[工学]4注射成型ppt课件

1、第四章 注射成型 可成型几乎一切的热塑性塑料和多种热固性塑料，可用于树脂的直接注射，可复合资料、加强塑料及泡沫塑料的成型，或注射吹塑成型。 成型周期短、消费效率高、能一次成型外形复杂、尺寸精度高、带嵌件的制品、顺应性强、制品种类繁多，容易实现自动化。p2744.1注射机构造与作用注射机构造与作用加热塑料，使其到达熔化形状对熔融塑料施加高压，使其充溢模具型腔4.1.1 注射机的根本构造注射机的根本构造v注射系统注射系统v锁模系统锁模系统v液压传动液压传动v注射模具等注射模具等塑化塑化使塑料受热、均匀塑化到粘流态；使塑料受热、均匀塑化到粘流态；注射注射以一定速度和压力将熔料注入模具；以一定速度和压

2、力将熔料注入模具；保压保压保压补缩保压补缩 一、注射系统一、注射系统柱塞式注射系统柱塞式注射系统 注射系统主要组成注射系统主要组成加料安装：锥形漏斗容加料安装：锥形漏斗容12h用料量用料量料筒：螺杆式料筒：螺杆式23倍最大注射量；倍最大注射量；2-3段加热段加热螺杆，或柱塞与分流梭螺杆，或柱塞与分流梭 喷嘴：喷嘴：1注射螺杆注射螺杆注射螺杆和挤注射螺杆和挤出螺杆能不能出螺杆能不能通用？为什么？通用？为什么？主要作用：保送、压实、塑化和传送注射压力主要作用：保送、压实、塑化和传送注射压力 2喷嘴喷嘴主要作用：主要作用：二、锁模系统二、锁模系统 锁合模具、启闭模具、固定模具和顶出制件。 锁模构造应

3、保证足够的锁模力，模具启闭灵敏、准确、迅速而平安。在闭模时，模板运转速度先快后慢，开模时先慢后快再慢。 锁模力注射压力制品面积大小P280导柱拉杆导柱拉杆固定模板固定模板挪动模板挪动模板调模安装调模安装顶出安装顶出安装常用的启闭模具和锁模机构：常用的启闭模具和锁模机构： 机械式、液压式、液压机械组合式机械式、液压式、液压机械组合式顶出安装：顶出安装： 机械式、机械式、 液压式液压式三、注塑模具三、注塑模具模具模具浇注系统浇注系统成型零件成型零件构造零件构造零件主流道主流道冷料穴冷料穴分流道分流道浇浇 口口动动 模模定定 模模型型 腔腔型型 芯芯成型杆成型杆排气口排气口型腔型腔动模动模定模定模浇

4、注系统浇注系统4.1.2注塑机的任务过程注塑机的任务过程合模合模开模开模顶出制品顶出制品制品冷却制品冷却和预塑化和预塑化保压保压注射注射任任务务循循环环周周期期任务过程任务过程P282P2814.2 注射过程原理注射过程原理 加料加料塑化塑化开模顶出制品开模顶出制品注射充模注射充模保压保压冷却固化冷却固化4.2.1 塑化过程塑化过程1、塑化定义：、塑化定义：2、对塑料塑化的要求、对塑料塑化的要求: 一、物料在料筒内的塑化一、物料在料筒内的塑化3、实施塑化方式：受外加热与剪切作用、实施塑化方式：受外加热与剪切作用. 1、热均匀性、热均匀性*加热效率E表征熔体热均匀性*E高，对塑化有利，料筒中物料

5、温度分布均匀性趋好P284 。 2、塑化才干、塑化才干v定义：P285v影响塑化才干的要素：PVKA2mq螺杆强化了料筒内物料的塑化过程螺杆强化了料筒内物料的塑化过程 3、料温分布、料温分布1 螺杆螺杆 剪切强剪切强2螺杆螺杆 剪切平缓剪切平缓3柱塞柱塞 靠料筒料靠料筒料4柱塞柱塞 靠中心料靠中心料课堂练习课堂练习v 简述挤出成型和注射成型的塑化过程主简述挤出成型和注射成型的塑化过程主要区别是什么？二者所用的螺杆有何异要区别是什么？二者所用的螺杆有何异同？同？ 熔体流动历程： 料筒 喷嘴 浇注系统 模腔 4.2.2 注射充模过程注射充模过程一、注射成型周期一、注射成型周期v充模充模v保压保压v

