擠出成型和注射成型

1、擠出成型,擠出成型： 擠出成型是借助螺桿的擠壓作用,使塑化均勻的塑料強(qiáng)行通過(guò)機(jī)頭而成為具有恒定截面的連續(xù)制品，如管、板、絲、薄膜、電線電纜等。擠出成型是塑料成型加工中重要方法之一。,擠出成型制品舉例,塑料擠出成型工藝流程,擠出過(guò)程： 加料在螺桿中熔融塑化機(jī)頭口模擠出定型冷卻牽引切割,擠出成型的特點(diǎn): 連續(xù)化,效率高,質(zhì)量穩(wěn)定 應(yīng)用范圍廣 設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,見(jiàn)效快 生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生,勞動(dòng)強(qiáng)度低 適于大批量生產(chǎn),適用的樹(shù)脂材料： 絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂及密胺樹(shù)脂等 應(yīng)用： 塑料薄膜、網(wǎng)材、帶包覆層的產(chǎn)品、截面一定長(zhǎng)度連續(xù)

2、的管材、板材、片材、棒材、打包帶、單絲和異型材等等，還可用于粉末造粒、染色、樹(shù)脂摻和等。,一、擠出設(shè)備,由： 擠出機(jī) 機(jī)頭 口模 輔機(jī)等組成,（一） 擠出設(shè)備組成,單螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu),單螺桿擠出機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、塑化系統(tǒng)、加熱與冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。 擠出系統(tǒng)是最主要的系統(tǒng)，它由料筒、螺桿、多孔板和過(guò)濾網(wǎng)組成。,雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu),（二）擠出機(jī)的工作過(guò)程,普通單螺桿擠出機(jī)的工作過(guò)程,雙螺桿擠出原理,雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu),雙螺桿擠出的特點(diǎn),與單螺桿擠出機(jī)相比，雙螺桿擠出機(jī)具有以下特點(diǎn)： 1、較高的固體輸送能力和擠出產(chǎn)量； 2、自潔能力； 3、混合塑化能力高； 4、較低的塑化溫度，減小

3、分解可能； 5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。,（三）螺桿的幾種形式,常用的是等距不等深螺桿,二、熔體輸送理論,a. 正流： 正流(拖曳流)Qd(cm3/h)是物料沿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)。它是由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，物料在螺桿根部與機(jī)筒間形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的流動(dòng)。正流決定擠出量大小. b.逆流： 逆流（反流）Qp：與Qd相反的流動(dòng)。由機(jī)頭、多孔板等阻力元件對(duì)熔體的反壓力造成，也叫壓力流，隨機(jī)頭壓力的升高而增加。,熔體有四種形式的流動(dòng),c. 環(huán)流： 橫流（環(huán)流）Qt：由分速度Vbx引起的在螺槽內(nèi)與正流垂直的流動(dòng)。對(duì)總擠出量影響不大，可忽略不計(jì)，但對(duì)熔體的混合、塑化、熱交換起重要作用。 d. 漏流： 漏流Ql：是物料由

4、于機(jī)頭阻力元件引起的反向流動(dòng)。漏流沿螺桿與料筒間隙向加料口方向流動(dòng)，可降低擠出量。正常情況Ql很小，為0.10.6mm，當(dāng)磨損嚴(yán)重時(shí)，Ql的急劇大。,熔體輸送能力的分析,熔體的輸送 Q = Qd - Qp - Ql, 實(shí)際的流動(dòng)形式為：熔體沿螺槽螺旋前進(jìn)。類(lèi)似彈簧纏繞在螺槽內(nèi)。 忽略Ql，經(jīng)計(jì)算熔體輸送能力為： 機(jī)頭阻力加大P，Q產(chǎn)量下降。 轉(zhuǎn)速N，Q提高。 螺桿直徑增加D，Q產(chǎn)量明顯增加。所以要得 到高的產(chǎn)量，增大螺桿直徑是最有效的手段之一。 螺桿長(zhǎng)度L，Q，擠出穩(wěn)定性增加。 螺槽深度h增加，擠出穩(wěn)定性下降。,三、普通三段式單螺桿存在的問(wèn)題,目前，一般單螺桿多采用等距不等深螺桿，加料段常和均

5、化段螺槽深度不變，壓縮段螺槽逐漸變淺。這種螺桿可以滿足一般的擠出成型，但存在以下幾方面的問(wèn)題： 1. 熔融效率低 熔融段熔體與固體床共同存在于一個(gè)螺槽中，減小了料筒壁與固體床的接觸面積；固體床隨著熔融解體，部分碎片進(jìn)入熔體中，很難從剪切獲得熱量，這樣，固體床不能徹底熔融；另外，已熔物料與料筒壁接觸，從料筒壁和熔膜處獲取熱量，溫度繼續(xù)升高過(guò)熱。,2. 壓力、溫度和產(chǎn)量波動(dòng)大 固體輸送時(shí)又與螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較高頻率的波動(dòng)， 由于熔融過(guò)程的不穩(wěn)定性產(chǎn)生低頻波動(dòng)， 溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性差或環(huán)境因素的變化引起的波動(dòng)。 3. 混合效果差 不能很好適應(yīng)一些特殊塑料的加工或混煉、著色工藝過(guò)程。,四、新型螺桿,用于含水

