向作用。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備(5)拼縫強度 在環(huán)形制品的注射時，物料往往通過兩個以上流道在環(huán)形制品的注射時，物料往往通過兩個以上流道流動并在模腔內(nèi)某一處相遇，此相遇部位稱為拼縫部位。流動并在模腔內(nèi)某一處相遇，此相遇部位稱為拼縫部位。 在拼縫部位由于纖維的排向原因，使強度明顯下降。在拼縫部位由于纖維的排向原因，使強度明顯下降。圖圖12-1212-12為有無拼縫線的制品強度比較，強度可下降為有無拼縫線的制品強度比較，強度可下降303060%.60%. 當模具設計時就考慮此問題，可減弱拼縫及其影響。當模具設計時就考

19、慮此問題，可減弱拼縫及其影響。如圖如圖12-1312-13、12-1412-14。 拼縫強度還與其他工藝條件有關，表拼縫強度還與其他工藝條件有關，表12-212-2列出了玻璃列出了玻璃纖維增強尼龍纖維增強尼龍6 6的成型條件對拼縫強度的影響。的成型條件對拼縫強度的影響。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備冷卻出模后的冷卻出模后的FRTPFRTP制品，其尺寸總是小于模制品，其尺寸總是小于模具的模腔尺寸，兩者差值之比。具的模腔尺寸，兩者差值之比。收縮率收縮率收縮率收縮率100DDD1 式中式中 D D 常溫下模腔尺寸；常溫下模腔尺寸； D1 D1常溫下制品尺寸。常溫下制品尺寸

20、。 制品在成型后制品在成型后2 24h4h的收縮率，稱為初期收縮率，的收縮率，稱為初期收縮率，制品成型后制品成型后24h24h48h48h所測得的收縮率，稱為成型收縮所測得的收縮率，稱為成型收縮率。率。 (6) (6)體積收縮體積收縮 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備 在注射成型過程中玻璃纖維是不會收縮的，收縮主在注射成型過程中玻璃纖維是不會收縮的，收縮主要由樹脂基體引起的。不同的樹脂及樹脂含量收縮不同，要由樹脂基體引起的。不同的樹脂及樹脂含量收縮不同，另外收縮還與纖維長度有關。一般來講，樹脂含量愈大，另外收縮還與纖維長度有關。一般來講，樹脂含量愈大，收縮率越大，纖維愈

21、長收縮率愈小。收縮率越大，纖維愈長收縮率愈小。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備影響影響FRTPFRTP成型收縮率的因素：成型收縮率的因素： 1)1)玻璃纖維含量。含量愈高，收縮率愈低玻璃纖維含量。含量愈高，收縮率愈低2)2)制品壁厚的影響。制品厚度增加，收縮率明顯增加。制品壁厚的影響。制品厚度增加，收縮率明顯增加。3)3)澆口尺寸影響。增大澆口尺寸，收縮率明顯降低。澆口尺寸影響。增大澆口尺寸，收縮率明顯降低。 4)4)熔融溫度的影響熔融溫度的影響 5)5)模具溫度影響。對厚制品，溫度升高，減少收縮率；模具溫度影響。對厚制品，溫度升高，減少收縮率； 對薄制品，溫度升高，

22、增大收縮率。對薄制品，溫度升高，增大收縮率。6)6)成型壓力影響。一般隨成型壓力的提高，收縮率降低。成型壓力影響。一般隨成型壓力的提高，收縮率降低。7)7)硬化速度。一般硬化速度降低，可使收縮率降低。硬化速度。一般硬化速度降低，可使收縮率降低。12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設備3 3 注射成型工藝過程注射成型工藝過程 3 31 1 準備工作準備工作 (1)(1)注射料選擇及預處理注射料選擇及預處理 a a、注射料原則、注射料原則 需根據(jù)產(chǎn)品性能和注射機性能合理選擇注射料。需根據(jù)產(chǎn)品性能和注射機性能合理選擇注射料。b b、注射料的預處理、注射料的預處理 注射料應盡可能均勻，