6、倒流倒流v浇口冻结后的冷却浇口冻结后的冷却压力、温度、时间关系压力、温度、时间关系t0 t1 OAt0 t1 OA段：螺杆前移，开场充模，段：螺杆前移，开场充模， 螺杆螺杆 喷嘴喷嘴PP t1 tB t1 tB， ,AB ,AB段段, ,充模时间充模时间 tB tB模腔充溢，模腔模腔充溢，模腔PPtB t2, BCtB t2, BC段段, ,压实流动，螺杆继续压实流动，螺杆继续 前移，再挤入物料，前移，再挤入物料， 模腔模腔Pmax Pmax 充模阶段充模阶段 t0 t2 CD CD段：保压时间段：保压时间t2 t3 t2 t3 ， 螺杆坚持压力，补缩，螺杆坚持压力，补缩， T T， # #倒

7、流阶段倒流阶段 t3 t4 t3 t4 DE DE段：螺杆回撤，喷嘴段：螺杆回撤，喷嘴P0P0，模腔，模腔P P ，倒流，浇口凝封，倒流，浇口凝封，# #冻结后冷却阶段冻结后冷却阶段 t4 t5 t4 t5 EF EF段：段： 继续冷却，脱模，剩余应力继续冷却，脱模，剩余应力 #保压阶段保压阶段 t2 t3二、熔体在喷嘴中的运动二、熔体在喷嘴中的运动v喷嘴孔直径小，熔体注射压力损失较大，v 熔体经过时温度上升，且有温度分布。48RLqpvajcpTp 三、熔体在模腔中的充模流动三、熔体在模腔中的充模流动 浇注系统浇注系统 模腔模腔 主流道、分流道、浇口主流道、分流道、浇口1熔体在浇注系统内流动

8、熔体在浇注系统内流动v冷浇道：冷浇道：v T Tf，模壁构成不动壳层，流动阻力，模壁构成不动壳层，流动阻力，压力损失压力损失 ，充模的模腔压力，充模的模腔压力v热浇道：热浇道：v TTf，温度变化与压力损失与经过喷嘴类似。，温度变化与压力损失与经过喷嘴类似。v浇口：浇口：v 浇口浇口，压力损失，压力损失 ， ， T ，v 焦烧、降解，不稳定流动。焦烧、降解，不稳定流动。v 减小浇口截面积，体积流量增大。减小浇口截面积，体积流量增大。2熔体充模流动特点熔体充模流动特点v层流流动v随料流前缘运动特点,图8-20v 起始阶段圆弧形v 过渡阶段v 主阶段直线挪动3熔体遇到妨碍物时的充模流动熔体遇到妨碍

9、物时的充模流动模腔带型芯或嵌件 4充模流动长度充模流动长度* 充模过程中凝固壳层的构成充模过程中凝固壳层的构成 热塑性熔体充模时，伴随冷却降温，为非热塑性熔体充模时，伴随冷却降温，为非等温流动过程。熔体与冷模壁接触，构成不动等温流动过程。熔体与冷模壁接触，构成不动壳层，壳层厚度不断增大，达模腔厚度一半时，壳层，壳层厚度不断增大，达模腔厚度一半时，熔体停顿在模腔中流动。熔体停顿在模腔中流动。 模腔横截面存在温度梯度，中心最高模腔横截面存在温度梯度，中心最高Tf，靠模壁最低，靠模壁最低 Tg，充模时，熔料能，充模时，熔料能够处于玻璃态、高弹态和粘流态。够处于玻璃态、高弹态和粘流态。 极限流动长度极

10、限流动长度制品长度制品长度 熔体充溢模腔熔体充溢模腔*充模流动长度的影响要素充模流动长度的影响要素 熔体流变性能、热物理参数、模具冷却效应等影响极限流动长度。*料筒温度，流动性 ，流动长度。*模具温度，影响凝固层厚度，对充模流动长度影响不大。*注射压力，流动长度。*注射速度，流动长度。*M，流动长度。4.2.3 增密和保压过程增密和保压过程1增密过程压实增密过程压实 tB t2,，压力梯度变化，压力梯度变化大，影响模腔最高压力大，影响模腔最高压力C点。点。图图8-222保压过程保压过程CD段：螺杆极慢前移，保压补料，段：螺杆极慢前移，保压补料，制质量量制质量量影响保压补料的主要要素影响保压补料

