§4.3-注射成型的工艺参数

§4.3注射成型的工艺参数影响注射成型工艺的重要参数:温度、压力和时间是。1.温度成型过程中需控制的温度种类：料筒温度喷嘴温度模具温度——料筒温度、喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动。——模具温度则影响塑料的流动和冷却定型。§4.3注射成型的工艺参数(1)料筒温度料筒温度的选择原则:与塑料的品种、特性有关。——不同的塑料具有特定的粘流态温度或熔点。——为保证塑料熔体的正常流动，不使物料发生过热分解。料筒最适合的温度范围：在粘流温度或熔点温度θf(或θm)和热分解温度θd之间。§4.3注射成型的工艺参数——平均相对分子质量偏高、温度分布范围较窄的塑料：——选择较高的料筒温度（玻璃纤维增强塑体）。——用柱塞式塑化装置的塑料和注射压力较低、塑件壁厚较小时：——应选择较高的料筒温度。反之，则选择较低的料筒温度。§4.3注射成型的工艺参数注意问题：1.料筒温度太高——塑料易产生低分子化合物和分解成气体，使塑料表面变色，产生气泡、银丝及斑纹，导致性能下降。——会使得模腔中塑料内外冷却不一致，塑件易产生应力和凹痕。——熔料的温度高，流动性好，易产生溢料、溢边等缺陷。§4.3注射成型的工艺参数2.料筒温度太低——熔体流动性差，易产生熔接痕、充填不足、波纹等缺陷。——塑料冷却时易产生应力，塑件容易产生变形或开裂等现象。3.料筒的温度分布原则采用前高后低的原则。——即料筒的加料口(后段)处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应比中段、前段温度低5～10℃。§4.3注射成型的工艺参数吸湿性偏高的塑料：料筒后段温度偏高一些；螺杆式注射机：料筒前段温度略低于中段——以防止由于螺杆与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料产生热降解现象。——螺杆式和柱塞式注射机由于其塑化过程不同，料筒温度的选择也不同。在注射同一种塑料时，螺杆式注射机料筒温度可比柱塞式注射机料筒温度低10～20℃。§4.3注射成型的工艺参数为避免熔料在料筒中过热降解——必须控制熔料在料筒内的滞留时间。(2)喷嘴温度喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度。喷嘴温度太高：熔料在喷嘴处产生流涎现象，塑料易产生热分解现象。喷嘴温度太低：易产生冷块或僵块，使熔体产生早凝，其结果是凝料堵塞喷嘴，或是将冷料注入模具型腔，导致成品缺陷。§4.3注射成型的工艺参数(3)模具温度模具温度的影响：对熔体的充模流动能力塑件的冷却速度成型后的塑件性能模具温度选择原则：根据塑料的分子结构特点、塑件的结构及性能要求和其他成型工艺条件(熔体温度、注射速度、注射压力和模塑周期等)。§4.3注射成型的工艺参数提高模具温度的优点：改善熔体在模具型腔内的流动性增加塑件的密度和结晶度减小充模压力和塑件中的应力提高模具温度的缺点：冷却时间会延长，冷却速度慢，产生粘模现象收缩率大和脱模后塑件的翘曲变形会增加降低生产率§4.3注射成型的工艺参数降低模具温度的优点：能缩短冷却时间，提高生产率。降低模具温度的缺点：过低时，熔体在模具型腔内的流动性能会变差，使塑件产生较大的应力和明显的熔接痕等缺陷。模具温度较低：对降低塑件的表面粗糙度值、提高塑件的表面质量有利。§4.3注射成型的工艺参数降低模具温度的措施：采用定温的冷却介质或制冷装置来控制；提高模具温度的措施：用加热装置对模具加热来保持模具的温度。——对塑料熔体，注射过程都是冷却过程。为了使塑料成型和顺利脱模，模具的温度应低于塑料的玻璃化温度θg或工业上常用的热变形温度。§4.3注射成型的工艺参数——高粘度塑料：流动性差和充模能力弱，为了获得致密的组织结构，必须采用较高的模具温度；——对于粘度较小、流动性好的塑料：可采用较低的模具温度，这样可缩短冷却时间，提高生产效率。——对于壁厚大的制件：充模和冷却时间较长，温度过低，易使塑件内部产生真空泡和较大的应力，不宜采用较低的模具温度。§4.3注射成型的工艺参数在生产过程中，模具温度的确定原则：需要根据塑料品种和塑件的复杂程度确定。满足注射过程要求的温度下，采用尽可能低的模具温度，以加快冷却速度，缩短冷却时间；模具温度保持在比热变形温度稍低的状态下，使塑件在比较高的温度下脱模，然后自然冷却，可以缩短塑件在模内的冷却时间。