聚合物成型加工基础精益生产注塑培训.ppt

1、第八章 注射成型,8.1注射成型及注射成型机简介 一注射成型优点 1.一次成型形状复杂制品，尺寸精确。 2.对各种热塑性塑料适应性广（除氟塑料），还适合某些热固性塑料。 3.效率高，易实现自动化。 4.可生产带金属嵌件制品。,图8.1,二.注射成型设备 （一）柱塞式注射机（图8.1） 优点：结构简单 缺点：塑化混炼不均匀 压力损耗大 注射量的增加受到限制 注射速度不均匀,（二）螺杆预塑式注射机 优点：1.提高了塑化能力 2.降低注射压力 3.扩大加工范围 4.易清洗料筒和变更螺杆 （三）注射成型机的组成（图82）,图8.2,1.注射装置 1）加料，计量装置 2 ）料筒，螺杆 3 ）柱塞，分流梭

2、 4 ）喷嘴 5 ）注射座,图8.3,图8.4,2.合模装置 1)液压式 2)肘杆式 3)调模装置 4）顶出装置 5）拉杆，模板，安全门 3.模具 4.控制系统 5.液压系统,图85,图86 曲臂锁模机构,图87,三注射成型的工作过程 1.闭模和合紧 低压快速低压低速高压合紧 2.注射装置前移和注射 3.压力保持（保压） 4.制品冷却和预塑化 5.注射装置后退和开模顶出制品,图 88,图89,8.2 注射成型工艺过程 一.成型前的准备 1.物料加工性能的检验：流动性，含水量 2.原材料的加工：染色、造粒（为粉料） 3.粒料的预热和干燥（对PA、PC、PMMA、PSF等）含水量0.2% 4.料筒

3、的清洗 5.嵌件的预热（特别是大金属嵌件，刚性分子链塑料PC，PSF等） 6.脱模剂的选用 硬脂酸锌除PA外均可用 液体石蜡用于聚酰胺类的塑料等 硅油效果好，价格贵 雾化脱模剂,注射过程包括 1）加料塑化 2）注射入模 （一）塑化 要求：塑料熔体在进入模腔之前要达到规定的加热温度，料温应该均匀一致，热分解产物的含量应最少。 影响塑化质量因素 设备螺杆结构参数. 工艺 1.合适的螺杆转速剪切速率、剪切应力 2.背压提高塑化质量，密实熔体 3.机筒温度 （二）注射入模 1.注射速度尽快充满模腔 2.注射压力克服阻力 熔体粘度：料温T，阻力,.,二.注射过程,（三）.模塑周期中的流动分为：充模，压实

4、，倒流，冷却,Po模腔最大压力 Ps浇口冻结时压力 Pr脱模时残余压力,I.充模阶段 时间：0t1，即螺杆前移至模腔充满熔体止 模腔压力：由0增加到P0 充模速度与制品的质量关系： 1.注射速度慢充模时间长先入模熔体冷却时间长上升后面熔体则要在较高的压力下入模剪切应力分子取向若取向作用被保留下来（冷冻）制品出现各向异性在温度变化较大的使用过程中，会出现裂缝,图810,图811,2.注射速度快 熔体经喷嘴、主流道、分流道和浇口产生大量的摩擦热 料温升高分子取向程度下降 制品熔接强度也可以提高。 充模过快易产生喷射 排气不好 在嵌件后部的熔接往往也不好,时间：t1t2 熔体开始冷却T体积收缩密度螺

5、杆继续慢慢前移供料补充模腔内熔体冷却收缩模腔内压力保持恒定。保压阶段 时间：t2t3 当螺杆开始后退，浇口处熔体如仍未凝固封口，则模腔内熔体压力大于流道内熔体压力时产生压力倒流 使模腔内压力下降，直到浇口凝固封口为止，此时模腔压力为Ps封口压力,压实阶段,.倒流阶段,.冷却阶段 时间：t3t4 浇口的塑料完全冻结时到制品脱模止。 物料冷却收缩 压力降低 模内残余压力Pr， 模内残余压力Pr产生的影响： Pr为正值时，脱模较困难，制品易被拉伤，破裂 Pr为负值时，制品表面易产生陷痕，或内部有真空泡 Pr接近零值时，脱模较顺利，获得满意制品。 冷却过急或不均匀，则导致收缩不均匀，制品产生内应力。,

