注射成型-20110523

1、 6 塑料的一次成型方法塑料的一次成型方法 成型对象均为塑料原材料成型对象均为塑料原材料借助物料的流动或大的塑性变形实现加工借助物料的流动或大的塑性变形实现加工挤出成型挤出成型注射成型注射成型压延成型压延成型传递模塑传递模塑铸塑成型铸塑成型模压成型模压成型泡沫成型泡沫成型模压烧结模压烧结2008年塑料制品产量行业分布情况年塑料制品产量行业分布情况廖正品廖正品中国塑料加工工业协会会长中国塑料加工工业协会会长可持续发展中的中国塑料工业可持续发展中的中国塑料工业 W orld PIastics 2009,Vol27, No.5 Typical products Injection molding i

2、s widely used in a wide variety of industries: automotive, appliance（日用品、用具）（日用品、用具）, computer, communication and industrial equipment. Both amorphous and crystalline thermoplastic resins are used in injection molding.Short glass fibers are commonly used as reinforcements. 注塑制品占注塑制品占2030%汽车一般部件重汽车一般

3、部件重量每减轻量每减轻1，可节油可节油2。2020年国外单车塑料年国外单车塑料用量将达到用量将达到500kgExamples of injection molded parts in the automotive industry. 据统计，世界上平均每辆汽车塑料的用量在据统计，世界上平均每辆汽车塑料的用量在2000年就达到年就达到105kg约占汽车总质量的约占汽车总质量的8一一12。发达国家车用塑料现已。发达国家车用塑料现已占塑料总消耗量的占塑料总消耗量的7 11，预计不久将达到，预计不久将达到10 11。塑料在汽车上的应用经历了由内饰件向结构件、由结构塑料在汽车上的应用经历了由内饰件向结构

4、件、由结构件向功能结构件发展的过程。今后，车用塑料的重点发件向功能结构件发展的过程。今后，车用塑料的重点发展方向是开发结构件、外装饰件用的增强塑料复合材料展方向是开发结构件、外装饰件用的增强塑料复合材料和高性能树脂材料。和高性能树脂材料。2020年国外单车塑料用量将达到年国外单车塑料用量将达到500kg 外装饰件外装饰件保险杠、照明系统、挡泥板、散热器保险杠、照明系统、挡泥板、散热器格栅、车轮护罩、车门槛板、侧面模格栅、车轮护罩、车门槛板、侧面模塑件、后盖板和外门板、后导流板塑件、后盖板和外门板、后导流板 内装饰件内装饰件仪表板、车门内板、方向盘、杂物箱、仪表板、车门内板、方向盘、杂物箱、门把

5、手、座椅、顶棚等。门把手、座椅、顶棚等。 功能结构件功能结构件主要指发动机主要指发动机部件及其罩下部件及其罩下燃油进气系统燃油进气系统和电器系统。和电器系统。燃料箱、发动机部件（气燃料箱、发动机部件（气缸盖、气门板缸盖、气门板 挺杆等）挺杆等）采用硫化采用硫化EPDM的的密封条密封条，采用，采用PP制成的车用制成的车用蓄电池蓄电池壳壳体，增强尼龙制成的体，增强尼龙制成的电线带、膨胀钉、真空管、垫电线带、膨胀钉、真空管、垫圈圈 夹头、固定支架夹头、固定支架等，利用各种等，利用各种PU制成的制成的缓冲垫、轴缓冲垫、轴衬、轴套、防尘罩衬、轴套、防尘罩等；等；POM制成的制成的散热器箱盖、水泵散热器箱

6、盖、水泵叶轮、排气阀、开关、锁定装置、固定垫片叶轮、排气阀、开关、锁定装置、固定垫片等等 ,采用采用EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物乙烯一醋酸乙烯共聚物)制成的制成的踏步垫踏步垫 热空气管热空气管等，采用等，采用PVC制成的制成的电线包皮、蓄电瓶配件电线包皮、蓄电瓶配件等。等。其它车用塑料部件其它车用塑料部件 What is injection molding? 6.2 注射成型注射成型 This schematic illustrates the process of injection molding. molten polymercold mold定义：将熔体在高压下，高速注入已闭合的模具型

7、腔，定义：将熔体在高压下，高速注入已闭合的模具型腔，经一定时间冷却定型后，开启模具即得制品经一定时间冷却定型后，开启模具即得制品间歇操作过程间歇操作过程 processing Pellets placed in hopper Pellets fall into barrel through throat Pellets packed to form solid bed air forced out through hopper Pellets melted by mechanical shearbetween barrel and screw processing Melted plastic