11、的主要要素保保压时间、保压压力。压时间、保压压力。 图图8-23 4.2.4 倒流冷却定型过程倒流冷却定型过程*熔体的倒流熔体的倒流 DE段，段， 螺杆回撤，撤除保压压力，熔体能够倒螺杆回撤，撤除保压压力，熔体能够倒流。至浇口根本凝封。流。至浇口根本凝封。 凝封压力和温度凝封压力和温度 密度密度 内应力图内应力图8-24*熔体的冷却定型熔体的冷却定型 熔体冷却，进入模腔开场熔体冷却，进入模腔开场到脱模点到脱模点F终了。终了。 最正确脱模条件：最正确脱模条件：TTg，模内剩余压力，模内剩余压力PE=0。 bcbaTTTTa4lnt224.3 注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件一、注射成

12、型工艺参数的选择一、注射成型工艺参数的选择塑化、流动、冷却T、P、t几种常用塑料的注射模塑特点几种常用塑料的注射模塑特点特点成型工艺参数后处理PS吸水率小、流动性、稳定性较吸水率小、流动性、稳定性较好，成型温度范围较宽好，成型温度范围较宽Tw140260、T喷嘴喷嘴170190、P60150MPa6580热水，热水，处理处理13h消除内应力消除内应力PP吸水率很低、熔点流动性好吸水率很低、熔点流动性好Tm160175Td350成型温度范围宽成型温度范围宽200315Tw200280、厚壁厚壁Tw200230薄壁薄壁Tw280300P70120MPa后收缩后收缩PA吸水率大，干燥吸水率大，干燥T

13、m200290，熔体流动，熔体流动性大，热稳定性差，成型性大，热稳定性差，成型收缩率大收缩率大PA熔化范围窄，高压缩熔化范围窄，高压缩比螺杆、螺杆头上比螺杆、螺杆头上装止逆环、自锁喷装止逆环、自锁喷嘴，嘴，热油、液体石蜡热油、液体石蜡100120处理处理调湿处理调湿处理PC很好的韧性和机械性能，耐环很好的韧性和机械性能，耐环境应力开裂性差，缺口敏境应力开裂性差，缺口敏感性高，不宜带嵌件感性高，不宜带嵌件 Tg=150, Tm=215225Tw250310P注塞注塞100160MPa P螺螺80130Mpa T模模85140热处理热处理125135一温度料筒温度料筒温度喷嘴温度模具温度l选择原那

14、么：良好塑化，快速流动注射，不降解。l l温度范围：l TfTm Td， 窄低料温，比TfTm 稍高；宽较高料温。l l料温分布：从料斗到喷嘴，由低到高，以利塑化。*料筒温度料筒温度喷嘴温度喷嘴温度v喷嘴温度略低于料筒最高温度，防止喷嘴温度略低于料筒最高温度，防止“流涎。流涎。模具温度模具温度#冷却速度：Tm-Tc # 无定形塑料： PS T模 PC T模 结晶塑料： 中速冷却速度， T 稍大于 Tg， Tg Tvmax，质量 ， 效率 。 二压力二压力塑化压力塑化压力（背压）（背压）注射压力注射压力 *塑化压力背压塑化压力背压v背压 剪切作用 熔体T 塑化均匀性 v 塑化量v 普通为注射压力

15、的5-20%v v *注射压力v补偿压力损失 图8-27v注射压力料温关系图8-28v注射压力注射速度v注射压力选择根据 P298 注射时间+冷却时间+其它时间三时间注射成型周期三时间注射成型周期制质量量制质量量消费效率消费效率4.4热固性塑料的注射成型热固性塑料的注射成型 一、热固性塑料注射成型原理一、热固性塑料注射成型原理*热固性塑料的特点：物理变化热固性塑料的特点：物理变化+化学反响化学反响 P306*热固性塑料注射成型的特点：热固性塑料注射成型的特点： 成型温度必需严厉控制，满足流动、交联要求成型温度必需严厉控制，满足流动、交联要求塑化塑化 料筒温度较低，料筒停留时间不能过长料筒温度较

