注射成型的原理、特點(diǎn)、工藝及應(yīng)用

塑料成型工藝討論課注射成型原理、工藝、特點(diǎn)及應(yīng)用班級(jí)：模具一班小組成員：辛策崔忠榮梁培新指導(dǎo)老師：張濤注射模分類注射模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、注射成型原理

將粒狀或粉狀的塑料加入到注射機(jī)的料斗，在注射機(jī)內(nèi)塑料受熱熔融并使之保持流動(dòng)狀態(tài)，然后在一定壓力下注入閉合的模具，經(jīng)冷卻定型后，熔融的塑料就固化成為所需的塑件。注射成型工藝過(guò)程柱塞式問(wèn)題：柱塞式注射模原理圖螺桿式充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段二、注射成型特點(diǎn)

注射成型的生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高，采用注射成型可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜，尺寸要求高及帶有各種嵌件的塑件，這是其它塑料成型方法都難以達(dá)到的；其次，注射成型在生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如注射、脫模、切除澆口等操作過(guò)程都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而注射成型得到了廣泛的應(yīng)用。三、注射成型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：成型周期短、生產(chǎn)效率高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定適應(yīng)范圍廣缺點(diǎn)：注塑設(shè)備價(jià)格較高；注塑模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不適合于單件小批量的塑件生產(chǎn)。

四、注射成型的應(yīng)用

除少數(shù)熱塑性塑料（氟塑料）外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型方法生產(chǎn)塑件。注射成型不僅用于熱塑性塑料的成型，而且已經(jīng)成功地應(yīng)用于熱固性塑料的成型。目前，其成型制品占目前全部塑料制品的20－30％。為進(jìn)一步擴(kuò)大注射成型塑件的范圍，還開發(fā)了一些專門用于成型有特殊性能或特殊結(jié)構(gòu)要求塑件的專用注射技術(shù)．如高精度塑件的精密注射、復(fù)合色彩塑件的多色注射、內(nèi)外由不同物料構(gòu)成的夾芯塑件的夾芯注射和光學(xué)透明塑件的注射壓縮成型等

五、注射成型工藝過(guò)程

成型前準(zhǔn)備

注射過(guò)程

塑件后處理1、成型前準(zhǔn)備

原料外觀檢驗(yàn)及工藝性能測(cè)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(guò)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。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

注射過(guò)程

加料：將粒狀或粉狀塑料加入注射機(jī)的料斗。塑化：通過(guò)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(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具型腔。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。澆口凍結(jié)后的冷卻：經(jīng)過(guò)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。3、塑件后處理

后處理原因及作用：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(guò)程中產(chǎn)生變形或開裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消除。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。一般低溫長(zhǎng)時(shí)間，高溫短時(shí)間。a、溫度：高于使用溫度10°~15°或低于熱變形溫度10°~20°。b、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。C、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。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）a、溫度：100~121℃（熱變形溫度高時(shí)取上限，反之取下限）。b、時(shí)間：保溫時(shí)間與塑件厚度有關(guān)，通常取2~9h。C、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(guò)程中發(fā)生尺寸。六、注射成型的工藝參數(shù)

1、溫度2、壓力3、時(shí)間1、溫度

料筒溫度應(yīng)在粘流溫度（或熔點(diǎn)）和熱分解溫度之間。柱塞式料筒溫度高于螺桿式料筒溫度10～20℃。

塑料特性：熱敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要嚴(yán)格控制料筒的最高溫度和在料筒中的停留時(shí)間；增加玻璃纖維的熱塑性塑料由于流動(dòng)性差而要適當(dāng)提高料筒溫度。熱固性塑料為防止熔體在料筒時(shí)發(fā)生早期硬化，料筒溫度趨向取小值。

塑件及模具結(jié)構(gòu)：對(duì)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。

料筒溫度的分布，一般遵循前高后低的原則，即料筒后段（加料口）溫度最低，噴嘴溫度最高。對(duì)螺桿式注射機(jī)為防止因螺桿與熔料、熔料與熔料、熔料與料筒之間的剪切摩擦熱而導(dǎo)致塑料熱降解，可使料筒前段溫度略低于中段。判斷料筒溫度是否合適，可采用對(duì)空注射法觀察或直接觀察塑件質(zhì)量的好壞。對(duì)空注射時(shí)，如果料流均勻、光滑、無(wú)泡、色澤均勻則說(shuō)明料溫合適；如果料流毛糙，有銀絲或變色現(xiàn)象，則說(shuō)明料溫不合適。a）料筒溫度一般略低于料筒最高溫度，以防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。但不能過(guò)低，否則熔料在噴嘴處會(huì)出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影響塑件的質(zhì)量。b）噴嘴溫度C）模具溫度

模具溫度的高低決定于塑料的特性、塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求及其它工藝條件。模具溫度↑，流動(dòng)性↑，密度和結(jié)晶度↑，收縮率和生產(chǎn)率↓。

模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質(zhì)來(lái)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(lái)保持一定的溫度；在特殊情況下，也可用電阻絲和電阻加熱棒對(duì)模具加熱來(lái)保持模具的定溫。但無(wú)論怎樣，對(duì)塑料熔體來(lái)說(shuō)，都是冷卻的過(guò)程。2、壓力

指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)所受的壓力。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(zhǎng)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(guò)20MPaa）塑化壓力(背壓)

制品收縮率降低熔體密度增加局部過(guò)熱燒焦模腔內(nèi)壓很高溫度分布不均翹曲變形背壓提高對(duì)于柔性高分子黏度降低剪切作用加大對(duì)于熱敏性材料導(dǎo)致塑料降解b）注射壓力：指柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料熔體所施加的壓力。作用：注射時(shí)克服熔體流動(dòng)充模過(guò)程中的流動(dòng)阻力，使熔體具有一定的充模速