8、 forms shot in front of screw screw moves back as plastic moves forward (reciprocating(往复往复) screw) processing Screw moves forward to inject plasticinto mold cavity Part cools and solidifies next shot is made processing Mold opens Ejection pins move forward to eject part Mold closes Process starts a

9、gain 生产周期快生产周期快注射成型的优点注射成型的优点注塑机注塑机主要设备主要设备适应性强适应性强生产率高生产率高易于自动化易于自动化 Equipment 设备设备Clamp Mold Barrel Hopper 锁模系统锁模系统模具模具注射系统注射系统 6.2.1 注塑机注塑机注射机的种类注射机的种类按外型特征分按外型特征分按传动方式分按传动方式分按塑化和注射方式分按塑化和注射方式分 注射机的分类注射机的分类 按照外形特征分：卧式注射机 注射系统与合模系统呈一线水平排列，模具沿注射系统与合模系统呈一线水平排列，模具沿水平方向启闭。立式注射机 注射系统与合模系统呈一线垂直排列，模具注射系统

10、与合模系统呈一线垂直排列，模具沿垂直方向启闭。角式注射机 注射系统与合模系统呈互相垂直排列。注射系统与合模系统呈互相垂直排列。 卧式柱塞式注塑机卧式柱塞式注塑机 卧式螺杆式注塑机卧式螺杆式注塑机 作用作用：1 使塑料均匀地塑化并达到流动状态使塑料均匀地塑化并达到流动状态（均化和塑化）；（均化和塑化）； 2 对物料施加很高的压力和较快的对物料施加很高的压力和较快的速度，通过螺杆或柱塞的推挤将均化速度，通过螺杆或柱塞的推挤将均化和塑化好的塑料熔体注射入模具。和塑化好的塑料熔体注射入模具。注射机的基本作用注射机的基本作用 6.2.1.1 注射系统注射系统 （主要部分）（主要部分）注射系统注射系统加料

11、装置（加料斗）加料装置（加料斗）料筒（内壁光滑、流线型）料筒（内壁光滑、流线型）柱塞、分流梭柱塞、分流梭螺杆螺杆喷嘴（连接料筒和模具）喷嘴（连接料筒和模具）加压和驱动装置加压和驱动装置锁模系统锁模系统模具模具注射系统注射系统注射机注射机=+ 塑化塑化 能在规定的时间内将规定数量的物料均匀地熔融塑化，并达到 流动状态； 注射注射 以一定的压力和速度将熔料注射到模具型腔中去； 保压保压 注射完毕后，有一段时间螺杆保持不动，以向模腔内补充一部 分因冷却而收缩的熔料，使制品密实和防止模腔内的物料反流。 柱塞和分流梭柱塞和分流梭分流梭的作用：将料筒内流经该处的塑料分成薄层，使塑分流梭的作用：将料筒内流经

12、该处的塑料分成薄层，使塑料产生分流和收敛流动，以缩短传热导程，加料产生分流和收敛流动，以缩短传热导程，加快热传递，有利于减少和避免接近料筒壁面处快热传递，有利于减少和避免接近料筒壁面处塑料过热引起的热分解现象。同时塑料熔体分塑料过热引起的热分解现象。同时塑料熔体分流后，在分流梭表面流速增加，剪切速率加大，流后，在分流梭表面流速增加，剪切速率加大，从而产生较大的摩擦热，使料温升高，粘度下从而产生较大的摩擦热，使料温升高，粘度下降，塑料得到进一步混合和塑化，有效提高了降，塑料得到进一步混合和塑化，有效提高了柱塞式注塑机的生产率和制品的质量。柱塞式注塑机的生产率和制品的质量。柱塞式注射机的重要部件柱

13、塞式注射机的重要部件柱塞的作用：将注射油缸的压力传递给塑料，并使熔料注柱塞的作用：将注射油缸的压力传递给塑料，并使熔料注射入模具射入模具 螺杆螺杆 注射机螺杆只起塑化和注射两个作用，同注射机螺杆只起塑化和注射两个作用，同时既可以旋转又能前后移动时既可以旋转又能前后移动 挤出机螺杆对塑化能力、压力稳定、操作挤出机螺杆对塑化能力、压力稳定、操作连续性和稳定性要求高，只能旋转。连续性和稳定性要求高，只能旋转。注注意意螺杆式注射机的重要部件螺杆式注射机的重要部件螺杆的作用：对塑料进行输送、压实、塑化、施压螺杆的作用：对塑料进行输送、压实、塑化、施压由于注射机螺杆在运动上（既作转动又作平移）和功能上（既

