塑件成型工藝過程及參數(shù)重慶科創(chuàng)學(xué)院

不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江河。

——荀子2/5/20231問題：1.注射過程分為哪幾個(gè)階段？2.注射成型工藝條件有哪些？2/5/20232目的和要求：1.掌握注射成型原理及其成型特點(diǎn)；2.了解注射成型工藝過程及工藝條件的選擇；3.掌握注射成型工藝條件對塑件質(zhì)量的影響。2/5/20233重點(diǎn)和難點(diǎn)：難點(diǎn)：工藝條件與各個(gè)因素之間的關(guān)系重點(diǎn)：成型溫度成型壓力成型時(shí)間2/5/20234一、注射成型原理2/5/202352/5/20236注射成型壓機(jī)注射原理

注射成型產(chǎn)品

2/5/202371.注射機(jī)的主要作用頂出塑件開模與合模動(dòng)作注射結(jié)束，進(jìn)行保壓與補(bǔ)縮在一定壓力和速度下將塑料注入型腔加熱熔融塑料，達(dá)到粘流態(tài)2/5/202382.注射機(jī)的分類注射機(jī)按塑化方式分為：柱塞式和螺桿式。2/5/20239按外形可分為：臥式、立式和角式注射機(jī)。2/5/202310塑料靠料筒壁和分流梭傳熱，柱塞推動(dòng)塑料無混合作用，易產(chǎn)生塑化不均的現(xiàn)象。3.柱塞式注射機(jī)①塑化不均：柱塞式注射機(jī)存在的缺點(diǎn)：⑤易產(chǎn)生層流現(xiàn)象且料筒難于清洗④注射速度不均：2/5/202311很大一部分壓力用在壓實(shí)固體塑料和克服塑料與料筒摩擦。②最大注射量受限：③注射壓力損失大：從柱塞開始接觸塑料到壓實(shí)塑料，注射速度逐漸增加。⑤易產(chǎn)生層流現(xiàn)象且料筒難于清洗④注射速度不均：2/5/2023124.螺桿式注射機(jī)合模注射保壓冷卻開模頂件合模注射冷卻總時(shí)間預(yù)塑2/5/202313螺桿式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：借助螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，材料內(nèi)部也發(fā)熱，均勻塑化，塑化能力大。周期短、效率高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?？沙尚托螤顝?fù)雜、尺寸精度要求高及帶各種嵌件的塑件。加熱料筒內(nèi)的材料滯留少，熱穩(wěn)定性差的材料也很少因滯留而分解。2/5/202314

螺桿式較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，產(chǎn)生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。5.螺桿式注射機(jī)與柱塞式注射機(jī)的比較2/5/202315——又稱注射模塑(InjectionMolding)，主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料的成型。顆粒、粉狀塑料注射機(jī)料筒加熱熔融充模冷卻固化塑件注射成型顆粒、粉狀塑料2/5/202316原料檢驗(yàn)預(yù)處理合模注射裝入料斗保壓裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預(yù)熱預(yù)塑化塑件后處理冷卻加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻、脫模脫模2/5/2023171、注射成型原理2/5/2023182.注射過程3.成型后處理1.成型前準(zhǔn)備原料的檢驗(yàn)、染色和干燥模具清理、涂脫模劑、預(yù)熱嵌件預(yù)熱料筒清理退火處理調(diào)濕處理加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻、脫模2/5/2023191.成型前準(zhǔn)備原料檢驗(yàn)原料染色原料干燥質(zhì)量體積流動(dòng)性水分及揮發(fā)物含量收縮率烘箱干燥紅外線干燥熱板干燥高頻干燥2/5/202320原料外觀檢驗(yàn)及工藝性能測定：包括塑料色澤、粒度及均勻性、流動(dòng)性（熔體指數(shù)、粘度）熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗(yàn)。塑料預(yù)熱和干燥：除去物料中過多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件表面有缺陷或發(fā)生降解，影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。如PA,PC,ABS

1）成形前準(zhǔn)備：2/5/202321物料干燥的方法：小批量生產(chǎn)，采用烘箱干燥；大批量生產(chǎn)，采用沸騰干燥或真空干燥。料筒清洗：當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時(shí)均需清洗料筒。嵌件預(yù)熱：減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。脫模劑的選用：常用脫模劑包括硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。2/5/202322加料

將粒狀或粉狀塑料加入注射機(jī)的料斗。塑化

通過注射機(jī)加熱裝置的加熱，使得螺桿中的塑料原料熔融，成為具有良好的可塑性的塑料熔體。充模

塑化好的塑料熔體在注射機(jī)柱塞或螺桿的推動(dòng)作用下，以一定的壓力和速度經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具型腔。2）注射過程：2/5/202323保壓補(bǔ)縮