23、已結塊的應粉碎。注射料應盡可能均勻，已結塊的應粉碎。 粒料使用前應測水分及揮發(fā)物含量。超標時要干燥。粒料使用前應測水分及揮發(fā)物含量。超標時要干燥。比如熱風干燥、紅外線干燥、真空干燥等。比如熱風干燥、紅外線干燥、真空干燥等。 干燥后的物料仍會吸濕。因此需密封貯存，加工時需干燥后的物料仍會吸濕。因此需密封貯存，加工時需用加熱等措施。用加熱等措施。12.3 注射成型工藝過程 課件第12章 注射成型工藝及設備(2)(2)料簡清洗料簡清洗 在注射成型過程中，如需換料生產(chǎn)時，一定要清洗在注射成型過程中，如需換料生產(chǎn)時，一定要清洗料斗。一般采用加入新料進行清洗的方法，可反復進行。料斗。一般采用加入新料進行清

24、洗的方法，可反復進行。 留意：如果用一臺注射機加工幾種不同物料時，為留意：如果用一臺注射機加工幾種不同物料時，為了清洗方便，最好先加工成型溫度低、色淺的物料。了清洗方便，最好先加工成型溫度低、色淺的物料。 (3)(3)脫模劑選擇脫模劑選擇 常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等。常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等。(4)(4)嵌件預熱嵌件預熱 為了避免兩種物質(zhì)膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應力或為了避免兩種物質(zhì)膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應力或應力開裂現(xiàn)象。因此，注射成型制品中的嵌件要提前預應力開裂現(xiàn)象。因此，注射成型制品中的嵌件要提前預熱。預熱溫度一般鋼鐵嵌件熱。預熱溫度一般鋼鐵嵌件1101101

25、30130，鋁、銅嵌件預，鋁、銅嵌件預熱到熱到150150。 嵌件預熱溫度越高越好，但不應高于物料的分解溫嵌件預熱溫度越高越好，但不應高于物料的分解溫度。度。 12.3.1 準備工作 課件第12章 注射成型工藝及設備3 32 2 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 包括閉模、加料、塑化、注射、保壓、固化包括閉模、加料、塑化、注射、保壓、固化( (冷卻定冷卻定型型) )、開模出料等工序。而成型溫度、注射壓力包括注射、開模出料等工序。而成型溫度、注射壓力包括注射速度）、成型周期包括注射、保壓、固化時間被稱為速度）、成型周期包括注射、保壓、固化時間被稱為注射成型工藝的注射成型工藝的“三大工藝條件三大工

26、藝條件”。當然要順利完成整個注。當然要順利完成整個注射過程需一步一步地加以控制。射過程需一步一步地加以控制。 (1(1加料及剩余量加料及剩余量 加料：一般要求定時、定量、均勻供料。加料：一般要求定時、定量、均勻供料。剩余量：保證每次注射后料筒底部有一定剩余的物料剩余量：保證每次注射后料筒底部有一定剩余的物料剩料的作用：剩料的作用：a a、傳壓；、傳壓；b b、補料收縮后的補料）、補料收縮后的補料）剩料一般控制在剩料一般控制在101020mm20mm，不能太多，太少。，不能太多，太少。 太多：注射壓力損失大，剩料受熱時間太長，易發(fā)生太多：注射壓力損失大，剩料受熱時間太長，易發(fā)生分解或固化等。分解

27、或固化等。 太少：起不到很好的傳壓作用，模腔內(nèi)物料受壓不足。太少：起不到很好的傳壓作用，模腔內(nèi)物料受壓不足。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備(2)(2)成型溫度成型溫度 成型溫度包括：料筒、噴嘴、模具溫度。成型溫度是成型溫度包括：料筒、噴嘴、模具溫度。成型溫度是三大工藝條件之一，關系到物料的塑化、流動性、充模三大工藝條件之一，關系到物料的塑化、流動性、充模等工藝條件。應考慮以下因素：等工藝條件。應考慮以下因素： 1 1、注射成型機的種類、注射成型機的種類 螺桿式注射成型機所需的料筒溫度比柱塞式低。螺桿式注射成型機所需的料筒溫度比柱塞式低。 緣由：緣由：a a、螺