14、起塑 化作用又有注射功能）与挤出机螺杆不同，因而造成了这两种螺杆在结 构与参数上具有一定的差异性： 注射机螺杆注射机螺杆长径比长径比挤出机螺杆挤出机螺杆10151825压缩比压缩比22.524均化段均化段短，螺槽深短，螺槽深长，螺槽浅长，螺槽浅加料段加料段长长短短螺杆头部螺杆头部呈尖头形呈尖头形圆头或鱼雷头形圆头或鱼雷头形带止逆环螺杆头带止逆环螺杆头注射机螺杆注射机螺杆 喷嘴喷嘴作用：注射时引导塑料熔体从料筒进入模具，并具有一定射程。作用：注射时引导塑料熔体从料筒进入模具，并具有一定射程。 喷嘴的典型例子喷嘴的典型例子外弹簧针阀式喷嘴内弹簧针阀式喷嘴 混色喷嘴 喷嘴选择原则喷嘴选择原则 不正确

15、不正确正确 6.2.1.2 锁模系统锁模系统开启灵活开启灵活闭锁紧密闭锁紧密迅速安全迅速安全注射压力注射压力锁模压力锁模压力模腔压力模腔压力锁模力锁模力模腔内的实际压力和模腔面积模腔内的实际压力和模腔面积模腔压力通常是注射压力的模腔压力通常是注射压力的4070% 固定模板固定模板活动模板活动模板拉杆拉杆油缸油缸连杆及模具调整机构连杆及模具调整机构顶出机构顶出机构锁模系统锁模系统 机械式、液压式、液压机械式、液压式、液压-机械组合式机械组合式锁模系统的种类锁模系统的种类闭模闭模开模开模 6.2.1.3 模具模具在成型过程中，赋予塑料以形状和尺寸的部件在成型过程中，赋予塑料以形状和尺寸的部件浇注系

16、统：主流道、冷料穴、分流道和浇口浇注系统：主流道、冷料穴、分流道和浇口成型零件：构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、成型零件：构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆、排气孔型芯、成型杆、排气孔结构零件：构成模具结构的各种零件，包括执行导向、脱模、结构零件：构成模具结构的各种零件，包括执行导向、脱模、抽芯、分型等动作的各种零件抽芯、分型等动作的各种零件在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给在塑料的成型加工过程中，赋予塑料以形状，给予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，予强度和性能，完成成型设备所不能完成的工作，使它成为有用的型材或制品。使它成为有用的型材或

17、制品。定义定义作用作用组成组成典型模具结构图典型模具结构图主流道主流道：紧接喷嘴到分流道之间的流道，圆锥型：紧接喷嘴到分流道之间的流道，圆锥型冷料穴（井）冷料穴（井）：设在主流道末端的一个孔穴，用以：设在主流道末端的一个孔穴，用以捕捉喷嘴端部两次注射之间产生的冷料，防捕捉喷嘴端部两次注射之间产生的冷料，防止堵塞分流道和浇口止堵塞分流道和浇口分流道分流道：主流道和浇口之间的过渡部分：主流道和浇口之间的过渡部分浇口浇口：分流道和型腔的连接部分，应有利于熔体尽：分流道和型腔的连接部分，应有利于熔体尽快进入和充满性能，又能较快冷却封闭，以快进入和充满性能，又能较快冷却封闭，以防止倒流防止倒流型腔型腔：

18、构成制品几何形状的部分，阴模：构成制品几何形状的部分，阴模-构成制品外构成制品外形部分；阳模形部分；阳模-构成制品内部形状构成制品内部形状排气孔排气孔：使料流尽头积存的气体排出，一般设在型：使料流尽头积存的气体排出，一般设在型腔内料流尽头或模具的分型面腔内料流尽头或模具的分型面导向零件导向零件：确保动模、定模合模准确对中：确保动模、定模合模准确对中脱模装置脱模装置：机械或液压：机械或液压抽芯机构抽芯机构：对侧面带口或凹槽时：对侧面带口或凹槽时模具的加热或冷却模具的加热或冷却：模温对制品的冷却速度影响很：模温对制品的冷却速度影响很大，从而对制品中的内应力、结晶与取向作大，从而对制品中的内应力、结

19、晶与取向作用带来影响。用带来影响。液液压压元元件件液压控制系统液压控制系统1. 泵、油马达泵、油马达将机械能转变为液压能将机械能转变为液压能2. 油缸油缸将液体的压力能变为机械能将液体的压力能变为机械能3. 液压控制液压控制通过压力、流量及流向三通过压力、流量及流向三个参数控制能量的传递个参数控制能量的传递控制阀：压力、流量、方向三类控制阀控制阀：压力、流量、方向三类控制阀 注射机的基本参数注射机的基本参数公称注射量公称注射量注射压力注射压力注射速率注射速率塑化能力塑化能力 锁模力锁模力 合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸开合模速度开合模速度空循环时间空循环时间 指在对空注射的条件下，注射螺

