塑料注射成型

1、第六章第六章 塑料注射成型塑料注射成型學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求1.掌握熱塑性注射成型工藝和基本工藝參數(shù)；2.了解塑料注射成型設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)。擠出成型產(chǎn)品示例擠出成型產(chǎn)品示例注射成型產(chǎn)品示例注射成型產(chǎn)品示例 什么是塑料什么是塑料注射成型？注射成型？ 概述概述 注射成型是將塑料加熱熔融塑化后，在注射成型是將塑料加熱熔融塑化后，在柱塞或螺桿加壓下，物料通過機(jī)簡前端柱塞或螺桿加壓下，物料通過機(jī)簡前端的噴嘴快速注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，的噴嘴快速注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過冷卻定型后，開啟模具即得制品。經(jīng)過冷卻定型后，開啟模具即得制品。這種成型方法是一種間歇式的操作過程，這種成型方法是一種間歇

2、式的操作過程，可生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，其成型制品占可生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，其成型制品占目前全部塑料制品的目前全部塑料制品的20203030，是塑料，是塑料成型加工中重要方法之一。成型加工中重要方法之一。注射成型原理注射成型原理模具模具成型方法簡介成型方法簡介注射成型也稱注射成型也稱注塑注塑，是塑料的一種重要成型方法。，是塑料的一種重要成型方法。適用原料：適用原料： 除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某些熱固性塑料，如酚醛塑料等。些熱固性塑料，如酚醛塑料等。3. 3. 成型周期

3、成型周期 注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等。周期的注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等。周期的長短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成長短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機(jī)的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件型機(jī)的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件等。等。注塑成型特點(diǎn)注塑成型特點(diǎn)生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高；能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的制品；能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的制品；成型塑料品種多；成型塑料品種多；易于實(shí)現(xiàn)自動化。易于實(shí)現(xiàn)自動化。 因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。其成型因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。其成型制品占目前全部塑料制品的制品占目前全部塑料制品的

4、20203030。注射成。注射成型是一種比較先進(jìn)的成型工藝，目前正繼續(xù)向著型是一種比較先進(jìn)的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動化方向發(fā)展。高速化和自動化方向發(fā)展。第一節(jié)第一節(jié) 塑料注射成型原理塑料注射成型原理一、塑料注射成型機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)一、塑料注射成型機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)注射量注射壓力注射速度塑化能力合模力合模裝置的基本尺寸注射量：注射量是指機(jī)器對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射成型時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。表示方法質(zhì)量體積我國注射機(jī)生產(chǎn)情況，注射量規(guī)定為1640000cm3 。注射壓力：注射壓力是指在注射時，螺桿或柱塞端面處作用于熔料單位面積的力，其單位為MPa。注射壓力

5、作用：克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和模腔等阻力。注射壓力注射壓力過大，制品可能產(chǎn)生毛邊，脫模困難，影響制品的表觀質(zhì)量，甚至內(nèi)應(yīng)力較大；對注塑機(jī)的影響也較大。注射壓力過低，則會造成熔料難以充滿模腔，甚至不能成型。注射速度、注射速率、注射時間注射速度(U)是指注射時螺桿或柱塞移動；注射速率(V)是指單位時間內(nèi)熔料從噴嘴射出的理論容量；注射時間是指螺桿或柱塞作一次注射量所需要的時間。U=StV =Qt合理地提高注射速度：能減少熔料在模內(nèi)的溫差，改善壓力傳遞效果，保持制品密度均勻和制品精度，縮短生產(chǎn)周期。注射速度過高：（1）熔料離開噴嘴后產(chǎn)生不規(guī)則流動，產(chǎn)生大的剪切熱，易焦燒物料；（2）高速注射時，模內(nèi)的氣

6、體來不及排出，夾雜在物料中嚴(yán)重影響制品質(zhì)量。塑化能力是指注射機(jī)塑化裝置在1h內(nèi)所能塑化物料的千克數(shù)。W=3.6Q/tW-塑化能力，塑化能力，kg/hQ-注射量，注射量，g t-循環(huán)時間，循環(huán)時間，s合模力合模力是指注射機(jī)合模裝置對模具所能施加的最大夾緊力。其主要作用：使模具不被模腔壓力所產(chǎn)生的脹模離頂開。合模裝置的基本尺寸合模裝置的基本尺寸模板尺寸拉桿距離模板最大開距動模板行程模具最大厚度最小厚度二、塑料注射工藝過程二、塑料注射工藝過程1.基本工藝過程合模注射座前移注射 保壓制品冷卻開模頂出制品注射座后移塑化 螺桿后退噴嘴中心與模具流道中心一致完全吻合行程周期說明：（1）為縮短成型周期，聚合物