ABS塑料成型中小型塑件的温度参数选择：预热干燥温度：80～85℃；§4.3注射成型的工艺参数料筒温度：后段150～170℃；中段165～180℃；前段180～200℃；喷嘴温度：170～180℃；模具温度：50～80℃；后处理温度：70℃。§4.3注射成型的工艺参数2.压力注射成型过程中压力的种类：塑化压力；注射压力；保压压力——它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。(1)塑化压力塑化压力（螺杆背压）：它是指采用螺杆式注射机注射时，螺杆头部熔料在螺杆转动时所受到的压力。——压力大小可通过液压系统中的溢流阀调整。§4.3注射成型的工艺参数注射中，影响塑化压力大小的因素：螺杆的设计塑件质量的要求塑料的种类增加塑化压力的优点：——三个因素和螺杆的转速都不变。增加塑化压力会提高熔体的温度，并使熔体的温度均匀、色料混合均匀并排除熔体中的气体。增加塑化压力的缺点：降低塑化速率，延长成型周期，甚至可能导致塑料的降解。§4.3注射成型的工艺参数生产中塑化压力的选择原则:保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越好，其具体数值随所用塑料的品种而定。一般为6～20MPa。1)注射聚甲醛:较高的塑化压力会使塑件的表面质量提高;但可能使塑料变色、塑化速率降低和流动性下降。§4.3注射成型的工艺参数2)注射聚酰胺:塑化压力必须降低，否则塑化速率将很快降低。——因为螺杆中逆流和漏流增加的缘故。——如需增加料温，则应采用提高料筒温度的方法。3）聚乙烯：热稳定性较高，提高塑化压力不会有降解的危险，这有利于混料和混色，不过塑化速率会随之降低。§4.3注射成型的工艺参数(2)注射压力注射压力：是指柱塞或螺杆轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。——注射机压力表指示出注射压力的大小，一般在40～130MPa之间，压力的大小可通过注射机的控制系统来调整。注射压力的作用：是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔体一定的充型速率以便充满模具型腔。§4.3注射成型的工艺参数影响注射压力的大小的因素：注射机的类型塑料的品种模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度模具温度塑件的壁厚流程的大小——目前难以作出具有定量关系的结论。——在相同条件下，柱塞式注射机的注射压力应比螺杆式注射机的注射压力大。§4.3注射成型的工艺参数影响塑料流动阻力的因素：1.注射压力的大小。2.塑料与模具浇注系统及型腔之间的摩擦系数和塑料自身的熔融粘度。——摩擦系数和熔融粘度越大，注射压力应越高。——同一种塑料流动时其与模具的摩擦系数和熔融粘度是随料筒温度和模具温度而变动的。3.是否加有润滑剂有关。§4.3注射成型的工艺参数注射压力太高：塑料的流动性提高，易产生溢料、溢边，塑料在高压下强迫冷凝，易产生应力，塑件易粘模，脱模困难，塑件容易变形，但不易产生气泡。注射压力太低：塑料的流动性下降，成型不足，产生熔接痕迹，不利于气体从熔料中溢出，易产生气泡，冷却中补缩差，会产生凹痕和波纹等缺陷。§4.3注射成型的工艺参数(3)保压压力保压压力：型腔充满后，继续对模内熔料施加的压力。保压压力的作用：是使熔料在压力下固化，并在收缩时进行补缩，从而获得健全的塑件。保压压力等于或小于注射时注射压力的原因：1）注射和压实时的压力相等，则往往可以使塑件的收缩率减小，并且它们的尺寸稳定性较好。缺点是会造成脱模时的残余压力过大和成型周期过长。§4.3注射成型的工艺参数但对结晶性塑料来说，使用这种方法成型周期不一定增长，因为压实压力大时可以提高塑料的熔点。——如聚甲醛，如果压力加大到50MPa，则其熔点可提高90℃，脱模可以提前。2）保压大小也会对成型过程产生影响，保压压力太高，易产生溢料、溢边，增加塑件的应力；保压压力太低，会造成成型不足。§4.3注射成型的工艺参数3.时间(成型周期)成型周期：完成一次注射成型过程所需的时间。成型周期的组成：合模时间注射时间保压时间模内冷却时间其他时间§4.3注射成型的工艺参数(1)合模时间合模时间：是指注射之前模具闭合的时间。——合模时间太长，则模具温度过低，熔料在料筒中停留时间过长；——合模时间太短，模具温度相对较高。(2)注射时间注射时间：是指注射开始到充满模具型腔的时间(柱塞或螺杆前进时间)。