20、杆或柱塞作一次最大注射行指在对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。在一定程度上反映程时，注射装置所能达到的最大注射量。在一定程度上反映了注射机的加工能力，标志着能成型的最大塑料制品。了注射机的加工能力，标志着能成型的最大塑料制品。公称注射量公称注射量中国中国 为克服物料流经喷嘴，流道和型腔时的流动阻力，为克服物料流经喷嘴，流道和型腔时的流动阻力，螺杆或柱塞对物料所施加的压力。螺杆或柱塞对物料所施加的压力。注射压力注射压力流动性好、制品形状简单、精度要求低流动性好、制品形状简单、精度要求低压力小压力小 注射时，为了使物料及时充满型腔，物料注射时，为了

21、使物料及时充满型腔，物料所需要的流动速度所需要的流动速度注射速率（注射速度、注射时间）注射速率（注射速度、注射时间） 单位时间内所塑化的物料量单位时间内所塑化的物料量塑化能力塑化能力提高螺杆转速提高螺杆转速增大驱动功率增大驱动功率改进螺杆结构改进螺杆结构可以提高塑化能力可以提高塑化能力改进塑化质量改进塑化质量 指注射机的合模机构对模具所施加的最大加紧力，指注射机的合模机构对模具所施加的最大加紧力，在此力作用下，模具不得被塑料熔体所顶开在此力作用下，模具不得被塑料熔体所顶开锁模力锁模力重要的技术参数重要的技术参数我国采用最大锁模力作为注射机的规格标称我国采用最大锁模力作为注射机的规格标称 包括模

22、板尺寸、拉杆空间、模板间最大开距、动模板的行包括模板尺寸、拉杆空间、模板间最大开距、动模板的行程、模具的最大和最小厚度等。规定了机器所加工制品使程、模具的最大和最小厚度等。规定了机器所加工制品使用的模具尺寸范围。用的模具尺寸范围。合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸1.模板尺寸与拉杆间距模板尺寸与拉杆间距2. 模板间最大开距模板间最大开距垂直方向两拉杆之间的距垂直方向两拉杆之间的距离与水平方向两拉杆之间离与水平方向两拉杆之间的距离的乘积为拉杆间距的距离的乘积为拉杆间距装模方向的拉杆中心距离装模方向的拉杆中心距离代表模板的尺寸，模板尺代表模板的尺寸，模板尺寸与成型面积有关寸与成型面积有关定模版与

23、动模板之定模版与动模板之间的最大距离（包间的最大距离（包括调模行程在内）括调模行程在内）模板的最大开距模板的最大开距L，一，一般为成型制品最大高度般为成型制品最大高度h的的3-4倍倍 3. 动模板行程动模板行程动模板行程的最大值：动模板行程的最大值：S一般一般 S 2h 以方便取出制品以方便取出制品 则则 模板最大开距模板最大开距 L (1.5-2) s 为了减少机械磨损和动力消耗，为了减少机械磨损和动力消耗，成型时尽量使用最短的模板行程成型时尽量使用最短的模板行程h 成型制品的最大高度成型制品的最大高度 4. 模具最小厚度与最大厚度模具最小厚度与最大厚度动模板闭合后，达到规定锁模力时，动模板

24、闭合后，达到规定锁模力时，动模板和定模板之间的最小和最大距离动模板和定模板之间的最小和最大距离 合模时，快合模时，快慢；开模时，慢慢；开模时，慢快快慢慢开合模速度开合模速度提高、保证生产率提高、保证生产率快快慢慢国产注射机的动模板移动速度已达：国产注射机的动模板移动速度已达：25-35 m/min （高速）（高速）60-90 m/min （甚至）（甚至）一般一般 12-22 m/min （高速）（高速） 0.24-3 m/min （低速）（低速） 在没有塑化、注射保压、冷却、取出制品等动作的情况下，在没有塑化、注射保压、冷却、取出制品等动作的情况下，完成一次循环所需要的时间（秒）。由合模、注射

25、座前进完成一次循环所需要的时间（秒）。由合模、注射座前进和后退、开模以及动作间的切换时间所组成和后退、开模以及动作间的切换时间所组成空循环时间空循环时间表征机器综合性能的参数，反映注射机机械结表征机器综合性能的参数，反映注射机机械结构的质量、动作灵敏度、液压系统及电气系统构的质量、动作灵敏度、液压系统及电气系统的性能的性能 6.2.2 注塑成型的工艺过程注塑成型的工艺过程成型前的准备、注射过程、制件的后处理成型前的准备、注射过程、制件的后处理6.2.2.1 成型前的准备成型前的准备原料检验原料检验预热及干燥预热及干燥嵌件的预热和安放嵌件的预热和安放试模试模, 脱模剂脱模剂清洗料筒清洗料筒试车试