7、在螺桿內(nèi)內(nèi)的預(yù)塑化與制品在模具內(nèi)的保壓冷卻不僅同時進(jìn)行，且預(yù)塑化時間應(yīng)稍小于冷卻時間；（2）注射裝置是否需要退回，根據(jù)所加工的塑料工藝性能而定，一般與噴嘴的溫度有關(guān)。（3）螺桿預(yù)塑化過程是一邊轉(zhuǎn)動，一邊后退。其后退行程應(yīng)由注射制品的體積大小決定，一般物料要過量一些。第二節(jié)第二節(jié) 注射工藝參數(shù)的設(shè)置注射工藝參數(shù)的設(shè)置溫度、壓力、時間溫度、壓力、時間一、溫度料筒溫度噴嘴溫度模具溫度料筒溫度結(jié)晶性塑料無定形塑料TdTTfTdTTm料筒溫度選擇Tf ( Tm)Td較窄的塑料：料筒的溫度選擇應(yīng)偏低。Tf ( Tm)Td較寬的塑料：料筒的溫度選擇應(yīng)偏高。噴嘴溫度噴嘴溫度通常略低于料筒溫度，噴嘴低溫的影響可

8、以從塑料通過噴嘴注射時產(chǎn)生的較大摩擦熱而得到補(bǔ)償。噴嘴溫度不可太低，否則會使得熔料早凝而將噴嘴堵死，或者將凝料注射入模腔中影響制品質(zhì)量。模具溫度模具溫度的高低決定于塑料是否結(jié)晶、制品的尺寸、結(jié)構(gòu)性能要求以及其他工藝條件。模溫控制物料加熱電加熱熔體在模腔中冷卻成型無定型塑料：結(jié)晶性塑料：熔體進(jìn)入模腔后，隨溫度的不斷降低而固化，并不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，模溫主要影響沖模速率。模溫一般中等，其冷卻速度中等，塑料分子鏈的結(jié)晶及取向適中。二、壓力參數(shù)二、壓力參數(shù)注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，這些壓力都直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。塑化壓力（背壓）：指采用螺桿式注射成型時，螺桿頂部熔料在螺桿旋轉(zhuǎn)

9、后退時所受到的壓力。增加背壓： 好處為由于剪切作用的加強(qiáng)會使熔體溫度升高，改善溫度的均勻性和熔料的混煉效果，便于排出熔體中的氣體；缺點(diǎn)是將使熔體在螺桿的逆流與漏流增加，使塑化速率減小，易造成塑料的降解。注射壓力：指柱塞或螺桿頂部對塑料所施加的壓力。注射壓力：指柱塞或螺桿頂部對塑料所施加的壓力。 克服熔體從料筒流向型腔的流動阻力克服熔體從料筒流向型腔的流動阻力, , 使熔體具有一定充滿型腔的速率。使熔體具有一定充滿型腔的速率。 作用：作用：注射壓力增大，塑料的充模速度加快，流動長度增加，制品中熔注射壓力增大，塑料的充模速度加快，流動長度增加，制品中熔接強(qiáng)度提高，制品的重量可能增加，制品的大多數(shù)物

10、理機(jī)械性能接強(qiáng)度提高，制品的重量可能增加，制品的大多數(shù)物理機(jī)械性能均有所提高。均有所提高。注射壓力與制品成型關(guān)系注射壓力與制品成型關(guān)系成型大尺寸，形狀復(fù)雜，薄壁制品，熔體粘度大，成型大尺寸，形狀復(fù)雜，薄壁制品，熔體粘度大，TgTg高的，則宜選高的，則宜選擇較高的注射壓力，但需退火處理，以消除高壓下產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。擇較高的注射壓力，但需退火處理，以消除高壓下產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。注射壓力 保壓壓力保壓壓力保壓作用：保壓作用：對型腔內(nèi)的熔體進(jìn)行壓實(shí)，是塑料緊貼于模壁以獲得對型腔內(nèi)的熔體進(jìn)行壓實(shí)，是塑料緊貼于模壁以獲得精確的形狀，使不同時間和不同方向進(jìn)入型腔同一部位的塑料熔精確的形狀，使不同時間和不同方向進(jìn)入