28、桿式成型機料筒內(nèi)的料層較??；、螺桿式成型機料筒內(nèi)的料層較??； b b、物料在螺桿推進的過程中不斷翻轉(zhuǎn)，有利、物料在螺桿推進的過程中不斷翻轉(zhuǎn)，有利于傳熱；于傳熱； c c、物料翻轉(zhuǎn)運動，受剪切力作用，自身摩擦、物料翻轉(zhuǎn)運動，受剪切力作用，自身摩擦生熱。生熱。 2 2、產(chǎn)品厚度、產(chǎn)品厚度 對薄壁制品要求物料有較高的流動性才能充滿模腔，對薄壁制品要求物料有較高的流動性才能充滿模腔，因此需較高的成型溫度；相反厚壁制品成型溫度可低一因此需較高的成型溫度；相反厚壁制品成型溫度可低一些。些。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備 3 3、注射料的品種和性能、注射料的品種和性能 是確

29、立加工溫度的決定因素，常用的樹脂注射成型是確立加工溫度的決定因素，常用的樹脂注射成型條件見表條件見表12-412-4、12-512-5。 對于熱塑性樹脂，料筒溫度略高于噴嘴溫度，高于對于熱塑性樹脂，料筒溫度略高于噴嘴溫度，高于模具溫度。模具溫度。 對于熱固性樹脂，模具溫度略高于噴嘴溫度，高于對于熱固性樹脂，模具溫度略高于噴嘴溫度，高于料筒溫度。料筒溫度。 判斷料筒噴嘴溫度的兩種方法：判斷料筒噴嘴溫度的兩種方法： a a、熔體對空注射法。脫開模具，用低壓注射，觀察、熔體對空注射法。脫開模具，用低壓注射，觀察料流，是否毛糙、變色、起泡、料流表面光滑者表明溫料流，是否毛糙、變色、起泡、料流表面光滑者

30、表明溫度合適。度合適。 b b、產(chǎn)品直觀分析法。對試生產(chǎn)制品觀察有無毛糙、產(chǎn)品直觀分析法。對試生產(chǎn)制品觀察有無毛糙、波紋、氣泡等弊病。波紋、氣泡等弊病。 12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備(3)(3)螺桿轉(zhuǎn)速及背壓螺桿轉(zhuǎn)速及背壓必須根據(jù)所選用的樹脂熱敏程度及熔體粘度進行調(diào)整。必須根據(jù)所選用的樹脂熱敏程度及熔體粘度進行調(diào)整。轉(zhuǎn)速慢：塑化好，物料易降解、早期固化。轉(zhuǎn)速慢：塑化好，物料易降解、早期固化。轉(zhuǎn)速快：有利于塑化，但物料停留時間短可能塑化不夠。轉(zhuǎn)速快：有利于塑化，但物料停留時間短可能塑化不夠。還可使纖維變短。還可使纖維變短。背壓：指螺桿轉(zhuǎn)動推進物料塑化時，傳給螺

31、桿的反向壓背壓：指螺桿轉(zhuǎn)動推進物料塑化時，傳給螺桿的反向壓力。力。背壓的作用：能使物料在運動過程中不斷排出空氣和揮背壓的作用：能使物料在運動過程中不斷排出空氣和揮發(fā)物，并使物料逐漸密實。發(fā)物，并使物料逐漸密實。背壓過小起不到以上作用，背壓大，功率消耗大，并在背壓過小起不到以上作用，背壓大，功率消耗大，并在物料溫度較低時能使纖維粉化，影響制品性能。圖物料溫度較低時能使纖維粉化，影響制品性能。圖12-2112-21背壓與玻璃纖維長度的關系。背壓與玻璃纖維長度的關系。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備(4)(4)注射速度及注射壓力注射速度及注射壓力 注射壓力大小與注射機