從熔體充滿型腔后，在注射機(jī)柱塞或螺桿推動(dòng)下，熔體仍然保持壓力進(jìn)行補(bǔ)料，使料筒中的熔料繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充型腔中塑料的收縮需要，并且可以防止熔體倒流。2/5/202324澆口凍結(jié)后的冷卻

經(jīng)過一段時(shí)間使型腔內(nèi)的熔融塑料凝固成固體，確保當(dāng)脫模時(shí)塑件有足夠的剛度，不致產(chǎn)生翹曲或變形。脫模

塑件冷卻到一定的溫度,推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。2/5/202325由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻不均勻；或由于金屬嵌件的影響或由于塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍?，塑件?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消除之。3）塑件后處理2/5/202326退火處理

將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)（如熱水、熱油和液體石蠟等）或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫的一種熱處理工藝。溫度：高于使用溫度10°-15°或低于熱變形溫度10°-20°時(shí)間：與塑料品種和塑件厚度有關(guān)一般可按每毫米約半小時(shí)計(jì)算。作用：消除塑件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定塑件尺寸，提高結(jié)晶度、穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高其彈性模量和硬度。2/5/202327調(diào)濕處理：將剛脫模的塑件放入加熱介質(zhì)（如沸水、醋酸鉀溶液）中，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法。（主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的塑料，如PA）溫度：100-121℃（熱變形溫度高時(shí)取上限，反之取下限）。時(shí)間：與塑件厚度有關(guān)，通常取2-9h。目的：消除殘余應(yīng)力；使制品盡快達(dá)到吸濕平衡，以防止在使用過程中發(fā)生尺寸變化。2/5/202328溫度壓力時(shí)間料筒溫度噴嘴溫度模具溫度—控制塑料的塑化和流動(dòng)影響塑料的流動(dòng)和冷卻塑化壓力（背壓）注射壓力重要參數(shù)2/5/202329當(dāng)θf(θm)-θd范圍窄時(shí)，料筒溫度取偏低值。料筒后端溫度最低，噴嘴前端最高；在θf(θm)-θd之間，保證塑料熔體正常流動(dòng)，不發(fā)生變質(zhì)分解；1.溫度①料筒溫度：2/5/202330柱塞式料筒溫度高于螺桿式料筒溫度10～20℃。

塑件及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：對于薄壁制件料筒溫度高于厚壁制件；形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制件料筒溫度也應(yīng)高一些。2/5/202331

判斷料筒溫度是否合適，可采用對空注射法觀察或直接觀察塑件質(zhì)量的好壞。對空注射時(shí)，如果料流均勻、光滑、無泡、色澤均勻則說明料溫合適；如果料流毛糙，有銀絲或變色現(xiàn)象，則說明料溫不合適。2/5/202332溫度過高②噴嘴溫度：略低于料筒最高溫度：防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象；但溫度也不能太低，否則易堵塞噴嘴。2/5/2023332/5/202334③模具溫度：溫度過高——成型周期長，翹曲變形，影響尺寸精度；溫度太低——產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，開裂，表面質(zhì)量下降。2/5/202335模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質(zhì)來控制的；也有靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱達(dá)到平衡的方式來保持的；在特殊情況下，也可用電阻絲和電阻加熱棒對模具加熱來保持模具的定溫。但無論怎樣，對塑料熔體來說，都是冷卻的過程。2/5/202336①塑化壓力：在塑料熔融、塑化過程中，熔料不斷移向料筒前端（計(jì)量室內(nèi)），且越來越多，逐漸形成一個(gè)壓力，推動(dòng)螺桿向后退。

2.壓力2/5/202337

塑化壓力增加，熔體的溫度及其均勻性提高、色料的混合均勻并排出熔體中的氣體。但塑化速率降低，延長成型周期。一般操作中，在保證塑件質(zhì)量的前提下，塑化壓力應(yīng)越低越好，一般為6MPa左右，通常很少超過20MPa。2/5/202338②注射壓力：柱塞或螺桿頭部對塑料熔體施加的壓力。注射壓力的大小一般為40～130MPa，它的作用是克服熔體的流動(dòng)阻力，保證一定的充模速率。

注射壓力與塑料品種、注射機(jī)大小類型、模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸、塑件壁厚流程等因素有關(guān)。2/5/202339一般情況下：粘度高的塑料注射壓力>粘度低的塑料；薄壁、面積大、形狀復(fù)雜塑件注射壓力高；模具結(jié)構(gòu)簡單，澆口尺寸較大，注射壓力較低；柱塞式注射機(jī)注射壓力>螺桿式注射機(jī)；料筒溫度、模具溫度高，注射壓力較低。2/5/202340