11、型腔同一部位的塑料熔合成一個整體，補(bǔ)充冷卻收縮。合成一個整體，補(bǔ)充冷卻收縮。 保壓與射出兩個階段區(qū)別在于：保壓與射出兩個階段區(qū)別在于：射出時型腔未滿射出時型腔未滿, ,壓力可壓力可以釋放以釋放, ,不存在壓力太大的變化不存在壓力太大的變化, ,以速度控制為主。而保以速度控制為主。而保壓階段型腔已打滿壓階段型腔已打滿, ,材料流動速度已無法控制材料流動速度已無法控制, ,而以壓力而以壓力大小來控制。大小來控制。保壓壓力保壓壓力保壓壓力高保壓壓力高長處：密度較高長處：密度較高, ,尺寸收縮小尺寸收縮小, ,力學(xué)性能較好的制品。力學(xué)性能較好的制品。 缺點(diǎn)：脫模后的制品內(nèi)殘余應(yīng)力較大缺點(diǎn)：脫模后的制品

12、內(nèi)殘余應(yīng)力較大, ,壓縮強(qiáng)烈的制壓縮強(qiáng)烈的制品在壓力解除后還會產(chǎn)生較大的回彈品在壓力解除后還會產(chǎn)生較大的回彈, ,可能卡在型腔可能卡在型腔內(nèi)內(nèi), ,造成脫模困難。造成脫模困難。 注射壓力與熔料溫度注射壓力與熔料溫度塑料原料注射成型面積圖塑料原料注射成型面積圖一般地，注射過程要經(jīng)歷加料、塑化、充模、冷卻、一般地，注射過程要經(jīng)歷加料、塑化、充模、冷卻、脫模等步驟。脫模等步驟。 1.1.加料加料 注射成型是一間歇過程，保持定量加料，以保證操作注射成型是一間歇過程，保持定量加料，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻，獲得良好制品。穩(wěn)定，塑料塑化均勻，獲得良好制品。 加料過多：受熱時間過長，容易引起物料的熱分解

13、，加料過多：受熱時間過長，容易引起物料的熱分解，注射機(jī)功率消耗增加。注射機(jī)功率消耗增加。 加料過少：料筒內(nèi)缺少傳壓物質(zhì)，模腔中塑料熔體壓加料過少：料筒內(nèi)缺少傳壓物質(zhì)，模腔中塑料熔體壓力降低，難于補(bǔ)塑，易引起制品收縮、凹陷、空洞等力降低，難于補(bǔ)塑，易引起制品收縮、凹陷、空洞等缺陷。缺陷。 三、成型周期三、成型周期 2.2.塑化塑化 加入的塑料在料筒中進(jìn)行加熱，由固體粒子變成熔體，加入的塑料在料筒中進(jìn)行加熱，由固體粒子變成熔體，經(jīng)過混合和塑化后，塑化好的熔體被柱塞或螺桿推擠經(jīng)過混合和塑化后，塑化好的熔體被柱塞或螺桿推擠至料筒的前端。至料筒的前端。 3.3.充模充模 經(jīng)過噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿

14、型腔的過程。經(jīng)過噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿型腔的過程。 4.4.補(bǔ)塑補(bǔ)塑 在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞或螺桿，迫使?jié)部诤蛧娮旄浇娜垠w不斷補(bǔ)充入模具或螺桿，迫使?jié)部诤蛧娮旄浇娜垠w不斷補(bǔ)充入模具中。中。5.5.保壓保壓 使模腔中的塑料能形成形狀完整而致密的制品。使模腔中的塑料能形成形狀完整而致密的制品。 6.6.退回柱塞或螺桿，加入新料退回柱塞或螺桿，加入新料 7.7.冷卻冷卻 卸除料筒中塑料的壓力，通冷卻水、油等冷卻介質(zhì)，卸除料筒中塑料的壓力，通冷卻水、油等冷卻介質(zhì)，對模具進(jìn)一步冷卻。對模具進(jìn)一步冷卻。8.8.脫模脫模 冷卻到

