3-塑料的一次成型(注射成型)

第二节注射成型第二节注射成型注射成型是将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程，可生产结构复杂的制品，其成型制品占目前全部塑料制品的20~30％，是塑料成型加工中重要方法之一。第二节注射成型注射成型的特点：1，注射成型是发展最快的塑料成型技术[生产周期快、适应性强、易于自动化、生产率高]2，适用于热塑性塑料，热固性塑料，以及橡胶3，制备的塑料品种、制品种类多[长管、棒、板除外]4，生产的制品的尺寸较精确，精致第二节注射成型注射成型产品示例第二节注射成型一、注塑机的基本结构第二节注射成型螺杆式注射机第二节注射成型根据排列方式不同分类：卧式、立式、角式第二节注射成型注射机的基本结构注射成型的基本条件：1.塑料必须以熔融状态进入模具。2.熔体必须有足够的压力和流速，及时充满模具。注射机完成的三个基本功能：1，塑化；2，注射；3，成型。注射机的三个基本组成：1，注射装置：塑化，注射2，锁模装置：成型（部分）3，模具：定型（成型）第二节注射成型市面上的注塑机（1）柱塞式注射机：适用于小制品、间歇式，有利于研究，不利于生产（2）柱塞式-柱塞式：一个柱塞完成塑化，另一个完成注射和成型（3）螺杆式-柱塞式：熔体停留时间长（4）往复式螺杆注射机：螺杆既完成塑化混合，又完成注射（5）注射机的大小、规格一次所注射最大重量：如125注塑机一次性注射125g第二节注射成型（一）注射系统功能：将物料塑化，并在很高的压力和较快的速度下，通过柱塞/螺杆的推挤，将熔融塑料注射入型腔包括：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）及喷嘴等第二节注射成型1、加料装置料斗，锥形或倒圆锥形，其容量可供注塑机1~2小时之用，有计量、干燥功能2、料筒要求与挤出机一样（光滑、无死角、强度高、耐腐蚀、精密）尺寸：取决于注射机的最大注射量料筒外部可加热第二节注射成型3、分流梭和柱塞分流梭形状似鱼雷，表面有若干凹槽及若干条凸筋第二节注射成型分流梭作用：将圆柱形的物料流变成圆环形薄流层，使塑料产生分流和收敛流动；缩短传热过程，加快热传递，减少料筒壁处的热分解；由于分流作用，分流梭表面流速↑，剪切力↑，产生较大的摩擦热，使料温升高，有利于塑料的混合与塑化。第二节注射成型柱塞：硬度高，做往复运动作用：将熔体注入模具4、螺杆作用：（1）送料；（2）塑化；（3）传压；（4）排气；（5）压实；（6）注射与挤出机螺杆相比：（1）加料段较长；（2）均化段较短；第二节注射成型（3）螺槽较深；（4）只有预塑化作用5、喷嘴注射系统的重要部件，位于料筒和模具之间。主要作用：（1）引导塑料进入模具（2）提高射程（3）强化混合和塑化第二节注射成型第二节注射成型喷嘴型式主要有三种（1）通用式无机械阀关闭通路也无加热装置优点：a结构简单，易加工b注射压力降小c补料作用强缺点：a无加热装置，未塑化均匀物料可能进入制件b低粘度塑料易产生流涎适用于PS、PE、纤维素类第二节注射成型（2）延伸式有加热装置优点：a结构简单b杜绝冷料产生c易补料缺点：温度不当，更易流涎适用于：PMMAABSPOM聚砜PCPPS聚酰亚胺第二节注射成型（3）弹簧针阀式喷嘴有止回阀优点：有止回阀，杜绝物料的流涎缺点：a结构复杂b补料作用小，射程短适用于：尼龙第二节注射成型（二）锁模系统作用：（1）保证准确的容积（无溢边）（2）可靠的开启、闭合模具，锁模（3）调整模具，取出制品第二节注射成型组成：（1）固定模板（2）移动模板（3）曲柄（4）油缸（5）顶出装置压力：模腔压力＜锁模力＜注射压力第二节注射成型要求:（1）启闭灵活、迅速、准确、安全（2）不产生强烈震动（3）开启：慢→快→慢闭合：快→慢（4）启闭模板移动距离和移动速度可调