26、车 6.2.2.2 注射过程注射过程加料、塑化、注射、冷却、脱模加料、塑化、注射、冷却、脱模加加 料至料筒料至料筒固体粒子受热熔化固体粒子受热熔化塑化好的熔体塑化好的熔体料筒前端料筒前端经喷嘴、模具经喷嘴、模具浇注系统浇注系统进入并填满型腔进入并填满型腔充模充模塑化塑化模具中熔体冷却、硬化模具中熔体冷却、硬化保压保压脱模脱模 A. 塑塑 化化塑化：是指塑料在料筒内经加热达到充分塑化：是指塑料在料筒内经加热达到充分的熔融状态，使之具有良好的可塑性。的熔融状态，使之具有良好的可塑性。塑化是注射成型的准备工作塑化是注射成型的准备工作注射成型生产工艺对塑化过程的要求注射成型生产工艺对塑化过程的要求在进

27、入模腔之前应在进入模腔之前应达到规定的成型温度达到规定的成型温度，并能在规定时，并能在规定时间内提供间内提供足够的熔融塑料足够的熔融塑料，熔料各点温度应均匀一致，熔料各点温度应均匀一致，不发生或极少发生热分解以保持生产的连续进行。不发生或极少发生热分解以保持生产的连续进行。决定塑料塑化质量的主要因素决定塑料塑化质量的主要因素物料的受热情况物料的受热情况所受到的剪切作用所受到的剪切作用 塑化原理塑化原理通过通过料筒对物料加热料筒对物料加热，使聚合物分子松弛，并出现由固体向液体转变；，使聚合物分子松弛，并出现由固体向液体转变；一定的温度是塑料得以形变、熔融和塑化的必要条件；一定的温度是塑料得以形变

28、、熔融和塑化的必要条件；剪切作用以机械力的方式强化的混合和塑化过程，使混合和塑化扩剪切作用以机械力的方式强化的混合和塑化过程，使混合和塑化扩展道聚合物分子的水平，它使塑料熔体的温度分布、物料组成和分展道聚合物分子的水平，它使塑料熔体的温度分布、物料组成和分子形态都发生改变，并更趋于均匀子形态都发生改变，并更趋于均匀同时剪切作用能在塑料中产生更多的同时剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热摩擦热，促进了塑料内部的塑化，促进了塑料内部的塑化螺杆式注塑机：螺杆的剪切作用使塑料产生很多摩擦热，促进了螺杆式注塑机：螺杆的剪切作用使塑料产生很多摩擦热，促进了塑料内部的塑化，塑化质量好。塑料内部的塑化，塑化质量

29、好。柱塞式注塑机：料层厚，塑化质量差，加分流梭柱塞式注塑机：料层厚，塑化质量差，加分流梭减小料层厚度减小料层厚度迫使塑料产生剪切和收敛流动，加强热扩散作用迫使塑料产生剪切和收敛流动，加强热扩散作用增大对塑料的传热面积增大对塑料的传热面积 B. 注射和冷却注射和冷却 该过程是指用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的该过程是指用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入模具，经型腔充满，熔体在控制条件下冷固定型，塑料熔体注入模具，经型腔充满，熔体在控制条件下冷固定型，到制品从模腔中脱出为止的过程。到制品从模腔中脱出为止的过程。过程时间短，但对制品质量影响大。过程时间短，但对制品质量影

30、响大。分四个阶段分四个阶段充模阶段充模阶段压实阶段压实阶段倒流阶段倒流阶段冻结后的冷却阶段冻结后的冷却阶段 6.2.2.3 制件的后处理制件的后处理目的目的：改善和提高制件的性能和尺寸稳定性：改善和提高制件的性能和尺寸稳定性1. 退火处理退火处理 退火退火：使制品在定温的加热液体介质或热空气循环：使制品在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间烘箱中静置一段时间决定于塑料品种、加决定于塑料品种、加热介质的温度、制品热介质的温度、制品的形状和模塑条件的形状和模塑条件热水、热矿物油、甘油、热水、热矿物油、甘油、乙二醇、液体石蜡等乙二醇、液体石蜡等 原因：原因：料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却

