注射成型原理

2020年1月14日 目的和要求 1 掌握注射成型原理 工艺及工艺参数2 掌握工艺条件对塑件质量的影响 重点难点 难点 工艺条件与各个因素之间的关系重点 成型原理 成型时间成型温度成型压力 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 2020年1月14日 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 4 1注射模塑原理 利用塑料的可挤压性和可模塑性 将松散的成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热 熔融塑化 使之成为黏流态熔体 在柱塞或螺杆的高压推动下 以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中 经保压 冷却 定型后 开模从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件 2020年1月14日 螺杆式注射机模塑工作循环 螺杆式注射机的优点 借助螺杆的旋转运动 材料內部也发热 均勻塑化 塑化能力大 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 4 1注射模塑原理 2020年1月14日 合模单元 注射单元 1 注射成型原理 顶件 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 加料 螺杆旋转前行 塑料的塑化与移动到喷嘴 塑料均匀塑化 塑料预塑和储料结束 螺杆后退 活塞推动螺杆前行 充型 保压 冷却开模分型 2020年1月14日 主要用于热塑性塑料的成型 也可用于热固性塑料的成型 4 1注射模塑原理 颗粒 粉状塑料 注射机料筒 加热熔融 充模 冷却固化 塑件 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 模塑工艺规程编制 第四章注射成型原理及工艺特征 4 2注射成型工艺 4 2注射成型工艺 注射过程 成型后处理 成型前准备 工艺性能测试 模具清理 嵌件预热 料筒清理 退火 调湿 第四章注射成型原理及工艺特征 加料 塑化 注射 倒流 保压 冷却 脱模 充模 原料的检验 染色和干燥 2020年1月14日 4 2注射成型工艺 1 成型前准备 原料检验 原料染色 原料干燥 原料外观检验 熔融指数 流动性 热性能及收缩率等 水分及挥发物含量 料筒清洗 烘箱干燥 红外线干燥 热板干燥 高频干燥 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 嵌件预热 4 2注射成型工艺 原料检验预处理 合模 注射 装入料斗 保压 脱模 装入嵌件 清理料筒清理模具涂脱模剂 嵌件清理 预热 预塑化 塑件后处理 冷却 第四章注射成型原理及工艺特征 2 注射过程 加料 塑化 注射 冷却和脱模 2020年1月14日 4 2注射成型工艺 第四章注射成型原理及工艺特征 2 注射过程 加料 塑化 注射 冷却和脱模 定量加料 保证塑料塑化的均匀 良好的塑件 一次加料量过多 受热时间过长 引起热降解 注射机的功率损耗增多 加料过少 料筒内缺少传压介质 压力降低 难于补压 塑件出现收缩 凹陷和充填不足等缺陷 4 2注射成型工艺 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 塑化 塑料在料筒中进行加热 由固体颗粒转变成具有良好的可塑性粘流态的过程 决定塑料塑化性质的主要因素 一定的温度 螺杆的剪切作用产生更多的磨擦热 促进塑料的塑化 螺杆旋转的剪切作用强化混合和塑化过程 混合和塑化扩展到聚合物分子的水平 使塑料熔体的温度分布 物料组成更趋于均匀 塑料熔体进人型腔必须充分塑化 2020年1月14日 4 2注射成型工艺 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 注射 l 充模 熔体经喷嘴及模具浇注系统充型 3 倒流 保压结束 解除压力 如果浇口尚未冻结 塑料熔体通过浇口倒流 2 保压 熔体在模具中冷却收缩 继续保持施压 迫使熔体不断补充人摸具中 5 脱模 塑件冷却到一定温度既可开模 由推出机构 4 浇口冻结后的冷却 浇口冻结后 卸除压力 2020年1月14日 4 2注射成型工艺 塑件的后处理 放在一定温度的红外线或循环热风烘箱 液体介质中 矿物油 石蜡 一段时间 再缓慢冷却 将刚从模具中脱出的塑件放在热水中 100 120 隔绝空气 进行防氧化处理 达到吸湿平衡 调湿后缓冷至室温 退火 消除内应力 改善性能 提高尺寸稳定性 调湿 是使制件颜色 性能以及尺寸得到稳定 退火的温度 高于使用温度10 20 低于相变温度10 20 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 温度 压力 时间 成型周期 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 温度 料简温度 喷嘴温度 第四章注射成型原理及工艺特征 2008年10月8日1时46分 料筒温度的选择 模具温度 料筒后端温度最低 喷嘴前端最高 在 f m d之间 保证塑料熔体正常流动 不发生变质分解 后 中 前 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 料简温度 第四章注射成型原理及工艺特征 2008年10月8日1时46分 料筒温度的选择 对于平均相对分子质量偏高 温度分布范围较窄的塑料 应选择较高的料筒温度 采用柱塞式塑化装置和注射压力较低 薄壁塑件 应选择较高的料筒温度 反之 选择较低的料筒温度 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 料简温度 第四章注射成型原理及工艺特征 2008年10月8日1时46分 料筒温度过高 易产生低分子化合物和分解成气体 塑料表面变色 产生气泡 银丝及斑纹 导致性能下降 模腔中塑料内外冷却不一致 塑件易产生应力和凹痕 熔料流动性好 易产生溢料 溢边等缺陷 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 塑料冷却时易产应力 变形或开裂 料筒温度温度对质量的影响 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 料简温度 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 前高后低的原则 料筒的温度分布 对于吸湿性偏高的塑料 料筒后段温度偏高些 螺杆式注射机料筒的温度分布 料筒前段温度略低于中段 加料口 后段 处温度最低 喷嘴处的温度最高 