其他注射成型工艺.ppt

2020 1 17 1 第14章其他注射成型工艺 教学目的 要求 了解低发泡注射成型 热固性塑料注射成型 精密注射成型 特种注射成型的工作原理及有关模具设计要点 掌握热塑性塑料无流道注射成型和气体辅助注射成型的工艺过程 重点 无流道注射成型和气体辅助注射成型的工艺 2020 1 17 2 14 1热塑性塑料无流道注射成型 常用成型工艺 注射 压制 挤出 传递 中空吹塑 真空吸塑 气压成型等 新的成型工艺 无流道凝料注射成型 气体辅助注射成型 反应注射成型 多品种塑料的共注射成型 生产复合多层容器 片材和型材的共挤出成型 发泡塑料制品的注射和挤出成型等 2020 1 17 3 一 无流道注射成型的工艺特点 2020 1 17 4 2020 1 17 5 二 无流道注射模的类型 2020 1 17 6 2020 1 17 7 14 2气体辅助注射成型 Gas AssistedInjectionMolding GAIM 最早可追溯到20世纪70年代 在20世纪80年代末得到了完善并实现了商品化 从20世纪90年代开始 作为一项成功的技术 在美 日 欧等发达国家和地区得到了广泛应用 目前该技术主要被应用在家电 汽车 家具 日常用品 办公用品等加工领域中 2020 1 17 8 一 气体辅助注射成型技术的工艺过程 先注入塑料熔体 再向塑料熔体中注入压缩气体 借助气体的作用 推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分 使塑件最后形成中空断面而保持完整外形 2020 1 17 9 2020 1 17 10 气辅注射成型的周期一般可分为6个阶段 1 塑料熔体填充阶段塑料熔体首先由浇口注入模具型腔 一般熔体填充至模具型腔体积的70 96 时 停止熔体注射 该过程被称为 缺料注射 具体注射的塑料熔体量由经验或进行模拟充填来确定 2020 1 17 11 注入量过大 不能体现气辅注射成型充气减重 改善制品质量和节省生产成本的作用 注入量过小 填充较晚的部分熔体在注气后易被吹穿 从而造成气辅注射成型的失败 这一阶段与传统注射成型基本相同 只是在传统注射成型时塑料熔体充满整个模具型腔而气辅注射成型时塑料熔体只填充部分模具型腔 其余部分须依靠气体来补充 2020 1 17 12 2 延迟时间阶段指塑料熔体注射结束到气体注射开始的一段时间 这一段时间称延迟时间 其过程非常短暂 延迟时间对气辅注射成型制品的质量有重要影响 通过延迟时间的改变可以改变制品气道处的熔体厚度分数 2020 1 17 13 3 气体注射阶段指从气体开始注射到整个模具型腔充满的一段时间 这一阶段相对整个成型周期来说虽然很短 但是对于塑料制品的成型质量却非常重要 控制不好会产生许多缺陷 如产生气穴 熔体前沿吹穿 注射不足和气体向较薄的部分渗透等缺陷 2020 1 17 14 4 气体保压阶段气体压力保持不变或略有升高使气体在塑料熔体内部继续穿透 称二次穿透 以补偿塑料熔体冷却引起的材料收缩 5 气体释放阶段随着冷却周期的完成 气体入口压力降为大气压 排出气体 其中约70 的气体可以重复利用 2020 1 17 15 6 顶出阶段当塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后开模将其顶出 完成一个工艺循环过程 2020 1 17 16 二 气体辅助注射成型的类型 根据具体工艺过程的不同 气体辅助注射成型可分为 标准成型法副腔成型法熔体回流法活动型芯法 2020 1 17 17 1 标准成型法 先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体 再通过浇口和流道注入压缩气体 气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进 对塑料熔体进行穿透和排空 最后推动塑料熔体充满整个模具型腔并进行保压冷却 待塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后 开模将其顶出 2020 1 17 18 2 副腔成型法 在模具型腔之外设置一个可与型腔相通的副型腔 