注塑工艺流程

注塑工艺流程在注射过程中，注塑机可以手动、半自动或全自动操作。手动操作适用于试机调模时使用。半自动操作时，机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产。全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。在全自动操作中，通常也需要中途临时停机，例如给机器模具喷射脱模剂等。在正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式，并相应转换手动、半自动或全自动开关。在注射过程中，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。在预塑动作中，根据预塑加料前后注座是否后退，即喷嘴是否离开模具，注塑机一般设有三种选择。固定加料方式下，预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。前加料方式下，喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离开模具。后加料方式下，注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完再注座前进。选择不同的预塑动作方式，可以根据加工成型温度特点来避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，以及避免了热量的流失和熔料在喷嘴孔内的凝固。在注塑机操作中，预塑动作是一个重要的步骤。注射结束后，冷却计时器开始计时，同时预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面，由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用，熔融塑料积存在机筒的前端，将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时，预塑停止，螺杆停止转动。接下来是射退动作，即螺杆作微量的轴向后退，以克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的"流涎"现象。若不需要射退，则应将射退停止开关调到适当位置，让预塑停止开关被压上的同时，射退停止开关也被压上。接着注座开始后退，若采用固定加料方式，则应注意调整好行程开关的位置。在生产中，多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间，加快生产周期。注塑机的注射压力由比例调压阀进行调节。普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择，即高压、低压和先高压后低压。为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能，这样更能保证制品的质量和精度。注塑机的注射速度由比例流量阀进行调节，有时在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。顶出形式有机械顶出和液压顶出二种，有的还配有气动顶出系统，顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。开模控制是指在注塑过程中，将模具分开以便取出成品制件的过程。开模控制是由开模限位开关或电子尺触发的。操作者可以通过调节开模行程开关或电子尺的刻度距离来实现。开模的速度和压力也可以通过电脑中的数字量设定来实现。开模时，模板以慢速启动，前进一小短距离后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离(或电子尺到达设定距离)，活动板转以快速向后推进。在后退至靠近开模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关(或电子尺到达设定距离)，此时活动板又转以慢速且以低压后退。在低压开模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利分开至压上高压开关，转高压是为了伸直机铰从而完成开模动作。这段距离极短，一般只有0.3~1.0mm，刚转高压旋即就触及开模终止限位开关，这时动作停止，开模过程结束。在熔融塑料注入模腔并完成冷却后，开模动作开始，制品被取出。开模过程分为三个阶段：第一阶段是慢速开模，以防止制件在模腔内撕裂；第二阶段是快速开模，以缩短开模时间；第三阶段是慢速开模，以减少开模惯性造成的冲击和振动。一、收缩率热塑性塑料成型的收缩形式和计算方法如前所述。影响热塑性塑料成型收缩的因素包括：1.1塑料品种：由于热塑性塑料成型过程中存在结晶化形成的体积变化、内应力强、残余应力大、分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比，其收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显。此外，成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也比热固性塑料大。1.2塑件特性：成型时，熔融料与型腔表面接触后立即冷却，形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使得塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。因此，壁厚、冷却慢、高密度层厚的塑件收缩大。此外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向、密度分布及收缩阻力大小等，因此塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。1.3进料口形式、尺寸、分布：这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。1.4成型条件：模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料而言，由于结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此，在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等因素也可适当改变塑件收缩情况。在模具设计时，根据各种塑料的收缩范围、塑件壁厚、形状、进料口形式尺寸及分布情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再计算型腔尺寸。对于高精度塑件及难以掌握收缩率的情况，一般建议采用以下方法设计模具：1.对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。2.