料筒后段与前段温度差5 10 熔料在料筒内的滞留时间 为避免熔料在料筒中过热降解 提高料筒温度以后 都要适当缩短熔体在料筒内的滞留时间 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 喷嘴温度 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 略低于料筒最高温度 防止熔料在喷嘴处产生 流涎 现象 温度太低 易堵塞喷嘴 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 模具温度 与塑料的分子结构特点 塑件结构及性能 成型工条件 熔体温度 注射速度 注射压力和模塑周期等 有关 提高模具温度 改善流动性 增加塑件的密度和结晶度 减小充模压力和塑件中的应力 冷却时间会延长 冷却速度慢 易产生粘模 收缩率 翘曲变形会增加 降低生产率 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 模具温度 与塑料的分子结构特点 塑件结构及性能 成型工条件 熔体温度 注射速度 注射压力和模塑周期等 有关 降低模具温度 缩短冷却时间 提高生产率 流动性会变差 产生较大的应力和明显的熔接痕等缺陷 降低塑件的表面粗糙度值 提高塑件的表面质量有利 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 可以采用冷却或加热对模具调温度 模具温度控制 模具温度设定 在满足要求的温度下 尽可能低模温度 以加快冷却速度 缩短冷却时间 高粘度塑料 必须采用较高的模具温度 低粘度塑料 可采用较低模温 缩短冷却时间 提高生产效率 壁厚大的制件 温度过低 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 模具温度 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 温度控制举例 ABS塑料 成型中小型塑件过程中温度参数的选择 预热干燥温度 80 85 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 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 压力 塑化压力 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 保压压力 注射压力 2020年1月14日 塑化压力 由液压系统溢流阀调整大小 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 塑化压力大小 随螺杆的设计 塑件的质量 塑料的种类而确定 塑化压力与质量 增加塑化压力 会提高熔体的温度 使熔体的温度均匀 色料混合均匀 有利排除熔体中的气 降低塑化速率 延长成型周期 可能导致塑料的降解 在保证塑件质量的前提下 塑化压力应越低越好 一般为6 20MPa 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 注射压力 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 注射压力的作用 充满模具型腔 注射压力大小选择 注射机的类型 塑料的品种浇注系统的结构 尺寸与表面粗糙度 模具温度 塑件的壁厚及流程的大小等 塑料流动阻力 塑料的流动摩擦系数 自身的熔融粘度 注射压力与质量 太高 产生溢料 溢边 应力 粘模 脱模困难 易变形 但不易产生气泡 太低 流动性下降 成型不足 产生熔接痕迹 不利于排气 易产生气泡 补缩差 产生凹痕和波纹等缺陷 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 保压压力 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 保压压力 注射时所用的注射压力 如果压实 注射压力 收缩率减小 尺寸稳定性较好 缺点 造成脱模时的残余压力过大和成型周期过长 对结晶性塑料 这种方法成型周期不一定增长 压实压力大时可以提高塑料的熔点 保压压力对成型过程的影响 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 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 时间 合模时间 注射时间 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 保压时间 4 模内冷却时间 其他时间 合模时间长 则模具温度过低 合模时间短 模具温度相对较高 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 时间 合模时间 注射时间 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 根据塑件大小而定 保压时间 4 模内冷却时间 其他时间 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 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 时间 合模时间 注射时间 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 保压时间 4 模内冷却时间 其他时间 保压时间短 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 随塑件结构及其他因素而定 2020年1月14日 4 3注射成型的工艺参数 时间 合模时间 注射时间 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 保压时间 4 模内冷却时间 其他时间 以脱模时塑件不引起变形为原则 冷却时间过长 延长生产周期 降低生产效率 复杂件脱模困难 易变形 结晶度高等 冷却时间过短 塑件易产生变形等缺陷 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 2020年1月14日 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 第4章小结 4 1注射成型原理4 2注射成型工艺1 成型前的准备 原料外观 如色泽 颗粒大小及均匀性等 的检验 工艺性能 熔融指数 流动性 热性能及收缩率等 测定 原材料的染色及对粉料的造粒 嵌件预热 选择脱模剂 2020年1月14日 第四章注射成型原理及工艺特征 2020年1月14日6时8分 第4章小结 2 注射过程 定量加料 塑化