§4.3注射成型的工艺参数——小型塑件注射时间一般为3～5s；——大型塑件注射时间可达几十秒；——注射时间中的充模时间与充模速度成反比；注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降。——对剪切速率敏感的塑料尤其这样。§4.3注射成型的工艺参数(3)保压时间保压时间：是指型腔充满后继续施加压力的时间(柱塞或螺杆停留在前进位置的时间)，一般为20—25s，特厚塑件可高达5～10min。保压时间过短：塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定；保压时间过长：加大塑件的应力，产生变形、开裂，脱模困难。保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。(4)模内冷却时间模内冷却时间是指塑件保压结束至开模以前所需的时间(柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中)。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在30～120s之间。冷却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难、易变形、结晶度高等；冷却时间过短，塑件易产生变形等缺陷。(5)其他时间其他时间是指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件等时间。此外还有塑化时间，它是指螺杆开始转动至预塑结束所需的时间。不过，塑化是在保压结束后就开始的，已经包含在模内冷却时间内，因此不能重复计算在成型周期内。螺杆转速快，剪切热加大，塑化时间缩短；螺杆转速慢，剪切热减少，塑化时间增长。模具的成型周期直接影响到生产率和注射机使用率，因此，生产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间。整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，他们对塑件的质量均有决定性影响。§4.3注射成型的工艺参数(3)保压时间保压时间：是指型腔充满后继续施加压力的时间(柱塞或螺杆停留在前进位置的时间)，一般为20—25s，特厚塑件可高达5～10min。保压时间过短：塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定；保压时间过长：加大塑件的应力，产生变形、开裂，脱模困难。保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。§4.3注射成型的工艺参数(4)模内冷却时间模内冷却时间：是指塑件保压结束至开模以前所需的时间(柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中)。影响冷却时间的因素：塑件的厚度塑料的热性能结晶性能模具温度§4.3注射成型的工艺参数冷却时间的长短：应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在30～120s之间。冷却时间过长：不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难、易变形、结晶度高等；冷却时间过短：塑件易产生变形等缺陷。§4.3注射成型的工艺参数(5)其他时间其他时间：是指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件等时间。塑化时间：是指螺杆开始转动至预塑结束所需的时间。——塑化是在保压结束后就开始的，已经包含在模内冷却时间内，因此不能重复计算在成型周期内。§4.3注射成型的工艺参数——螺杆转速快，剪切热加大，塑化时间缩短；——螺杆转速慢，剪切热减少，塑化时间增长。模具的成型周期的影响：直接影响到生产率和注射机使用率，因此，生产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间。整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，他们对塑件的质量均有决定性影响。§4.3注射成型的工艺参数§4.3注射成型的工艺参数§4.3注射成型的工艺参数§4.3注射成型的工艺参数