塑料注射成型技術(shù)課件

塑料注射成型技術(shù)課件第一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射成型的特點(diǎn)與其它成型方法相比較，注塑成型法具有如下特點(diǎn)：①注塑成型能一次加工出外形復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件、成型孔長的塑料制品；②成型周期短；③制品表面粗糙度低，后加工量少；④生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；⑤對各種塑料的加工適應(yīng)性強(qiáng)，能生產(chǎn)加填料改性的某些塑料制品第二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射機(jī)的組成與分類外形分第三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二按注射機(jī)外形特征分臥式立式角式1-鎖模裝置

2-注射裝置

3-機(jī)身角式第四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)1、注射量2、注射壓力3、注射速度、注射速率4、塑化能力5、合模力6、合模裝置的基本尺寸7、空循環(huán)時(shí)間第五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二1、注射量定義：機(jī)器在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量

2、注射壓力★定義：注射時(shí)，螺桿或柱塞端面作用于熔料單位面積上的力?！镒饔茫嚎朔哿狭鹘?jīng)噴嘴、流道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力★最高注射壓力：注射機(jī)能達(dá)到的最大壓力

★注射速度：指注射時(shí)螺桿或柱塞移動(dòng)速度；★注射速率：指單位時(shí)間內(nèi)熔料從噴嘴射出理論容量；速度慢：熔接痕、密度不均、內(nèi)應(yīng)力速度快：熔體破碎、夾雜空氣合理的速度：溫差小、壓力傳遞好、制品品質(zhì)較好★決定因素樹脂性能，工藝條件，制品形狀，壁厚，模具結(jié)構(gòu)及澆口類型等第六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二4、塑化能力★定義：注射機(jī)塑化裝置在1h內(nèi)所能塑化物料的kg數(shù)。5、合模力★定義：注射機(jī)合模裝置對模具所能施加的最大夾緊力★作用：克服注射時(shí)模具型腔所受到的脹模力6、合模裝置的基本尺寸（1）模板尺寸、拉桿間距（2）模板最大開距（3）動(dòng)模板行程（4）模具最大厚度與最小厚度（5）調(diào)模行程第七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二自鎖式特殊用途式直通式噴嘴型式注射機(jī)操作方式第八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射成型工藝過程成型前的準(zhǔn)備；注射過程；制品的后處理。第九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二成型前的準(zhǔn)備一、原料的檢驗(yàn)與處理

1.原料外觀與工藝性能的檢驗(yàn)

a.外觀檢驗(yàn)：指檢查原料色澤、粒子大小及顆度分布情況。

b.工藝性質(zhì)檢驗(yàn)：指檢查原料流動(dòng)性、熔體指數(shù)、收縮率、含水量、分子量、熱性質(zhì)等。

2.原料的處理原料的染色、造粒、干燥、預(yù)熱等。第十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二二、設(shè)備的清洗1.直接法：

a.Tf新>Tf舊時(shí)，T料筒=T新料，加新料對空注射。

b.Tf新<Tf舊時(shí)，T料筒=T舊料，切斷加熱電源后加新料清洗。2.間接法3.料筒清洗劑法成型前的準(zhǔn)備第十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二成型前的準(zhǔn)備三、嵌件的預(yù)熱與安裝

1.嵌件的安裝：帶有嵌件的塑料制品在注射前，必須將嵌件放進(jìn)模具內(nèi)的預(yù)定位置。

2.預(yù)熱原因：嵌件溫度低于模具溫度，使熔體在嵌件周圍冷卻快，收縮快，在模腔表面冷卻慢，收縮慢，使制品內(nèi)應(yīng)力↑，強(qiáng)度↓。

3.預(yù)熱溫度：第十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二四、脫模劑的選用種類：

a.硬脂酸鋅：除PA，一般塑料用

b.石蠟：用于PAc.硅油：效果最好，但價(jià)格較貴成型前的準(zhǔn)備第十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程一、加料量的確定1、原則應(yīng)保持加料量的穩(wěn)定性；應(yīng)留有一定的余量以用于保壓補(bǔ)料及緩沖。第十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程二、塑化