试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。3.对需要后处理的塑件进行后处理，确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后）。4.根据实际收缩情况修正模具。5.再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。二、流动性热塑性塑料的流动性大小可以从多个指数进行分析，包括分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度以及流动比（流程长度/塑件壁厚）。分子量小、分子量分布宽、分子结构规整性差、熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小以及流动比大的塑料流动性较好。因此，在选择塑料时，必须检查其说明书以判断其流动性是否适用于注塑成型。根据模具设计要求，常用塑料的流动性可以大致分为三类：流动性好的有PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯；流动性中等的有聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、PMMA、POM、聚苯醚；流动性差的有PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。各种塑料的流动性也受到成型因素的影响，主要包括以下几点：首先是温度，温度升高会增加流动性，但不同塑料的情况有所不同。例如，PS（尤其是耐冲击型和MFR值较高的）、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、PC、CA等塑料的流动性随温度变化较大。而对于PE、POM等塑料，温度变化对其流动性影响较小。因此，在成型时，应该调节温度来控制流动性。其次是压力，注塑压力增大会使熔融料受到剪切作用增大，流动性也会增加，特别是PE、POM等塑料更为敏感。因此，在成型时，应该调节注塑压力来控制流动性。最后是模具结构，包括浇注系统的形式、尺寸、布置、冷却系统设计以及熔融料流动阻力等因素，都会直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性。因此，在模具设计时，应该根据所用塑料的流动性选择合理的结构。在成型时，也可以通过控制料温、模温以及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况，以满足成型需要。三、结晶性热塑性塑料可以分为结晶型塑料和非结晶型（又称无定形）塑料两大类。结晶现象是指塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动、完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动、按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。通过观察塑料的厚壁塑件的透明性，可以判断出该塑料是否具有结晶性。一般来说，结晶性料为不透明或半透明（如POM等），无定形料为透明（如PMMA等）。但也有例外情况，如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却具有高透明性，ABS为无定形料但并不透明。在模具设计和选择注塑机时，需要注意对结晶型塑料的要求和注意事项。1.在成型温度下，需要大量热量来使塑料达到塑化状态，因此需要使用塑化能力强的设备。2.冷却回化时会释放大量热量，因此需要充分冷却。3.由于熔融态和固态的比重差异较大，因此成型收缩较大，容易出现缩孔和气孔。4.冷却速度越快，结晶度越低，收缩越小，透明度越高。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚越大，冷却速度越慢，结晶度越高，收缩越大，物性越好。因此，对于结晶性塑料，必须控制模具温度。5.由于各向异性显著，内应力较大，脱模后未结晶化的分子会继续结晶化，处于能量不平衡状态，容易发生变形和翘曲。6.结晶化温度范围较窄，容易出现未熔料末注入模具或堵塞进料口的情况。4.1热敏性塑料和易水解塑料4.1.1热敏性塑料是指在高温下受热时间较长或进料口截面过小、剪切作用大时，容易发生变色、降解和分解的塑料。例如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、POM和聚三氟氯乙烯等。这些塑料在分解时会产生单体、气体和固体等副产物，其中一些分解气体对人体、设备和模具都具有刺激、腐蚀或毒性作用。因此，在模具设计、注塑机选择和成型时，应选择螺杆式注塑机、截面较大的浇注系统、镀铬的模具和料筒，避免出现滞料现象，并严格控制成型温度和添加稳定剂，以减弱其热敏性能。4.1.2易水解性塑料，如PC，即使含有少量水分，在高温高压下也容易分解。因此，在使用之前必须进行预热干燥。5.应力开裂和熔体破裂5.1有些塑料对应力敏感，在成型过程中容易产生内应力并且质地脆弱易裂。塑件在外力或溶剂作用下容易开裂。除了在原料中加入添加剂以提高其抗裂性外，还应注意原料的干燥和合理的成型条件，以减少内应力和增加抗裂性。同时，应选择合理的塑件形状，避免设置嵌件等措施来减少应力集中。在模具设计时，应增大脱模斜度，选择合理的进料口和顶出机构，并适当调节料温、模温、注塑压力和冷却时间，以尽量避免塑件过于冷脆时脱模。成型后，应对塑件进行后处理以提高其抗开裂性，并避免与溶剂接触。5.2当一定流动速率的聚合物熔体通过喷嘴孔时，如果其流速超过一定值，熔体表面会产生明显的横向裂纹，称为熔体破裂，这会影响塑件的外观和物性。因此，在选用流动速率高的聚合物时，应增大喷嘴、浇道和进料口截面，减少注塑速度，并提高料温。6.热性能和冷却速度6.1不同种类的塑料具有不同的热性能，比如比热、热传导率和热变形温度等。对于需要大量热量塑化的塑料，应该选择塑化能力较强的注塑机。高热变形温度的塑料可以缩短冷却时间并早期脱模，但需要注意防止冷却变形。热传导率低的塑料冷却速度慢，例如离子聚合物，因此需要充分冷却和加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低、热传导率高的塑料。比热大、热传导率低、热变形温度低且冷却速度慢的塑料不利于高速成型，必须选用适当的注塑机和加强模具冷却。6.2不同种类的塑料根据其特性和塑件形状要求保持适当的冷却速度。因此，模具必须按照成型要求设置加热和冷却系统，以保持一定的模温。当料温使模温升高时，应该进行冷却，以防止塑件脱模后变形，缩短成型周期并降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定温度时，模具应该设有加热系统，以控制冷却速度，保证流动性，改善填充条件或用于控制塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。对于流动性好、成型面积大、料温不匀的塑料，有时需要交替使用加热或