注射成型工艺及设备

1、课件，12.1概述，第12章注射整形工艺和设备，12注射整形工艺和设备，注射成型是基于裴秀智的复合材料生产中的重要整形方法，适用于热塑性和热固性复合材料，但最广泛地用作热塑性复合材料。将注射整形、粒状或粉末纤维裴秀智混合物从注射器料斗供应到滚筒，加热熔化后由柱塞或螺丝加压，注入通过喷嘴降低温度的闭合模具，冷却整形后脱模产品。注射成型是间歇性工作流程，课件，第12章注射整形工艺和设备，图12-1注射整形工艺原理图表1-模具2-莲蓬头；3-桶；4-分流穿梭；5-hoper 6-注射柱塞，12.1概述，课件，第12章注射整形工艺和设备，SZL-125，12.1概述，课件，第12章注射整形工艺和设备，

2、12.1概述，课件，第12章注射整形工艺和设备(2、12.1概述、课件、第12章注射整形工艺和设备、122章注射整形工艺、1注射整形工艺原理、FRTP的注射整形工艺主要是物理变化、12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备、12章FRP注射整形原理实际加热工艺需要综合考虑两种茄子作用的影响。图12-2实际加热过程中的粘度根据时间有最小值，如图12-2所示。AO段随着加热时间的增加，粘度降低，到达O点时粘度达到最低值(物理变化)。增加继续加热时间，即OB段，粘度随加热时间的增加而增大(化学变化)。粘度变化是不可逆转的。图12-2热固性裴秀智纤维混合材料加热时粘度与时间变化的关系，12

3、.2注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，粘度变化是不可逆的。特性包括：1)FRP注射成型不需要冷却定型阶段。2)加热硬化是不可逆转的化学反应过程。4)玻璃钢的固化过程是发热反应。图12-2热固性裴秀智纤维混合料加热时粘度与时间变化的关系，12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备热压作用下凝固定型，打开模型取出产品。FRP注射整形工艺：12.2注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，FRTP和FRP的注射整形特性比较，(1)FRTP可以反复加热塑化，材料的熔化和硬化完全是物理变化。FRP加热固化后不能再塑化，固化过程是不可逆转的反应。(2)当FRTP受热时，材料

4、从玻璃状态变为熔化的粘性流，筒体温度由管段控制，塑化温度必须高于粘性温度，但必须低于分解温度。当FRP在桶中加热时，裴秀智分子链会移动，材料会溶解，但接着会加速化学反应、热、化学反应过程。因此，FRP注射成型的温度控制比FRTP严格得多。，(3)在FRTP注射整形中，筒体温度必须高于模具温度，材料在腔内冷却时可能会引起体积收缩，因此需要适当的垫压填充物。FRP注射整形时，筒体温度低于模具温度，当材料在型腔内发生硬化收缩时，会发生热膨胀，因此充电后无需充电。12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备、2复合材料注射整形特性、(1)注射过程中对易失性物质的控制，注射过程中始终低分子易失

5、性物质(例如材料中的水分、2)。对于热塑性CM，挥发物过多会引起熔体泡沫、裴秀智水解等，造成加工困难，降低产品质量，一般将挥发物含量控制在0.52以下。以热固性CM为例，挥发物过多会在材料储存过程中产生结块，产品收缩率大，容易变形，产品质量差等一般可以将挥发物含量控制在27以下。表示12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备、(2)流动特性、加热、加压下物料的流动性能和填充能力。适当添加增塑剂和润湿剂可以提高流动性能。纤维对材料流动性的影响：纤维含量越多，流动性越差。对于FRTP，压力越高流动性越好，温度越高流动性越好。图12-3、12-4。在实际生产过程中，提高材料流动性的常用措

6、施：1、热塑性CM:提高交叉和流道直径增加注射压力提高筒体温度和模具温度。2.热固性CM:最小化模具前加热时间，防止裴秀智早期凝胶凝固。12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备、(3)注射整形期间纤维长度的变化、注射成型的混合过程(螺杆旋转作用)以及喷射过程中纤维可能会发生多种程度的断裂。图12-5，12-6说明了螺杆速度对玻璃纤维增强尼龙6和聚丙烯时纤维长度的影响。最终产品的纤维长度通常为0.30.7mm(最初小于7mm)，随着螺钉速度的增加，纤维会缩短。纤维长度对产品性能的影响很明显，如图12-7所示。随着纤维长度的增加，机械性能增加。使用热塑性CM废料时，其含量太大，重复加