1.塑化：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并有良好可塑性的全過程。

第十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程三、流動(dòng)與冷卻1.是指從螺桿開始推動(dòng)具有流動(dòng)性的熔融塑料注入模具起，直到制品從模具中脫出為止。2.流動(dòng)過程分段：①物料在料筒中的流動(dòng)

第十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程三、流動(dòng)與冷卻②模具中的流動(dòng)

a.充模階段：從螺桿開始注射至模腔被熔體充滿止第十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程三、流動(dòng)與冷卻②模具中的流動(dòng)

b.保壓：從熔體充滿模腔起到螺桿撤回止。原因：防止冷卻過程導(dǎo)致制品內(nèi)部出現(xiàn)空洞。

c.倒流階段：從螺桿開始回退至澆口熔體凍結(jié)時(shí)止。原因：澆口凍結(jié)前退回螺桿，模腔壓力高于流道壓力時(shí)會(huì)發(fā)生倒流現(xiàn)象d.冷卻階段：從澆口凍結(jié)到制品脫模止。該階段制品的溫度、壓力、體積繼續(xù)下降，到制品脫模時(shí)，模內(nèi)壓力減小，但模內(nèi)壓力不一定與外界壓力相等，其差值稱為殘余壓力。第十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二注射過程保壓時(shí)間長，殘余壓力大；保壓時(shí)間短，殘余壓力小；殘余壓力為正時(shí)，脫模困難；殘余壓力為負(fù)時(shí)，因保壓時(shí)間短，制品表面易有陷痕或內(nèi)部有真空泡；一般希望殘余壓力為零。第十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二后處理一、后處理原因塑料在料筒內(nèi)塑化不均勻及在模腔內(nèi)冷卻速度不同而導(dǎo)致產(chǎn)生不同的結(jié)晶、定向和不均勻收縮，從而使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并在貯存和使用中常會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，光學(xué)性能變壞，表面產(chǎn)生銀紋，甚至變形開裂。第二十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二后處理二、退火和調(diào)濕

1.退火處理：將制品在一定溫度的液體或烘箱中靜置一定時(shí)間。退火溫度：在Tg~Tf間或0.8Tm左右。在制品使用溫度以上10~20℃或低于塑料的熱變形溫度10~20℃為宜。退火實(shí)質(zhì)：

a.使強(qiáng)迫冷凍的分子鏈得以松弛，消除內(nèi)應(yīng)力；

b.提高結(jié)晶度，穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長率第二十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二2.調(diào)濕處理：

PA類，將剛脫模的制品放入熱水中，加快達(dá)到吸濕平衡，且隔絕空氣，以防氧化。調(diào)濕原因：PA類

a.高溫與氧接觸易氧化；

b.易吸水膨脹，得到穩(wěn)定的尺寸要較長時(shí)；

c.適量的水份對PA起類似增塑劑的作用。后處理第二十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二三、注射工藝參數(shù)分析溫度機(jī)筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度壓力預(yù)塑壓力、注射壓力、保壓壓力時(shí)間注射時(shí)間、保壓時(shí)間第二十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二一、料筒溫度料筒溫度影響塑化質(zhì)量及聚合物制品的取向。

1.料筒溫度的確定（Tf/Tm~Td之間）

a.從物料的特性考慮：能保證物料具備充模流動(dòng)性前提下，溫度取低值有利于提高效率。溫度第二十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二溫度b.從設(shè)備考慮：螺桿式注射機(jī)料筒溫度可選得低一些，柱塞式注射機(jī)可選得高一些，視具體情況而定。c.從制品的形狀與結(jié)構(gòu)考慮：對薄壁制品，料筒溫度較高；厚壁制品，料筒溫度較低；形狀復(fù)雜或帶嵌件的制品，料筒溫度要較高。

d.從工藝條件間關(guān)系考慮：注射壓力大，注射速度快，可用較低的料筒溫度。第二十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二成型收縮率注射壓力降制品光潔度流動(dòng)長度料溫指標(biāo)增加溫度第二十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二溫度二、噴嘴溫度