32、種類、物料流動性、模具澆口注射壓力大小與注射機種類、物料流動性、模具澆口尺寸、產(chǎn)品厚度、模具溫度及流程等因素有關。尺寸、產(chǎn)品厚度、模具溫度及流程等因素有關。 一般注射壓力略高于熱塑性塑料的注射壓力。一般注射壓力略高于熱塑性塑料的注射壓力。 注射壓力對制品性能的影響見圖注射壓力對制品性能的影響見圖12-2212-22。 保壓的作用：使制品冷卻收縮時得以補料，尺寸準確，保壓的作用：使制品冷卻收縮時得以補料，尺寸準確，表面光潔，有利于消除氣泡。保壓時間一般表面光潔，有利于消除氣泡。保壓時間一般0.30.32 2分鐘，分鐘，特厚制品可達特厚制品可達5 51010分鐘。分鐘。 注射速度與注射壓力、溫度、

33、?？诔叽绲纫蛩赜嘘P。注射速度與注射壓力、溫度、?？诔叽绲纫蛩赜嘘P。注射速度慢不利于充模，生產(chǎn)效率低，注射速度過快易混注射速度慢不利于充模，生產(chǎn)效率低，注射速度過快易混入氣泡。需通過實際實驗確定。入氣泡。需通過實際實驗確定。 12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備 (5) (5)成型周期成型周期 成型周期即完成一次注射成型制品所需的時間。成型周期即完成一次注射成型制品所需的時間。 包括：包括： 1 1注射加壓時間保壓時間、注射時間）；注射加壓時間保壓時間、注射時間）； 2 2冷卻時間模內(nèi)冷卻或固化時間）；冷卻時間模內(nèi)冷卻或固化時間）； 3 3其他時間開模、取出制品、涂脫

34、模劑、安放嵌件、其他時間開模、取出制品、涂脫模劑、安放嵌件、閉模等時間）。閉模等時間）。 成型周期是提高生產(chǎn)率的關鍵，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的成型周期是提高生產(chǎn)率的關鍵，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應盡量縮短成型周期。前提下，應盡量縮短成型周期。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設備3.3 3.3 制品后處理制品后處理 作用作用 提高制品的尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應力提高制品的尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應力 熱處理熱處理 分類分類 調(diào)濕處理調(diào)濕處理 （1 1熱處理熱處理 熱處理的實質(zhì)：迫使凍結的分子鏈松弛，凝固的大熱處理的實質(zhì)：迫使凍結的分子鏈松弛，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，消除部分內(nèi)應力

35、，提高結晶度，分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，消除部分內(nèi)應力，提高結晶度，穩(wěn)定結晶結構，提高彈性模量，降低斷裂延伸率。穩(wěn)定結晶結構，提高彈性模量，降低斷裂延伸率。（2 2調(diào)濕處理調(diào)濕處理 將剛脫模的制品放入水中，與空氣隔絕、防止氧化。將剛脫模的制品放入水中，與空氣隔絕、防止氧化。調(diào)濕條件：調(diào)濕條件：9090110 4h110 4h3.4 3.4 注射成型過程中易出現(xiàn)的缺陷、產(chǎn)生原因及處理方法注射成型過程中易出現(xiàn)的缺陷、產(chǎn)生原因及處理方法 12.3.3 制品后處理 課件第12章 注射成型工藝及設備 作業(yè)：作業(yè)：1 1、與模壓成型工藝相比，注射成型工藝有什么特點？、與模壓成型工藝相比，注射成型工藝有什么特點

