《参数选择》PPT课件.ppt

1,6.5.注射成型工艺参数的选择,2,在实际的注射成型制品生产中，要获得优质产品，首先是选择合适的原材料、确定加工设备、设计与加工合理的模具结构，前提条件确定后，工艺条件的选择和控制成为主要考虑因素。注射成型最重要的工艺条件是影响塑化、流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间。/,3,6.5.1.温度,注射成型过程需要控制的温度有料筒温度喷嘴温度模具温度,主要影响塑料的塑化和流动,主要是影响塑料的流动和冷却,a.料筒温度料筒温度选择的原则-要保证塑料得到良好的塑化，能顺利实现快速流动注射，不出现降解现象。为了实现这一原则，须从以下多个方面加以考虑。,4,从塑料原料的热性能考虑不同塑料具有不同的流动温度，料筒的适宜温度应在Tf或TmTd之间。,在充模结束后，物料温度保持在Tg以上的时间延长，有利于取向大分子解取向，减小制品的收缩率，可提高制品表观质量。/,而对于Tf（Tm）Td区间较宽的塑料，可适当取高一些（比Tf或Tm更高）。,对于Tf（Tm）Td区间狭窄的塑料，料筒温度的选择应偏低（比Tf或Tm稍高）；,提高料筒温度有利于注射压力向模腔内传递，熔料在模腔内的流动性增加，减少充模时间并使充模完善。,5,在确定温度时要顾及塑料的热稳定性能，尽管未达到Td温度，但是，受热时间延长，熔体将发生降解。,注意,因此，对热敏性塑料，如聚甲醛、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯等，,除严格控制料筒最高温度外，还应控制塑料在加热料筒内的停留时间。/,6,同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平均相对分子质量和相对分子质量分布不同所致。凡是平均相对分子质量高、分布较窄的塑料，熔体粘度都偏高；而平均相对分子质量较低、相对分子质量分布较宽的塑料，熔体粘度则偏低。为了获得适宜的流动性，前者较后者应适当提高料筒温度。/,7,无机物填充塑料，使熔料流动性改变。例如：玻璃纤维增强的热塑性塑料，随着玻璃纤维含量的增加，熔料流动性降低，因此要相应提高料筒温度。,8,不同类型的注射机（柱塞式或螺杆式），物料在料筒内的塑化过程不同，选择料筒的温度也不相同。,对于柱塞式注射机，物料在料筒内仅靠料筒壁和分流梭的热传导吸取热量塑化，传热速率低，需要较高的料筒温度。,在螺杆式注射机中，螺杆对物料起到搅拌、混合作用，并伴随有剪切摩擦热产生，使传热加快，选择料筒温度可低一些（一般比柱塞式注射机低1020）。/,9,应结合制品及模具结构特点来选择料筒温度。薄壁制品的模腔比较狭窄，熔体注入时阻力大，冷却又快，料筒温度应选择高一些。相反，在注射厚壁制品时，充模流动阻力小，制品在模腔中冷却时间延长，料筒温度则可选择低一些。对于形状复杂或带有嵌件的制品，对于熔体充模流程曲折或较长的情况，料筒温度也应选择高一些。/,10,a.料筒温度的分布：,通常从料斗开始至喷嘴，呈由低到高的分布，以利于塑料逐步塑化流动。由于螺杆式注射机的剪切摩擦热有助于塑化，因此前段的温度不妨略低于中段，以防塑料的过热分解。/,11,b.喷嘴温度,喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度，喷嘴低温的影响可从塑料通过喷嘴注射时产生较大摩擦热而得到补偿。喷嘴温度也不能过低，会使得熔料早凝而将喷嘴堵死，或将早凝料注射入模腔中影响制品质量。/,12,料筒和喷嘴温度选择受到其工艺条件的影响。例如:选择较低的注射压力时，为保证塑料的流动，应适当提高料筒温度；反之，料筒温度偏低就需要较高的注射压力。由于影响因素很多，一般都在成型前通过“对空注射法”或制品的“直观分析法”来进行调整，以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。/,13,c.模具温度模具温度对塑料制品内在性能和表观质量影响很大。