1.噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，防止熔料在直通式噴嘴可能發(fā)生的“流涎現(xiàn)象”。

2.要求：調(diào)節(jié)靈活、方便，因此噴嘴與料筒溫度是分開的。第二十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二溫度三、模具溫度

1.模具溫度的確定

a.從塑料性質(zhì)考慮：對無定型聚合物，充模順利時(shí)模具溫度可取低一些；對粘度高的物料，模溫高一些；對結(jié)晶聚合物，提高模溫有利于結(jié)晶。

b.從制品性能要求考慮：若制品要求聚合物結(jié)晶度高，模溫較高；若制品要求聚合物不結(jié)晶度，采取低模溫加強(qiáng)冷卻；對取向度要求高的制品，選取低模溫，高注射壓力。第二十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二溫度

c.從制品的形狀與尺寸考慮：對厚制品，采用較高模溫；對薄制品，采用較低模溫。

d.從其它工藝條件考慮：料筒溫度高，模溫高2.模溫控制方式：

a.通過定溫的冷卻介質(zhì)來控制；

b.將物料注入模具自然升溫，自然散熱達(dá)到平衡后，而保持一定的模溫；

c.采用電加熱圈或加熱棒來保持定溫。第二十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二溫度冷卻時(shí)間成型收縮率充模壓力制品光潔度制品密度或結(jié)晶度模溫指標(biāo)增加制品繞曲度流動(dòng)性充模壓力生產(chǎn)率第三十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二壓力一、注射壓力

1.作用：克服料筒、噴嘴、澆注系統(tǒng)、型腔的流動(dòng)阻力，給予熔體一定充模速度，并對熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)料。

2.注射壓力與油缸表壓關(guān)系：

P表壓·B=P注·AP表壓=P注·A/BB：油缸活塞面積

A：螺桿橫截面積第三十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二壓力3.注射壓力選擇選擇依據(jù)：物料流動(dòng)性、制品形狀尺寸、模具、其它相關(guān)工藝條件。

a.對熔體粘度大、玻璃化溫度高的物料，采用較高注射壓力；

b.對薄壁制品要采用高壓。

第三十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二壓力4.料筒溫度與注射壓力的關(guān)系料溫高時(shí)，注射壓力小一些；料溫低時(shí)，注射壓力大一些。第三十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二壓力二、塑化壓力（背壓）對注射工藝的影響：

a.影響塑化質(zhì)量：塑化壓力高，有利于提高塑化，但對熱敏性聚合物不利。

b.對塑化量的影響：背壓高，塑化量降低。

c.背壓高，物料壓力大，當(dāng)壓力大于噴嘴封閉料流的壓力，會(huì)有流涎現(xiàn)象。

d.背壓高，螺桿扭矩高，對塑化電機(jī)的負(fù)荷大。綜上，一般背壓應(yīng)在保證制品質(zhì)量優(yōu)良的前提下越低越好，一般<2MPa，在高精度塑件的注射中也有采用較高的背壓。第三十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二時(shí)間一、充模時(shí)間充模時(shí)間反比于注射速率，通?？捎米⑸渌俣确从吵淠r(shí)間。