36、？2 2、 試比較熱塑性試比較熱塑性CMCM與熱固性與熱固性CMCM注射成型各有哪些特點？注射成型各有哪些特點？3 3、為什么在注射成型的模具邊緣處纖維容易定向排列？、為什么在注射成型的模具邊緣處纖維容易定向排列？12.3.3 制品后處理 課件第12章 注射成型工藝及設備 12.3 12.3 注射成型設備注射成型設備主要包括注射成型機和模具。主要包括注射成型機和模具。12.3.1 12.3.1 注射機注射機一、分類一、分類（1 1按物料的塑化形式分：柱塞式和往復螺桿式按物料的塑化形式分：柱塞式和往復螺桿式, ,其中往其中往復螺桿式用的最多。復螺桿式用的最多。 往復螺桿式注射機的優(yōu)點：往復螺桿式

37、注射機的優(yōu)點：簡化了預塑結構，不需要分流梭，因而使注射壓力降低簡化了預塑結構，不需要分流梭，因而使注射壓力降低了很多。了很多。螺桿轉(zhuǎn)動使物料翻滾，傳熱條件好。物料內(nèi)部受到剪應螺桿轉(zhuǎn)動使物料翻滾，傳熱條件好。物料內(nèi)部受到剪應力大，塑化效率高。力大，塑化效率高。因無分流梭，更換物料方便。因無分流梭，更換物料方便。注射速度快。注射速度快。對原料的適應性廣，能加工熱敏樹脂。對原料的適應性廣，能加工熱敏樹脂。12.3 注射成型設備 課件第12章 注射成型工藝及設備（2 2按照注射機的外形特征分類按照注射機的外形特征分類 常見的有五種形式常見的有五種形式立式注射成型機立式注射成型機 注射裝置和合模裝置與地

38、面垂直。圖注射裝置和合模裝置與地面垂直。圖12-2312-23。 特點：占地面積小，模具折裝方便。料斗高，加料不特點：占地面積小，模具折裝方便。料斗高，加料不方便，僅適用于注射量小于方便，僅適用于注射量小于60cm360cm3的制品生產(chǎn)。的制品生產(chǎn)。臥式注射機臥式注射機 注射裝置，合模裝置均水平排列。圖注射裝置，合模裝置均水平排列。圖12-2412-24。 特點：機身低，加料方便，操作維修方便，制品頂出特點：機身低，加料方便，操作維修方便，制品頂出后可自由落下，易實現(xiàn)自動化。后可自由落下，易實現(xiàn)自動化。 缺陷：占地面積大，模具拆卸比較麻煩。缺陷：占地面積大，模具拆卸比較麻煩。角式注射機角式注射

39、機 注射裝置與合模裝置呈垂直排列。圖注射裝置與合模裝置呈垂直排列。圖12-2512-25。 特點：介于立式與臥式之間，適用于加工中心部分不特點：介于立式與臥式之間，適用于加工中心部分不允許留有澆口的制品。允許留有澆口的制品。 12.3 注射成型設備 課件第12章 注射成型工藝及設備螺桿預塑和柱塞注模式螺桿預塑和柱塞注模式 圖圖12-2612-26 利用螺桿預塑并采用柱塞進行注模，是一種新型的利用螺桿預塑并采用柱塞進行注模，是一種新型的注射成型機，生產(chǎn)效率很高最高）。注射成型機，生產(chǎn)效率很高最高）。轉(zhuǎn)盤式注射機轉(zhuǎn)盤式注射機 將多副模具裝在一個可轉(zhuǎn)動的盤上，轉(zhuǎn)盤去年定時將多副模具裝在一個可轉(zhuǎn)動的盤

40、上，轉(zhuǎn)盤去年定時旋轉(zhuǎn)，使各模具與噴嘴相對注射成型。圖旋轉(zhuǎn)，使各模具與噴嘴相對注射成型。圖12-2712-27 特點：生產(chǎn)效率高，特別適用于冷卻時間長或安放特點：生產(chǎn)效率高，特別適用于冷卻時間長或安放嵌件費時的制品生產(chǎn)。嵌件費時的制品生產(chǎn)。12.3 注射成型設備 課件第12章 注射成型工藝及設備12.3.2 12.3.2 注射機的構造注射機的構造 螺桿式注射機主要由注射、合模、傳動、控制四部分螺桿式注射機主要由注射、合模、傳動、控制四部分組成。組成。一、注射系統(tǒng)一、注射系統(tǒng) 包括螺桿、料筒、加料加熱裝置、噴嘴等。包括螺桿、料筒、加料加熱裝置、噴嘴等。（1 1螺桿螺桿 注射機螺桿與擠出機螺桿的區(qū)別