16、低，料筒停留时间不能过长注射机的合模部分应能满足放气的要求注射机的合模部分应能满足放气的要求注射压力和锁模压力高注射压力和锁模压力高二、热固性塑料注射成型的工艺性二、热固性塑料注射成型的工艺性1、注射用热固性塑料具有良好流动性 较高的流动性，在一定温度、压力下充溢模腔；粘度稳定。流动性过大容易产生飞边或粘模。2、良好热稳定性 在料筒温度加热下能塑化，不过早交联。3、塑化温度范围要大4、高温下在膜腔内快速交联三、热固性塑料注射成型过程及工艺条件三、热固性塑料注射成型过程及工艺条件热固性塑料注射成型过程：热固性塑料注射成型过程：塑化过程塑化过程注射过程注射过程固化（交联）过程固化（交联）过程*注射

17、过程温度注射过程温度 粘度变化粘度变化四、热固性塑料注射机四、热固性塑料注射机螺杆长径比、紧缩比小，螺槽深，减少磨擦、缩短在料筒停留时间，如酚醛用等距、等深、无紧缩比螺杆，仅起保送作用。喷嘴用敞开式，料筒、喷嘴便于装配。注射机的锁模构造应满足放气操作的要求。模具有准确加热安装和温控系统。与热塑性注射机的构造区别：注射安装与合模安装注射安装与合模安装4.5 反响注射模塑 将两种或两种以上具有化学活性的低相对分子量液体原料，在一定温度下，经过高压1420MPa作用，使它们相互撞击混合，并立刻注入密闭的模腔中，完成聚合、交联固化等化学反响构成制品的工艺过程。 特点：混合效率高、节能、产品性能好、本钱

18、低等。 表8-5运用：制备发泡制品、加强迫品等4.5.1反响注射成型工艺流程和原料反响注射成型工艺流程和原料聚氨酯聚氨酯RIM工艺流程图工艺流程图 对设备要求：对设备要求： 4.5.2 反响注射模塑设备反响注射模塑设备技术关键：技术关键：RIM的原料体系的原料体系 + RIM设备设备原料的准确计量原料的准确计量高效混合高效混合氨基甲酸乙酯聚氨酯氨基甲酸乙酯聚氨酯尼龙尼龙6 6、苯乙烯类树脂、苯乙烯类树脂环氧树脂环氧树脂不同原料反响注射成型工艺参数不同RIM成型设备 蓄料系统蓄料系统计量和保送系统计量和保送系统 液压系统液压系统混合系统混合系统两组分物料的储存加热和计量撞击混合充模固化脱模 RI

19、M成型设备任务原理聚氨酯的反响注塑聚氨酯的反响注塑RIM、加强反响注塑、加强反响注塑RRIM反响温度：聚醚预热温度32 异氰酸酯预热温度32 模具温度60注射压力：15MPa消费周期：充模14s 消费周期32120s4.6 气体辅助注射成型气体辅助注射成型特点：特点： 普通注射成型制品普通注射成型制品: 壁厚需均匀壁厚需均匀 厚壁制品需保压补料厚壁制品需保压补料 易产生较大剩余应力易产生较大剩余应力 构造发泡制品：构造发泡制品： 外观质量不好外观质量不好(Gas-Assisted Injection Molding,GAIM)气体辅助注射成型工艺过程气体辅助注射成型工艺过程气体辅助注射成型方法v规范成型法规范成型法v副腔成型法副腔成型法v熔体回流法熔体回流法v活动型芯法活动型芯法气体辅助注射成型特点气体辅助注射成型特点思索题v1、选择注射机时要思索哪些主要的技术参数？、选择注射机时要思索哪些主要的技术参数？v2、注射机注射系统、锁模系统和塑模的组成和构造是、注射机注射系统、锁模系统和塑模的组成和构造是怎样的？怎样的？v3、热塑性塑料在注射过程中如何保证流动与冷却？其、热塑性塑料在注射过程中如何保证流动与冷却？其温度、压力和时间如何变化？对模具有哪些要求？对温度、压力和时间如何变化？对模具有哪些要求？对制质量量有哪些影响？制质量量有哪些影响？v4