31、速度不料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同，产生不均的结晶、定向和收缩，使制同，产生不均的结晶、定向和收缩，使制品存有内应力。品存有内应力。厚壁或带有金属嵌厚壁或带有金属嵌件的制品更为突出。件的制品更为突出。力学性能下降力学性能下降光学性能变坏光学性能变坏表面有银纹表面有银纹变形开裂变形开裂 退火的实质退火的实质(1) 使强迫冻结的分子链得到松弛使强迫冻结的分子链得到松弛,凝固的大分子链段转凝固的大分子链段转向无规位置向无规位置,从而消除这一部分的内应力从而消除这一部分的内应力(2) 提高结晶度提高结晶度,稳定结晶结构稳定结晶结构,从而提高结晶塑料制品的从而提高结晶塑料制品的弹性模量和硬度弹

32、性模量和硬度,降低断裂伸长率降低断裂伸长率.需退火处理的需退火处理的塑料分子链刚性大的塑料分子链刚性大的壁厚较大壁厚较大带有金属嵌件带有金属嵌件使用温度范围较宽使用温度范围较宽尺寸精度要求较高尺寸精度要求较高内应力较大又不易自消的内应力较大又不易自消的分子链本身柔分子链本身柔性大性大,Tg低的聚低的聚合物合物,内应力能内应力能缓慢自消缓慢自消.POM、氯化聚醚、氯化聚醚 退火工艺退火工艺退火温度退火温度：控制在制品使用温度以上：控制在制品使用温度以上1020oC，或低于塑料的热变形温度或低于塑料的热变形温度1020oC过高会使制品发生翘曲或变形过高会使制品发生翘曲或变形过低达不到退火目的过低达

33、不到退火目的退火时间退火时间：视制品厚度而定，以达到消除内应力：视制品厚度而定，以达到消除内应力为宜。退火处理时间到达后，制品应缓为宜。退火处理时间到达后，制品应缓慢冷却至室温。慢冷却至室温。冷却太快，有可能重新引起内应力冷却太快，有可能重新引起内应力 2. 调湿处理调湿处理 （1）在高温下与空气接触时，会氧化变色）在高温下与空气接触时，会氧化变色（2）在空气中使用或存放时，易吸收水分而膨胀）在空气中使用或存放时，易吸收水分而膨胀PA制件制件需经长时间后才能得到稳定的尺寸需经长时间后才能得到稳定的尺寸一般在热水中一般在热水中进行处理进行处理不仅可隔绝空气进行防止氧化的退火不仅可隔绝空气进行防止

34、氧化的退火同时还可加快达到吸湿平衡同时还可加快达到吸湿平衡调湿处理调湿处理适量的水分还能对适量的水分还能对PA起类似增起类似增塑的作用，改善制件的柔曲性塑的作用，改善制件的柔曲性和韧性，使冲击强度和拉伸强和韧性，使冲击强度和拉伸强度均有所提高。度均有所提高。处理时间与处理时间与PA品种、制件形状、品种、制件形状、厚度、结晶度大小有关。厚度、结晶度大小有关。 核心问题：采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体、核心问题：采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体、并把它注射到模腔中去，在控制条件下冷却并把它注射到模腔中去，在控制条件下冷却定型，使制品达到合乎要求的质量。定型，使制品达到合乎要求的质量。最重

35、要的工艺条件最重要的工艺条件影响塑化流动和冷却影响塑化流动和冷却的的温度温度、压力压力和响应和响应的各个作用的各个作用时间时间6.2.3 注射成型工艺的影响因素注射成型工艺的影响因素 6.2.3.1 料筒温度料筒温度关系塑化质量关系塑化质量, 影响充模过程及制品质量影响充模过程及制品质量料筒温度的确定料筒温度的确定塑料的性质塑料的性质注塑机类型注塑机类型制品和模具的结构特点制品和模具的结构特点 根据根据 塑料的性质确定料筒温度塑料的性质确定料筒温度无定形塑料：无定形塑料：TfTTd结晶形塑料：结晶形塑料：TmTTg tcTg tcTg对制品性能和外观质量有很大影响对制品性能和外观质量有很大影响

36、 模具温度对制品性能的影响模具温度对制品性能的影响 模温的确定模温的确定（1）为使制件脱模时不变形，模温常低于塑料的）为使制件脱模时不变形，模温常低于塑料的Tg或不易或不易引起制件变形引起制件变形（2）为保证充模时制品完整和质量紧密，对熔体粘度大的塑）为保证充模时制品完整和质量紧密，对熔体粘度大的塑料（料（PC）宜用较高的模温；熔体粘度小的塑料（）宜用较高的模温；熔体粘度小的塑料（PE、PA等）可用较低的模温等）可用较低的模温（3）应考虑模温对塑料结晶、分子取向、制品内应力和各种）应考虑模温对塑料结晶、分子取向、制品内应力和各种物理机械性能的影响。物理机械性能的影响。 6.2.3.3 压力压力