,模具温度高低决定于,塑料是否结晶、制品的尺寸、结构、性能要求及其它工艺条件,熔料温度、注射速度、注射压力及模塑周期等,控制模温方法：模具通水冷却；模具不冷却；模具加热。,不管采取什么方法使模具保持定温，对塑料熔体来说都是冷却，保持模温低于塑料的Tg或热变形温度，才能使塑料成型达到一定刚度而脱模。/,14,无定形塑料熔体注入模腔后，随着温度的不断降低而固化，但并不发生相的转变。模温主要影响熔体的粘度，也就是充模速率。如果充模顺利，可采用低模温，这样可以缩短冷却时间，提高生产效率，所以对于粘度较低或中等的熔体（如PS、醋酸纤维素等），模具温度常偏低；反之，对于粘度高的熔体（如PC、PPO、聚砜等），则必须采取较高模温。对于这类塑料，提高模温可以调整制品的冷却速率，使之均匀一致，防止制品因温差过大而产生凹痕、内应力、裂纹等缺陷。/,15,结晶性塑料熔体注入模腔后，结晶速率冷却速率模具温度影响制品的结晶度和结晶结构。模具温度高，冷却速率小，结晶速率可能大，其次，还有利于分子的松弛过程，分子取向效应小，,因为模温高会延长成型周期，并使制品发脆，,这种条件仅适于结晶速率很小的塑料，如PET等，,16,模温中等时，冷却速度适宜，分子结晶和取向适中，模具温度过低时，冷却速率大，熔体的流动与结晶同时进行，但熔体在结晶温度区停留的时间短，不利于晶体或球晶的生长，致使制品的结晶度较低。/,17,18,6.5.2压力,a.塑化压力（背压）采用螺杆式注射成型机时，螺杆顶部熔料在螺杆旋转后退时所受到的压力称为塑化压力，也称背压。这一压力的大小可以通过调整液压系统中的溢流阀来调节。/,压力,塑化压力,注射压力,直接影响塑料的塑化和制品质量,19,塑化压力增加-其一，由于剪切作用的加强会使熔体温度提高，改善温度的均匀性和熔料的混炼效果，便于排出熔体中的气体，其二，将使熔体在螺杆的逆流与漏流增加，使塑化速率减小，易造成塑料的降解等。因此，对其中的优、缺点进行权衡，视螺杆的结构、塑料的种类以及制品的质量要求而加以抉择。/,塑化压力的确定:在保证制品质量前提下越低越好，其具体数值应随所用塑料的品种而异，但通常很少超过2MPa。,20,b.注射压力,注射压力-指柱塞或螺杆头部对塑料所施加的压力。其作用-克服塑料从料筒流向模腔的一切流动阻力，给予熔体一定的充模速率以及对熔体进行压实。注射压力大小的选取-取决于注射成型机的类型、模具结构、塑料种类和注射工艺等。/,21,对成型形状复杂、长流程的薄壁制品宜用高的注射压力，而对于大尺寸厚壁制品，注射压力可相应下降；对于熔体粘度大、玻璃化温度高的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）宜用较高的注射压力；注射过程中，注射压力与塑料温度是相互有联系的，熔体温度高时可降低注射压力，反之所需注射压力大；/,总结：,柱塞式注射机的注射压力应比螺杆式注射机大，因为前者在注射过程中压力损失要比后者大得多；,22,型腔充满后，注射压力保压压力，保压压力高，模腔内将流入更多的塑料，并使模腔内的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收缩量小、力学性能也较好。但保压压力过高时，将会出现较大的残余应力，使强度反而下降，甚至易造成脱模困难或溢料。/,23,24,6.5.3时间（成型周期）,它实际包括以下几部分：注射加压时间包括注射时间、保压时间；冷却时间包括预塑化时间、浇口凝封后至开模前的冷却时间；其它时间包括开模、制品脱模、涂脱模剂、安放嵌件和闭模时间等。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化程度有关。/,完成一次注射过程所需要的时间称为成型周期，,25,26,成型各阶段的时间与塑料品种、制品性能要求工艺条件有关，最重要的是注射时间和冷却时间，对制品质量有决定性意义。注射时间中的充模时间与充模速度有关，对熔体在模腔中的流动类型有很大影响./,在保证顺利安全操作和制品质量的前提下，尽可能地缩短成型周期中