6、和易產(chǎn)生揮發(fā)組分的物料 排氣原理：物料到排氣段時(shí)已基本塑化，由于該段螺槽突然加深，壓力驟降，氣體從熔體中逸處，從排氣口排出。,1、排氣式螺桿,2、分離型（屏障型）螺桿,原理：在螺桿熔融段再附加一條螺紋，將原來(lái)一個(gè)螺紋所形成的螺槽分為兩個(gè)，將已熔物料和未熔物料盡早分離，促進(jìn)未熔料盡快熔融。,不同類(lèi)型屏障型螺桿舉例,3、銷(xiāo)釘型螺桿,原理： 物料流經(jīng)過(guò)銷(xiāo)釘時(shí)，銷(xiāo)釘將固體料或未徹底熔融的料分成許多細(xì)小料流，這些料流在兩排銷(xiāo)釘間較寬位置又匯合，經(jīng)過(guò)多次匯合分離，物料塑化質(zhì)量得以提高。 銷(xiāo)釘設(shè)置在熔融區(qū)，排列形狀有人字形、環(huán)形等，銷(xiāo)釘形狀有圓柱形、菱形、方形等。,4、混合螺桿,在熔融段末或均化段增設(shè)置混合

7、、混煉、剪切、均化等作用的元件，可以提高混合的均勻性、混煉效果好，混色均勻，分散性好。,注射成型,一、成型方法簡(jiǎn)介,注射成型也稱注塑，是塑料的一種重要的間歇式成型方法。 成型過(guò)程： 注射成型是將粒狀或粉狀塑料從注射成型機(jī)的料斗送入機(jī)簡(jiǎn)內(nèi)加熱熔融塑化后，在柱塞或螺桿加壓下，物料被壓縮并向前移動(dòng)，通過(guò)機(jī)簡(jiǎn)前端的噴嘴，以很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的冷卻定型后，開(kāi)啟模具即得制品。這種成型方法是一種間歇式的操作過(guò)程。 原料： 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些熱固性塑料，如酚醛塑料等。,4. 成型周期 注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等

8、。周期的長(zhǎng)短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機(jī)的類(lèi)型以及所采用的塑料品種和工藝條件等。 5. 產(chǎn)品 注射成型可生產(chǎn)各種形狀、尺寸、精度滿足各種要求的制品。 注射成型制品的重量從一克到幾十公斤不等，視需要而定。,注塑成型特點(diǎn),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； 成型塑料品種多； 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 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2030。注射成型是一種比較先進(jìn)的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動(dòng)化方向發(fā)展。,注射成型產(chǎn)品示例,二、注射成型原理,注射機(jī)的分類(lèi),根據(jù)塑化方式不同分為： 柱塞式注射機(jī) 螺桿式注射機(jī),螺桿式注射機(jī),柱塞

9、式注射機(jī)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、但壓力損失大、塑化不均勻以，不適合熱敏性塑料。 實(shí)際應(yīng)用： 目前工廠中廣泛使用的是螺桿式注射機(jī)，60g以下的小型制件多用柱塞式。,根據(jù)排列方式不同分類(lèi)：臥式、立式、角式,注射機(jī)的組成,注射系統(tǒng),作用：將物料塑化，并在很高的壓力和較快的速度下，通過(guò)柱塞/螺桿的推擠，將熔融塑料注射入型腔 組成：料斗、加料裝置、料筒、螺桿、柱塞和分流梭、噴嘴。,（一）塑化裝置 、料斗、加料計(jì)量裝置、料筒 、螺桿 與擠出裝置大致相同 2、注射螺桿與擠出螺桿的不同： 注射螺桿在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)有軸向運(yùn)動(dòng)，有效長(zhǎng)度是變化 的。 長(zhǎng)徑比小，只需塑化，不需穩(wěn)定。 螺槽深以提高生產(chǎn)率。 加料段較長(zhǎng)。 螺桿頭

10、部多為尖頭，有的加止逆環(huán)。,螺桿頭部結(jié)構(gòu),要注意防止出現(xiàn)熔融塑料積存、回流現(xiàn)象。 一般大的塑料，用錐行尖頭；小的塑料，必須裝止逆環(huán)以防回流。,噴嘴,作用： 保持較高注射壓力和速度，使物料進(jìn)一步塑化 類(lèi)型： 直通式、自鎖式、杠桿針閥式等。物料粘度大，熱穩(wěn)性差，用大口徑直通式；粘度小，用自鎖式和杠桿針閥式。,自鎖式噴嘴,自鎖式噴嘴的原理,合模裝置,組成： 導(dǎo)柱、固定模板、調(diào)模裝置、頂出裝置 。 分類(lèi)： 機(jī)械式、液壓式、機(jī)械液壓式。 作用： 開(kāi)啟閉合模具、鎖模、 脫出。,模具,液壓和電器控制系統(tǒng),注射成型機(jī)是由塑料塑化、模具閉合、注射入模、壓力保持、制品固化定型、開(kāi)模取出制品等多道工序組成的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。液