1.注射速度對成型過程、制品質(zhì)量的影響

a.充模速度增大，熔體流動(dòng)長度增加，粘度降低，模腔壓力大，制品各部分的熔接縫強(qiáng)度提高。

b.速度過大，會(huì)使熔體由層流變?yōu)橥牧?，?yán)重時(shí)引起噴射流流動(dòng)而帶入空氣而導(dǎo)致局部燒傷及分解。

c.快速注射能順利排出空氣，制品質(zhì)量較均勻；注射速度過慢會(huì)延長充模時(shí)間并導(dǎo)致欠注、分層和熔接痕強(qiáng)度低，降低制品強(qiáng)度和表面質(zhì)量。第三十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二時(shí)間2.充模速度的確定：先以低壓慢速注射，然后根據(jù)制品的成型情況調(diào)整。

注：通常Tg高、粘度大、薄壁、長流程制品應(yīng)采取較高的注射速度。第三十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二時(shí)間二、保壓時(shí)間

1.保壓時(shí)間是對型腔內(nèi)塑料壓實(shí)時(shí)間，在整個(gè)注射時(shí)間所占比例較大，一般為20~120s。不對

2.在澆口處熔料封凍前，保壓時(shí)間對制品尺寸準(zhǔn)確性有影響；封凍后，則無影響。

3.保壓時(shí)間長短的選定，主要受到料筒溫度、模溫及主流道和澆口的大小的影響。料筒溫度低，模溫低，澆口小，保壓時(shí)間短。第三十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二時(shí)間三、冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間取決于制品的厚度、塑料的熱性能、結(jié)晶性能，模具溫度、料筒溫度。其要求是保證制品脫模時(shí)不變形。應(yīng)在塑件冷卻至材料的熱變形溫度以下脫模。第三十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二舉例：PS的注射成型1.吸濕性很小成型前可不干燥。若要干燥，可在70~80℃范圍內(nèi)干燥2~4小時(shí)。2.流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性都很好成型溫度范圍寬，粘度大小適宜，而且粘度對剪切速率和溫度都敏感?？刹捎寐輻U式注射機(jī)，也可采用柱塞式注射機(jī)。料筒溫度可控制在140~260℃，噴嘴溫度170~190℃，注射壓力60~150MPa。第三十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二舉例：PS的注射成型3.PS分子柔順性很差，在成型過程中容易產(chǎn)生分子定向和內(nèi)應(yīng)力，分子松弛也慢，內(nèi)應(yīng)力不能自行消失，常導(dǎo)致制品開裂。為防止開裂，模溫應(yīng)高一些，一般控制在60~80℃，而且要求模腔中任意兩處的溫差應(yīng)低于3~6℃?？刹扇「吡蠝兀妥⑸鋲毫?，較短的保壓時(shí)間，甚至可采用不保壓等措施以降低取向應(yīng)力。4.PS的抗沖強(qiáng)度低，熱膨脹系數(shù)大，不宜帶金屬嵌件。5.后處理：

65~80℃熱水處理1~3h，然后緩冷至室溫第四十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二ABS吸濕性（干燥）>>>ABS塑料的吸濕性相對水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀氣泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。第四十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二工藝方面

料溫太高，造成分解。機(jī)筒溫度過高或加熱失調(diào)，應(yīng)逐段減低機(jī)筒溫度。加料段溫度過高，使一部分塑料過早熔融充滿螺槽，空氣無法從加料口排出。

注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密貼。

注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。

料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。

第四十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二（2）工藝方面機(jī)筒、噴嘴溫度太低，調(diào)高它。如果物料容易降解，則應(yīng)降低機(jī)筒、噴嘴的溫度。降低螺桿預(yù)塑背壓壓力和轉(zhuǎn)速，使料稍為疏松，并減少塑料因剪切過熱而造成的降解。模溫太高，脫模困難；模溫太低，塑料過早冷卻，熔接縫融合不良，容易開裂，特別是高熔點(diǎn)塑料如聚碳酸酯等更是如此。

型腔型芯要有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?。型芯難脫模時(shí)，要提高型腔溫度，縮短冷卻時(shí)間；型腔難脫時(shí)，要降低型腔溫度，延長冷卻時(shí)間。第四十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期二防涎量1、作用