6、1.原因：由于塑化不均匀，模腔内冷却速度不同，产生不均匀的结晶、取向和收缩，使制品产生内应力，特别厚壁或者带金属嵌件制品更突出。 2.热处理方法： 使制品在定温的加热液体介质（如热水，热的矿物油，甘油，乙二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢的冷却到室温，冷却太快，重新引起内应力。 3.热处理时间；220小时，决定于塑料品种，加热介质的温度，制品形状和模塑条件，分子链的刚性愈大，制品壁越厚，热处理时间越长。,三.制品的后处理 （）热处理,4.热处理温度 高于制品实际使用温度1020，或者低于其热变形温度1020，如PC的 Tg为149，热处理温度为110130。 5.热处理

7、实质 a.使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段转向无规位置，从而清除掉这一部分的内应力 b.提高结晶度，稳定结晶结构，提高结晶塑料制品的弹性模量和硬度，降低裂断伸长率。 注意：尼龙，聚甲醛，氯化聚醚等塑料由于分子链本身柔性较大和玻璃化温度较低，内应力能缓慢自消，故制品使用要求不高时，可不用热处理。,（二）调湿处理 1.原因：尼龙类（尤其是吸湿性的尼龙6）因在空气中会慢慢吸收水分（约23）而膨胀，要几周后尺寸才能稳定下来，为加快这一过程，故调湿处理，并进行退火。 2作用：除稳定尺寸外，对于聚酰胺，适量的水分还可以起着类似增塑剂的作用，从而改善制品的柔曲性和韧性，使抗冲击强度和抗张强度均有

8、提高。,1.取向应力 迅速冷却情况下的取向过程常导致聚合物中应力的产生。 注射参数对取向应力的影响 1）注射温度 2）模具温度 3）注射压力 4）保压时间,图812, 2.物料粘度较低，制品形状一般，对精度要求一般的制品，注射压力为7001000公斤/cm3; 3.高，中等粘度(改性PS，PC，PE等)制品形状一般，有一定精度要求的注射压力为10001400公斤/cm3; 4.粘度较高（有机玻璃，聚苯醚，聚砜等），薄壁长流程，制品壁厚不均，精度要求严格制品，注射压力为23002500公斤/cm3以上; 流长比L/：熔料自喷嘴出口处流至制品最远距离L与制品壁厚之比。,表 81,表82,（三）注射

9、速度cm/s 为了把熔料充实到模腔，得到密度均匀和高精度的制品，必须在 短时间内，把熔料充满模腔，进行快速充模。 用来表示熔料充模快慢的参数有： 注射速度：指螺杆（或柱塞）在注射时移动速度的计算值。 注射速率：是表示单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量 注射时间：,注射速度 （cm/s）一般812cm/s,理论注射量 cm3,注射速率,或,式中,t注射时间 S S注射行程 cm,要求程序控制,注射速度慢：充模时间长，易产生冷接缝，密度不均匀，应力大等弊病 高速注射：减少模腔内的料流温差，改善压力传递效果，密度均匀，应力小 注射速度过高：产生不规则流动，物料烧焦，易吸入空气，排气不良，制品易产生溢边,(四)注射功率 (瓦) 表示机器注射能力大小的一项指标，即充模时机器作功能力的大小 注射功率,式中：,Pi注射总力 （公斤力） Fs螺杆截面积 （cm3） P注射压力 （公斤力/cm2） Vi注射速度 （cm/s） qi注射速率 （cm3/s）,（千瓦）,表83,二.合模部分主要性能参数 （一）合模力 （吨力.千牛顿） 为克服熔体胀模，使模具最大的锁紧力 合模力 PcmPmF 式中： Pm模腔压力 250400kg/cm3 F-制品在