7、工的话，纤维质量会更短，机械性能会大幅下降，值得注意。一般废弃物再利用量控制在材料数量的20以内。图12-8、12-9。12.2注射整形工艺，课件，12章注射整形工艺和设备，(4)纤维方向，热塑性CM:大分子方向；纤维方向热固性CM:纤维方向必须合理设计模具，确立材料的流动方向，获得好产品。熔化的材料在模具型腔中流动的状态图如图12-10所示。流体的流动过程在横截面上有速度渐变。越接近模具速度梯度，剪切应力越大，有12.2注射整形工艺、课件、12章注射整形工艺和设备。因此，模具边缘纤维和大分子的方向更加明显。图12-11。纤维定向后不再改变。大分子方向当材料充满模具型腔时，剪切应力被去除，热量

8、运动的作用在一定程度上消除了方向。提高整形温度、材料温度、增加产品厚度，并将灌嘴放置在母模仁的最低部分，会减弱方向作用。提高灌嘴温度和射压会增加方向效果。12.2注射整形工艺，课件，12章注射整形工艺及设备，(5)接合强度缝纫部位纤维取向，强度明显下降。图12-12比较了没有缝纫的产品的强度，强度可以降低3060%。在模具设计中考虑牙齿问题，可以减少拼接及其影响。图12-13、12-14。缝纫强度还与其他工艺条件相关，表12-2显示了玻璃纤维增强尼龙6的整形条件对缝纫强度的影响。12.2注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，冷却后的FRTP产品，其尺寸始终小于模具的型腔尺寸，差异为：

9、收缩、收缩、类型d常温型腔尺寸；D1常温下产品尺寸。整形后24h的收缩率称为初始收缩率，产品整形后24h48h测量的收缩率称为整形收缩率。(6)体积收缩，12.2注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，注射整形期间玻璃纤维不收缩，收缩主要由裴秀智矩阵引起。不同的树脂和裴秀智含量，收缩不同，并且收缩与纤维长度有关。一般来说，裴秀智含量越大，收缩率越高，纤维越长，收缩率越小。12.2注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，影响FRTP整形收缩率的因素：1)玻璃纤维含量。含量越高，收缩率越低。2)产品壁厚的影响。产品厚度增加，收缩率明显增加。3)浇口大小影响。增加灌嘴标注可显着降低收

10、缩率。4)熔体温度的影响5)整形温度的影响。对于较厚的产品，温度升高，收缩率降低。对于薄产品，温度升高，收缩率提高。6)整形压力的影响。通常，收缩率随着整形压力的增加而降低。7)硬化速度。一般硬化速度降低时，收缩率降低。12.2注射整形工艺、课件、第12章注射整形工艺和设备、第3章注射整形工艺、31准备工作、(1)注射材料选择和预处理、A、注射材料原则应根据产品性能和注塑机性能合理选择注射材料。b，注射材料的字典处理注射要尽可能均匀，已经结块的要粉碎。骨料使用前要测定水分和挥发物含量。超过标准的时候要干燥。热风干燥、红外线干燥、真空干燥等。干燥的材料仍然有吸湿性。因此需要密封保管，加工时要采取

11、加热等措施。12.3注射整形工艺，课件，第12章注射整形工艺和设备，(2)材料简洁清洗，注射整形过程中需要更换材料时，必须清洗料斗。一般采用新材料清洗的方法，可以重复。注：用一个注射器加工多种茄子其他材料时，为了便于清洗，建议先加工整形温度低、光亮的材料。(3)脱毛剂选择，常用脱毛剂为硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等。(4)防止因嵌件预热、两种茄子物质膨胀系数不同而产生的热应力或应力开裂现象。因此，注射整形产品的嵌件需要提前预热。预热温度通常为钢镶件110130，铝，铜镶件150预热。嵌件的预热温度越高越好，但渡边杏高于材料的分解温度。12.3.1准备工作，课件，第12章注射整形工艺和设备，32注射