首先关闭副型腔 向型腔中注射塑料熔体 直到型腔充满并进行保压 然后开启副型腔 向型腔内注入气体 由于气体的穿透 使多余出来的熔体流入副型腔 当气体穿透到一定程度时 关闭副型腔 升高气体压力以对型腔中的熔体进行保压补缩 最后开模顶出制品 2020 1 17 19 3 熔体回流法 熔体回流法与副腔成型法类似 所不同的是模具没有副型腔 气体注入时 多余的熔体不是流入副型腔 而是流回注射机的料筒 2020 1 17 20 4 活动型芯法 在模具型腔中设置活动型芯 首先使活动型芯位于最长伸出位置 向型腔中注射塑料熔体 直到型腔充满并进行保压 然后注入气体 活动型芯从型腔中逐渐退出以让出所需的空间 待活动型芯退到最短伸出位置时 升高气体压力实现保压补缩 最后制品脱模 2020 1 17 21 三 气体辅助注射成型技术的特点 传统的注射成型不能将制品的厚壁部分与薄壁部分结合在一起成型 而且由于制件的残余应力大 易翘曲变形 表面有时还会有缩痕 通常 结构发泡成型的缺点是 制件表面的气穴往往因化学发泡助剂过分充气而造成气泡 而且装饰应用时需要喷涂 气体辅助注射成型则将结构发泡成型与传统的注射成型的优点结合在一起 可在保证产品质量的前提下大幅度降低生产成本 具有良好的经济效益 2020 1 17 22 气体辅助注射成型技术的优点主要体现在 所需注射压力小 制品翘曲变形小 可消除缩痕 提高表面质量 降低废品率 可以用于成型壁厚差异较大的制品 可以在不增加制品重量的情况下 通过气体加强筋改变材料在制品横截面上的分布 增加制品的截面惯性矩 从而增加制品的刚度和强度 可通过气体的穿透减轻制品重量 节省原材料用量 并缩短成型周期 提高生产率 2020 1 17 23 该技术可适用于热塑性塑料 一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料 气体辅助注射成型技术的缺点是 需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元 从而增加了设备投资 对注射机的注射量和注射压力的精度要求有所提高 制品中接触气体的表面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽 制品质量对工艺参数更加敏感 增加了对工艺控制的精度要求 2020 1 17 24 与普通注射成型相比 这一过程多了一个气体注射阶段 且制品脱模前由气体而非塑料熔体的注射压力进行保压 在成型后的制品中 由气体形成的中空部分被称为气道 由于具有廉价 易得且不与塑料熔体发生反应的优点 因此一般所使用的压缩气体为氮气 2020 1 17 25 四 气体辅助注射成型技术的应用 气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上 如电视机或音箱外壳 汽车塑料产品 家具 浴室 厨具 家庭电器和日常用品 各类型塑胶盒和玩具等 具体而言 主要体现为以下几大类 2020 1 17 26 管状和棒状零件 如门把手 转椅支座 吊钩 扶手 导轨 衣架等 这是因为 管状结构设计使现存的厚截面适于产生气体管道 利用气体的穿透作用形成中空 从而可消除表面成型缺陷 节省材料并缩短成型周期 2020 1 17 27 大型平板类零件 如车门板 复印机外壳 仪表盘等 利用加强筋作为气体穿透的气道 消除了加强筋和零件内部残余应力带来的翘曲变形 熔体堆积处塌陷等表面缺陷 增加了强度 刚度对质量的比值 同时可因大幅度降低锁模力而降低注射机的吨位 2020 1 17 28 形状复杂 薄厚不均 采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件 如保险杠 家电外壳 汽车车身等 生产这些制品时 通过采用气体辅助注射技术并巧妙布置气道 适当增加加强筋数目 同时利用气体均匀施压来克服可能的缺陷 使零件一次成型 不仅简化了工艺 还降低了生产成本 2020 1 17 29 随着气体辅助注射成型技术的深入研究和广泛应用 形式各异的新型气体辅助注射成型技术也相继问世 如外部气辅注射成型 液辅注射成型 水辅注射成型 顺序注射与气辅注射相结合成型 局