15、所需溫度，可用人工或機(jī)械的方式脫模。冷卻到所需溫度，可用人工或機(jī)械的方式脫模。 成型周期成型周期 完成一次注射過程所需的時間稱成型周期，也稱模塑周期。完成一次注射過程所需的時間稱成型周期，也稱模塑周期。 成型周期成型周期 注射時間注射時間充模時間（柱塞或螺桿前進(jìn)時間）充模時間（柱塞或螺桿前進(jìn)時間） 保壓時間（柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置的保壓時間（柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置的 時間）時間） 閉模冷卻時間（包括柱塞后撤或螺桿轉(zhuǎn)動后退）的時間）閉模冷卻時間（包括柱塞后撤或螺桿轉(zhuǎn)動后退）的時間）其它時間（開模、脫模、涂拭脫模劑、安放嵌件、閉模）其它時間（開模、脫模、涂拭脫模劑、安放嵌件、閉模） 成型周期直

16、接影響勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，生產(chǎn)中成型周期直接影響勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，生產(chǎn)中應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各時間。應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各時間。 充模時間直接反比于充模速率，一般充模時間直接反比于充模速率，一般3 35s5s；保壓時間：即對型腔中塑料的壓實(shí)時間，一般保壓時間：即對型腔中塑料的壓實(shí)時間，一般2020120s120s；冷卻時間：決定于制品厚度及塑料性能，一般冷卻時間：決定于制品厚度及塑料性能，一般3030120s120s。四、多級注塑四、多級注塑 多級注塑：在一個注射過程中，螺桿向模具推進(jìn)熔體時，要求實(shí)現(xiàn)在多級注塑：在一個注射過程中，螺桿向模具推進(jìn)

17、熔體時，要求實(shí)現(xiàn)在不同位置上的有不同注射速度和不同注射壓力等工藝參數(shù)的控制。不同位置上的有不同注射速度和不同注射壓力等工藝參數(shù)的控制。多級注射控制程序可以根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式及注塑件結(jié)構(gòu)的不多級注射控制程序可以根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式及注塑件結(jié)構(gòu)的不同，來合理設(shè)定多段注射壓力、注射速度、保壓壓力和熔膠方式，有利同，來合理設(shè)定多段注射壓力、注射速度、保壓壓力和熔膠方式，有利于提高塑化效果、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低不良率及延長模具于提高塑化效果、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低不良率及延長模具/ /機(jī)器壽命。機(jī)器壽命。設(shè)定多級注射程序的方法設(shè)定多級注射程序的方法1 1、一般的塑件注塑時至少要設(shè)定三段或四段射膠

18、才是比較科學(xué)的。水口流、一般的塑件注塑時至少要設(shè)定三段或四段射膠才是比較科學(xué)的。水口流道為第一段、進(jìn)澆口處為第二段、產(chǎn)品進(jìn)膠到道為第一段、進(jìn)澆口處為第二段、產(chǎn)品進(jìn)膠到90%90%左右時為第三段、剩余的左右時為第三段、剩余的部分為第四段部分為第四段( (亦稱末段亦稱末段) )。2 2、對于結(jié)構(gòu)簡單且外觀質(zhì)量要求不高的膠件注塑時，可采用三段射膠的程、對于結(jié)構(gòu)簡單且外觀質(zhì)量要求不高的膠件注塑時，可采用三段射膠的程序。但對結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、外觀缺陷多、質(zhì)量要求高的膠件注塑時，需采用序。但對結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、外觀缺陷多、質(zhì)量要求高的膠件注塑時，需采用四段以上的射膠控制程序。四段以上的射膠控制程序。 3、設(shè)定幾段射膠程序，一定要根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式、設(shè)定幾段射膠程序，一定要根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式/ /位置位置/ /數(shù)量數(shù)量/ /大小、注塑件結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量狀況及模具的排氣效果等因素進(jìn)行科學(xué)分析、大小、注塑件結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量狀況及模具的排氣效果等因素進(jìn)行科學(xué)分析、合理設(shè)定。合理設(shè)定。常用熱塑性塑料的注射成型常用熱塑性塑料的注射成型1、聚乙烯（、聚乙烯（PE）工藝特性：溫度及剪切敏感性塑料， 分解溫度300以上 吸濕性較小成型設(shè)備：螺桿式與柱塞式均可原材料準(zhǔn)備：熔體流動速率較低產(chǎn)品。成型工藝注射溫度：HDPE180220, LDPE140180模具溫度： HDPE5