12、整形工艺条件(闭合模具、进料、塑化、注射、压缩、硬化(冷却定型)、开口材料等)。整形温度、注射压力(包括注射速度)、整形周期(包括注射、保压、固化时间)称为注射整形过程中的“三大工艺条件”。当然，要顺利完成整个注射过程，就要循序渐进地进行控制。(1)供给与充裕，供给：一般需求时机，定量，均匀供给。剩余量：检查每次注射后桶底部是否有一些剩余材料残留物的作用。a、电压；b，补充(收缩的补充)残留物一般控制在1020mm，不能太多或太少。太多：注射压力损失大，剩下的材料加热太久，容易发生分解或硬化等。太少：不能起到良好的压力传递作用，腔内材料压力不足。12.3.2注射整形工艺条件，课件，第12章注射

13、整形工艺和设备，(2)整形温度(包括桶、莲蓬头、整形温度)整形温度是与材料塑化、流动性、充电等工艺条件相关的三个茄子主要工艺条件之一。请考虑以下因素：1、注塑机的种类螺杆注塑机所需的筒体温度低于柱塞。原因：A，螺杆成型机滚筒内的材料层薄。b，在螺杆推进过程中，材料继续反转，有利于传热。c，材料翻转运动，受剪切力作用，自摩擦变热。2、产品厚度对薄壁产品要求高流动性，可以填充模具钢，需要高整形温度。相反，厚壁产品的整形温度可能会低一些。12.3.2注射整形工艺条件，课件，第12章注射整形工艺和设备，3，注射材料的品种和性能是建立加工温度的决定因素。常用裴秀智注射整形条件见表12-4、12-5。对热

14、塑性树脂而言，桶温度略高于莲蓬头温度，高于模具温度。对于热固性树脂，模具温度略高于莲蓬头温度，高于筒体温度。判断桶莲蓬头温度的两种茄子方法：A，熔体对空气注射法。脱模低压注射观察材料流粗糙、变色、起泡或表面光滑的人温度适宜。b、产品直观分析。观察试制产品是否存在粗糙、波纹、气泡等弊端。12.3.2注射整形工艺条件、课件、第12章注射整形工艺和设备、(3)螺纹速度和背压应根据选定的裴秀智热和熔体粘度进行调整。慢速：塑化，可降解材料，早期固化。转速快：对塑化很好，但材料停留时间短，塑化可能不足。纤维也可以变短。背压：螺杆塑化推进材料时传送至螺杆的反压力。背压的作用：在运动中不断排出空气和挥发物，使

15、材料越来越密。如果背压太小，就不能起到上述作用，背压大，功耗大，材料温度低时，将纤维磨成粉末，会影响产品性能。图12-21背压与玻璃纤维长度的关系、12.3.2注射整形工艺条件、课件、第12章注射整形工艺和设备、(4)注射速度和注射压力、注射压力大小与注射机器类型、材料流动性、模具浇口大小、产品厚度、模具温度和工艺相关。一般注射压力比热塑性注射压力稍高。注射压力对产品性能的影响如图12-22所示。压缩的作用：冷却产品，收缩时可充电，尺寸正确，表面光滑，有助于去除气泡。压缩时间一般为0.32分钟，特后产品可达510分钟。注射速度与注射压力、温度、模具大小等有关。注射速度慢不利于充电，生产率低，注

16、射速度太快，容易混合泡沫。要通过实际实验来决定。12.3.2注射整形工艺条件，课件，第12章注射整形工艺和设备，(5)整形周期，整形周期是完成注射整形产品所需的时间。包括：1)注射压力时间(保压时间、注射时间)；2)冷却时间(模具内冷却或硬化时间)；3)其他时间(开放、产品拆卸、剥离、镶件放置、铸模等时间)。整形周期是提高生产力的关键，因此在确保产品质量的同时，应尽量减少整形周期。12.3.2注射整形工艺条件，课件，第12章注射整形工艺和设备，3.3产品后处理，作用，提高产品的尺寸稳定性，消除内部应力，热处理，分类，湿度调节处理，(1)热处理，热处理的本质，(2)湿度调节湿度调节条件：与90110 4