第二节注射成型常见锁模机构示意图第二节注射成型（三）模具概念：赋于制品以形状与尺寸的工具叫模具种类：压制模具、压铸模、中空吹塑模、压力成型模、挤出模具、注射模具。其中主要的是挤出模具、注射模具。作用：（1）赋于制品以形状（2）赋于制品强度（3）定型第二节注射成型模具的组成：注射模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三大部分所组成，下面分述之。第二节注射成型第二节注射成型（1）浇注系统指塑料熔体从喷嘴流入型腔前的流道主流道：圆锥形分流道：各个注射点尽量对称浇口：快速流动，凝封快冷料井：收集多余的物料结构第二节注射成型（2）成型零件指构成制品形状的各种零件型腔：根据制品的形状设计型芯：构成制品内部形状排气孔：排除气体（3）结构零件指构成模具各种结构的零件导向零件：使阴阳模对准脱模装置：气动、液动或机械（顶杆）抽芯装置：斜块等模具的加热或冷却部分第二节注射成型二、注射成型工艺过程（一）成型前的准备造粒、预热、干燥、放置嵌件等第二节注射成型除湿式干燥机系列第二节注射成型干燥器第二节注射成型热切造粒生产线第二节注射成型（二）注射过程1、五个步骤（1）加料（2）塑化（3）注射（4）冷却（5）脱模第二节注射成型注意：塑料在进入模腔前必须达到规定的成型温度；在规定的时间内，必须提供足够数量的熔融物料；要求熔化的物料各点温度应均匀一致，不能发生降解；加料少：传压介质少，缺料，产生缺陷，不密实；加料多：使物料在螺杆中停留时间延长，易分解。第二节注射成型2、五个工序（1）塑化：塑料在料筒中熔融、混合、塑化，被螺杆或柱塞挤到料筒前端（2）（注射）充模：被推挤到料筒前端的熔体，经喷嘴、浇注系统充满型腔（3）保压：在模具中熔体冷却收缩，继续施压，使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充（补塑）到模具中，使制品形状更完整、密实。（4）冷却：塑料在模具中的硬化（凝封）第二节注射成型（5）脱模：冷却到某一温度后，脱模取出制品（三）制品的后处理退火处理、调湿处理改善制品的性能、提高尺寸稳定性第二节注射成型注射成型工艺过程示意图第二节注射成型3、塑化原理第二节注射成型影响因素（1）注射机料筒长度提高，则E↑（2）料筒传热面积提高则E↑（3）受热时间↑则E↑（4）热扩散速度↑则E↑（5）剪切应力↑剪切速率↑则E↑第二节注射成型三、注射成型工艺的影响因素第二节注射成型第二节注射成型第二节注射成型第二节注射成型影响因素（一）料温1、注射机类型螺杆式料温低，柱塞式料温高螺杆式温度若高，是为了满足工艺条件进行短时间注射，提高效率柱塞式温度若低，则是在低温下长时间注射，进行小批量生产，对精细产品精加工第二节注射成型2、与模具和制品尺寸有关厚制品：流动阻力小，不易冷却，料温低薄制品：流动阻力大，易冷却，料温高长制品：易冷却，料温高3、喷嘴温度小于料筒温度为了保证物料的均匀性，喷嘴处剪切太大4、料温高，加工性能好，但物理机械性能差第二节注射成型料温对某些成型性能及制品物性的影响第二节注射成型（二）模具温度冷却速度的选择（1）tc＜Tg时为骤冷，tc≈Tg时为中冷，tc＞Tg很多时为缓冷（1）为了保证制品不易变形，则T模＜Tg或Tm（2）对于粘度较高的物料，则选择T模高（PC、PPO、PPS）第二节注射成型对于粘度较低的物料，则选择T模低（PE、PP、PA）（3）模具温度对制品性能的影响T模低，凝封速度快，缩短生产周期，生产效率提高，但T模太低，会导致模具缺料；取向被冻结，产生内应力，产生翘曲开裂，不适于厚制品第二节注射成型（三）注射压力第二节注射成型压力的作用：（1）推动塑料前移，混合，塑化，克服阻力（2）提高充模进度，使物料充满型腔（3）补料、保持形状，减小熔接缝第二节注射成型压力分析：1、注射系统的压力降△P1料筒的压力降△P1=△Pd+△PL注塑系统的总压力△Pc=△P1+△P2其中△P2为喷嘴所引起的压力降2、模具中压力降△PM=△P3+△P4+△P5△P3△P4△P5分别为模具流道、浇口和模腔的压力降第二节注射成型注射成型时模具型腔中的压力-温度关系第二节注射成型注射压力对塑料某些成型性能的影响第二节注射成型（四）注射周期和注射速度完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期。它由注射（充模）、保压时间、冷却和加料时间以及开模（取出制品）、辅助作业（如涂擦脱模剂、安放嵌件等）和闭模时间组成。第二节注射成型注射成型过程的注射周期第二节注射成型注射速度注射速度常用单位时间内柱塞移动的距离表示，有时也用重量或容积流率表示；注射速度主要影响塑料熔体在模腔内的流动行为，并影响模腔内压力，温度以及制品的性能。第二节注射成型第二节注射成型注射速度太快，常使熔体由层流变为湍流，严重的湍流引起喷射而带入空气，制品产生气泡，也会产生局部剪切热使局部烧伤，增大内应力，损坏制品。第二节注射成型第二节注射成型粘度大、Tg高的物料、薄壁制品、长流程制品，采用高速，防止充模不满。同时配合高料温、高模温。一般说来，在保证不出现湍流情况下，要尽量提高注射速度。第二节注射成型（五）热处理与调湿处理热处理作用：消除内应力，可通过升温时解取向，再结晶来消除，温度应满足条件：Tg＜T＜Tf热处理原因：（1）制品结构复杂，易出现内应力（2）取向结晶不均（3）冷却进度不均（4）嵌件（5）塑化不均第二节注射成型方法：使制品在室温的加热介质或空气循环烘箱中静置一段时间实质：a使冻结的分子链得到松弛→无规消除部分b提高结晶型，稳定结晶结构质量增强处理时间：缓慢冷却温度>制品使用温度10-20度热变形温度

10-20度第二节注射成型调湿处理：将刚脱模的制品放在热水中进行处理，达到吸湿平衡，使其尺寸稳定。调湿原因：高温与氧接触易氧化；易吸水膨胀，得到稳定的尺寸要较长时间；适量的水份对PA起类似增塑剂的作用。破碎机回料利用：注射过程中产生的废料经粉碎后重新利用。注射成型制品注射成型制品注射成型制品注射成型制品1、何谓注射成型，有何特点？P1352、从热效率出发，分析注射机使用分流梭的原因？P1373