37、 使塑料充满和成型的重要因素使塑料充满和成型的重要因素注射压力注射压力 注射压力的大小，取决于注塑机的类型、模具结构注射压力的大小，取决于注塑机的类型、模具结构（浇口尺寸和制品的厚度）、塑料的种类和注射工艺等。（浇口尺寸和制品的厚度）、塑料的种类和注射工艺等。注射压力大，充模速度快，流动长度大，制品中熔接缝强度大注射压力大，充模速度快，流动长度大，制品中熔接缝强度大对成型大尺寸，形状复杂，薄壁制品，注射压力宜大对成型大尺寸，形状复杂，薄壁制品，注射压力宜大注射压力过大，内应力大，注射压力过大，内应力大，应退火处理应退火处理注射压力大注射压力大 保压压力保压压力保压保压 6.2.3.4 时间（成

38、型周期）时间（成型周期）完成一次注射成型所需的时间称为成型周期，也完成一次注射成型所需的时间称为成型周期，也叫模塑周期。包括注射、保压、冷却和加料时间、叫模塑周期。包括注射、保压、冷却和加料时间、开模辅助作业，安放嵌件、闭模等开模辅助作业，安放嵌件、闭模等 最重要的：最重要的：冷却时间冷却时间和和注射时间注射时间制品的性能和质量制品的性能和质量保压时间保压时间闭模冷却时间闭模冷却时间20120s特厚制品：特厚制品：510min30120sCycle time in injection molding Material Parameters Amorphous, Semicrystalline,

39、 Blends and Filled Systems Pressure-Volume-Temperature (PVT) Behavior Viscosity Geometry Parameters Wall Thickness of Part Number of Gates Gate Location Gate Thickness and Area Type of Gates: Manually or Automatically Trimmed Constraints from Ribs, Bosses and Inserts Manufacturing Parameters Fill Ti

40、me Packing Pressure Level Mold Temperature Melt TemperatureBasic Process Factors in Injection Molding Material Parameters Amorphous, Semicrystalline, Blends and Filled Systems The chains in an amorphous polymer are randomly distributed. In a semicrystalline polymer, chains are partially ordered to f

41、orm crystallites. Engineering polymers are often blends of two or more polymers. Polymers are frequently blended in a twin screw extruderFillers such as short glass fibers, coloring agents, fire retardants etc. are frequently added to the polymers to enhance their mechanical properties or other perf

42、ormance characteristics.Semicrystalline polymers have the highest shrinkage followed by blends and amorphous polymers. Systems with fillers have the lowest shrinkage. Materials for injection molding 常用注射成常用注射成型的聚合物型的聚合物Thermoplastic compounds commonly used in injection molding include:Acrylonitrile

43、butadiene styrene (ABS)Acetal （乙缩醛二乙醇）（乙缩醛二乙醇）Acrylic （丙烯酸）（丙烯酸）Polycarbonate (PC) Polyester Polyethylene Fluoroplastic （氟塑料）（氟塑料）Polyimide （聚酰亚胺）（聚酰亚胺）Nylon Polyphenylene oxide （聚苯醚，（聚苯醚，PPO）Polypropylene (PP) Polystyrene (PS) Polysulphone （聚砜）（聚砜）Polyvinyl chloride (PVC) PS吸水性小，成型前一般不需干燥吸水性小，成型前一般

44、不需干燥无定形、粘度适宜，流动性、热稳定性均好，易注塑，成型温度宽无定形、粘度适宜，流动性、热稳定性均好，易注塑，成型温度宽注塑级注塑级PS：Mw=720万万PS熔体的粘度对剪切速率、温度均较为敏感熔体的粘度对剪切速率、温度均较为敏感螺杆或柱塞式注塑机均可螺杆或柱塞式注塑机均可料筒温度料筒温度=140260oC，喷嘴温度，喷嘴温度=170190oC注射压力注射压力=60150MPaPS 分子链刚硬，应热处理，分子链刚硬，应热处理， 退火处理：退火处理：T=6580oC的热水中，时间的热水中，时间13h缓冷至室温缓冷至室温PS性脆，机械强度大，热膨胀系数大，制件不宜嵌金属否则易开裂性脆，机械强度

45、大，热膨胀系数大，制件不宜嵌金属否则易开裂 成型收缩率成型收缩率0.30.7% PP非极性结晶高聚物，吸水率低非极性结晶高聚物，吸水率低0.030.04%Tm=160175oC，Td=350oC，最大结晶速率温度，最大结晶速率温度=120130成型温度宽，一般为成型温度宽，一般为205315oC注塑注塑PP：MI=29g/10min薄壁制品：料筒温度薄壁制品：料筒温度=280300oC厚壁制品：料筒温度厚壁制品：料筒温度=200230oC料筒温度料筒温度=210280oC，喷嘴低，喷嘴低 1030oC注射压力注射压力=70120MPa，模温，模温=7090oCPP熔体的粘度对剪切速率的依赖性比