41、：注射機螺桿與擠出機螺桿的區(qū)別： a a、注射機螺桿既能旋轉(zhuǎn)，又能軸向移動，擠出機、注射機螺桿既能旋轉(zhuǎn)，又能軸向移動，擠出機螺桿僅轉(zhuǎn)動；螺桿僅轉(zhuǎn)動； b b、注射機螺桿的長徑比和壓縮比都比擠出機??；、注射機螺桿的長徑比和壓縮比都比擠出機小； 注射機：長徑比注射機：長徑比 15 151818，壓縮比，壓縮比 2 22.52.5 擠出機：長徑比擠出機：長徑比 20 203030，壓縮比，壓縮比 （壓縮比：加料口的螺槽容積與均化段最后一個螺槽（壓縮比：加料口的螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比）容積之比）12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備 c c、注射機均化段螺槽比同直徑

42、擠出機螺槽深、注射機均化段螺槽比同直徑擠出機螺槽深15152525； d d、與擠出機螺桿比，加料段增長，均化段縮短；、與擠出機螺桿比，加料段增長，均化段縮短； e e、注射機螺桿頭為尖錐形，擠出機為圓錐形或半、注射機螺桿頭為尖錐形，擠出機為圓錐形或半圓形；圓形； 注射機與擠出機螺桿參數(shù)對比見表注射機與擠出機螺桿參數(shù)對比見表12-812-8； 12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備（2 2料筒料筒 注射機的料筒與擠出機的構造和選材相同。注射機的料筒與擠出機的構造和選材相同。（3 3噴嘴噴嘴 噴嘴的作用：提高熔融物料的流速，使其能迅速充模。噴嘴的作用：提高熔融物料的流速，使

43、其能迅速充模。 分為開式噴嘴與閉式噴嘴。分為開式噴嘴與閉式噴嘴。開式噴嘴開式噴嘴 圖圖12-2812-28 12-8 12-8a a不能加熱不能加熱 12-8 12-8b b可進行加熱可進行加熱 閉式噴嘴閉式噴嘴 圖圖12-2912-29 通過彈簧彈力、擋圈、導桿、頂針實現(xiàn)閉鎖。通過彈簧彈力、擋圈、導桿、頂針實現(xiàn)閉鎖。 注射時，熔料頂開頂針進入模腔。這種噴嘴使用方便，注射時，熔料頂開頂針進入模腔。這種噴嘴使用方便，可防止流延，但結構復雜，壓力損失大，射程小，補縮作可防止流延，但結構復雜，壓力損失大，射程小，補縮作用小，適用于加工粘度低的樹脂。用小，適用于加工粘度低的樹脂。12.3.2 注射機的

44、構造 課件第12章 注射成型工藝及設備二、合模系統(tǒng)二、合模系統(tǒng) 作用：開啟和閉合模具。作用：開啟和閉合模具。 要求有足夠的鎖模力，足夠的模板面積和強度；要求有足夠的鎖模力，足夠的模板面積和強度； 運動速度要求：閉合時先快后慢，開啟時先慢后快；運動速度要求：閉合時先快后慢，開啟時先慢后快； 合模系統(tǒng)由固定板、移動板、合模油缸、頂出裝置等合模系統(tǒng)由固定板、移動板、合模油缸、頂出裝置等組成，如圖組成，如圖12-3012-30 常見的頂出裝置有三種形式常見的頂出裝置有三種形式 （1 1全機械式合模裝置全機械式合模裝置 靠電機、曲柄連桿機構實現(xiàn)開模和閉模的動作，圖靠電機、曲柄連桿機構實現(xiàn)開模和閉模的動作

45、，圖12-3012-30b b），此設備的優(yōu)點：結構簡單、制作方便、耐用），此設備的優(yōu)點：結構簡單、制作方便、耐用、便于維修。缺陷：模板行程短，只適合小制品生產(chǎn)；噪、便于維修。缺陷：模板行程短，只適合小制品生產(chǎn)；噪音大，設備磨損連桿部分較大。音大，設備磨損連桿部分較大。 12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備 （2 2液壓式合模裝置液壓式合模裝置 靠液壓的力量，由活塞聯(lián)動模具開模、閉模。其合模力靠液壓的力量，由活塞聯(lián)動模具開模、閉模。其合模力 P P油缸面積油缸面積油壓油壓/4.D02.P0 (N)/4.D02.P0 (N) D0 D0油缸直徑，油缸直徑，m m P0 P

46、0油壓油壓PaPa P P 合模力合模力N N 液壓合模裝置的優(yōu)點：液壓合模裝置的優(yōu)點： 結構簡單僅油缸、活塞組成），制造方便，合模力結構簡單僅油缸、活塞組成），制造方便，合模力調(diào)節(jié)方便，模板行程大可加工大制品，模具更換方便。如調(diào)節(jié)方便，模板行程大可加工大制品，模具更換方便。如圖圖12-3012-30a a）。）。 12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備 頂出裝置：頂出裝置： 作用：用于制品脫模的機構。分為機械式和液壓式。作用：用于制品脫模的機構。分為機械式和液壓式。一般設計成與合模裝置聯(lián)動，開模后一時間間隔聯(lián)動頂模一般設計成與合模裝置聯(lián)動，開模后一時間間隔聯(lián)動頂模裝置將

47、制品頂出。裝置將制品頂出。（3 3傳動部分傳動部分 主要由油缸、電機、各種閥門、開關等組成。通過油主要由油缸、電機、各種閥門、開關等組成。通過油路供給的壓力驅(qū)動各部分動作。路供給的壓力驅(qū)動各部分動作。12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備三、注射機的參數(shù)三、注射機的參數(shù) （1 1注射部分參數(shù)注射部分參數(shù) 最大注射量最大注射量 是指注射螺桿完成一次最大注射行程時有軸向移是指注射螺桿完成一次最大注射行程時有軸向移動），注射機的最大注射量。動），注射機的最大注射量。 表示方法：表示方法： a a、以注射出的聚苯乙烯熔料質(zhì)量克來表示；、以注射出的聚苯乙烯熔料質(zhì)量克來表示； b b

48、、以注射出的熔料體積、以注射出的熔料體積cm3cm3表示。表示。 第二種表示方法即容積法與物料的密度無關，用起來第二種表示方法即容積法與物料的密度無關，用起來比較方便，采用此表示方法的較多。比較方便，采用此表示方法的較多。 注射壓力注射壓力 指注射時螺桿對熔融物料的壓強，用指注射時螺桿對熔融物料的壓強，用MPaMPa表示。表示。 常見的塑料注射壓力及加工溫度范圍見表常見的塑料注射壓力及加工溫度范圍見表12-912-9。12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備 注射速度注射速度 指在最大注射量時，螺桿單位時間內(nèi)的行程。指在最大注射量時，螺桿單位時間內(nèi)的行程。 v= S/t (m/s) v= S/t (m/s) v v注射速度注射速度m/sm/s S S注射行程螺桿）注射行程螺桿） t t注射時間注射時間s s 塑化性能指標塑化性能指標 與螺桿直徑、長徑比、物料性能、螺桿轉(zhuǎn)速等多種與螺桿直徑、長徑比、物料性能、螺桿轉(zhuǎn)速等多種因素有關。因素有關。12.3.2 注射機的構造 課件第12章 注射成型工藝及設備四、合模部分參數(shù)四、合模部分參數(shù) （1 1鎖模力鎖模力 用下式計算用下式計算 Pcm PcmkPFkPFP