46、对温度的依赖性大熔体的粘度对剪切速率的依赖性比对温度的依赖性大Tg 室温，所以制品会发生收缩现象（二次结晶）室温，所以制品会发生收缩现象（二次结晶） 后收缩总量的后收缩总量的90%约在脱模后约在脱模后6小时内，剩余小时内，剩余10%约发生在约发生在随后的十天内。随后的十天内。缩短注射和保压时间，提高注射和模具温度可减小后收缩缩短注射和保压时间，提高注射和模具温度可减小后收缩 PA，易吸水，干燥，易吸水，干燥PCTg=149150oC，Tm=215225oC，最大结晶速率温度，最大结晶速率温度=120130oC成型温度，一般为成型温度，一般为250310oC热处理：将制品放进热油、液体石蜡或充氮

47、炉中，在热处理：将制品放进热油、液体石蜡或充氮炉中，在100120oC处理一定时间，缓冷至室温处理一定时间，缓冷至室温调湿处理：将制品放进水或醋酸钾中，控制温度为调湿处理：将制品放进水或醋酸钾中，控制温度为80100oC，按制品厚度确定处理时间按制品厚度确定处理时间热固性塑料的注射成型热固性塑料的注射成型 The physical properties of the materials (density, thermal conductivity, melting temperature, etc.) must be considered in light of the required me

48、chanical properties of the finished part (strength, stiffness, hardness, etc.). Geometry Parameters Geometry parameters in part design and mold design are the wall thickness of the part, the number of gates（浇（浇口）口）, gate location, gate thickness and area, the type of gate and constraints from ribs（加

49、强筋）（加强筋）, bosses（轮毂，（轮毂，凸台）凸台） and inserts（嵌件）（嵌件）. Three factors primarily govern the choice of wall thickness for a part part design for stiffness cooling time 1. flow length Design Guidelines for GatesThe gate provides the connection between the runner and the molded part. It must permit enough m

50、elt to enter and fill the cavity during filling and packing stages. Gate Location The gate should be located at thicker sections of the part. The gate location must allow expulsion of air towards the vent. Multiple gates should be located to allow weld lines to form at appropriate positions in the p

51、art. Gate Size Gates must be sized such that they freeze off after sufficient packing. Jetting of polymer melt should not occur. The gate thickness is usually 50% to 75% of the part thickness. Number and Location of GatesMultiple gates may be used to control the pressure distribution within the cavi

52、ty. This will introduce weld lines. Weld lines are formed when two melt flow fronts meet. Such regions are weaker than the other regions of the part. The effects of different gate locations on filling patterns (left) and the final states of the molded part on the (right) are shown on the two sides o

53、f the figure Types of Gates Pin Gate （针点浇口）（针点浇口）Tab Gate（耳形浇口）（耳形浇口） Edge Gate （边缘浇口）（边缘浇口）Fan Gate （扇形浇口）（扇形浇口）Pinpoint Tab Gate （针点耳形浇口）（针点耳形浇口）Submarine or Tunnel Gate （潜伏式浇口、（潜伏式浇口、或隧道式浇口、剪切浇口）或隧道式浇口、剪切浇口）Pin Gate （针点浇口）（针点浇口）Submarine or Tunnel Gate （潜伏式浇口、（潜伏式浇口、或隧道式浇口、剪切浇口）或隧道式浇口、剪切浇口） Edge

54、Gate （边（边缘浇口、侧浇口）缘浇口、侧浇口） Fan Gate （扇（扇形浇口）形浇口）常用于聚碳酸酯、常用于聚碳酸酯、ABS和有机玻璃等塑料的成型和有机玻璃等塑料的成型通过小浇口的塑料，由于摩擦生热，其流动性得以改通过小浇口的塑料，由于摩擦生热，其流动性得以改善，另一方面，物料先冲击凸出块对面的壁上，降低善，另一方面，物料先冲击凸出块对面的壁上，降低了料流速度，改变了流向，从而均匀进入型腔了料流速度，改变了流向，从而均匀进入型腔 Manufacturing Parametersfill time, packing pressure, mold temperature and melt

55、temperature 模腔中物料的形态变化模腔中物料的形态变化There are three distinct flow regions inside the mold cavity.1. Near or at the gate 2. In the cavity - Hele Shaw Flow 3. Advancing front - Fountain Flow The figure shows a typical temperature history in the cavity during the injection molding cycle.The gate freezes off first because it is th