塑料注射成型技術(shù)ppt課件

1、塑料注射與其它成型塑料注射與其它成型塑料工程教研室塑料工程教研室注射成型的特點(diǎn) n與其它成型方法相比較，注塑成型法具有如下特點(diǎn)： n 注塑成型能一次加工出外形復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件、成型孔長(zhǎng)的塑料制品； n 成型周期短； n 制品表面粗糙度低，后加工量少； n 生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； n 對(duì)各種塑料的加工適應(yīng)性強(qiáng)，能生產(chǎn)加填料改性的某些塑料制品注射機(jī)的組成與分類n外形分按注射機(jī)外形特征分臥式臥式立式角式1-鎖模裝置 2-注射裝置 3-機(jī)身角式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) n1、注射量 n2、注射壓力 n3、注射速度、注射速率n4、塑化能力 n5、合模力 n6、合模裝置的基本尺寸 n7、空循

2、環(huán)時(shí)間 1、注射量、注射量 定義：機(jī)器在對(duì)空注射條件下，注射螺桿或柱塞定義：機(jī)器在對(duì)空注射條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量大注射量 2、注射壓力、注射壓力 定義：注射時(shí)，螺桿或柱塞端面作用于熔料單定義：注射時(shí)，螺桿或柱塞端面作用于熔料單位面積上的力。位面積上的力。 作用：克服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時(shí)的流作用：克服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力動(dòng)阻力 最高注射壓力：注射機(jī)能達(dá)到的最大壓力最高注射壓力：注射機(jī)能達(dá)到的最大壓力 注射速度：指注射時(shí)螺桿或柱塞移動(dòng)速度；注射速度：指注射時(shí)螺桿或柱塞移動(dòng)速度； 注射速

3、率：指單位時(shí)間內(nèi)熔料從噴嘴射出理論注射速率：指單位時(shí)間內(nèi)熔料從噴嘴射出理論容量；容量； 速度慢：熔接痕、密度不均、內(nèi)應(yīng)力速度慢：熔接痕、密度不均、內(nèi)應(yīng)力 速度快：熔體破碎、夾雜空氣速度快：熔體破碎、夾雜空氣 合理的速度：溫差小、壓力傳遞好、制品品質(zhì)合理的速度：溫差小、壓力傳遞好、制品品質(zhì)較好較好 決定因素決定因素 樹脂性能，工藝條件，制品形狀，壁厚，模具樹脂性能，工藝條件，制品形狀，壁厚，模具結(jié)構(gòu)及澆口類型等結(jié)構(gòu)及澆口類型等n4 4、塑化能力、塑化能力 n定義：定義： n 注射機(jī)塑化裝置在注射機(jī)塑化裝置在1h1h內(nèi)所能塑化物料的內(nèi)所能塑化物料的kgkg數(shù)。數(shù)。n5 5、合模力、合模力 n定義：

4、定義： n注射機(jī)合模裝置對(duì)模具所能施加的最大夾緊力注射機(jī)合模裝置對(duì)模具所能施加的最大夾緊力 n作用：作用： n克服注射時(shí)模具型腔所受到的脹模力克服注射時(shí)模具型腔所受到的脹模力 n6 6、合模裝置的基本尺寸、合模裝置的基本尺寸 n（1 1模板尺寸、拉桿間距模板尺寸、拉桿間距 n（2 2模板最大開距模板最大開距 n（3 3動(dòng)模板行程動(dòng)模板行程 n（4 4模具最大厚度與最小厚度模具最大厚度與最小厚度 n（5 5調(diào)模行程調(diào)模行程自自 鎖鎖 式式特殊用途式特殊用途式直直 通通 式式噴嘴型式噴嘴型式注射機(jī)操作方式注射機(jī)操作方式n注射成型工藝過程n成型前的準(zhǔn)備；n注射過程；n制品的后處理。v 成型前的準(zhǔn)備成

5、型前的準(zhǔn)備一、原料的檢驗(yàn)與處理 1.原料外觀與工藝性能的檢驗(yàn) a.外觀檢驗(yàn)：指檢查原料色澤、粒子大小及顆度分布情況。 b.工藝性質(zhì)檢驗(yàn)：指檢查原料流動(dòng)性、熔體指數(shù)、收縮率、含水量、分子量、熱性質(zhì)等。 2.原料的處理 原料的染色、造粒、枯燥、預(yù)熱等。二、設(shè)備的清洗1.直接法： a.Tf新 Tf舊時(shí)，T料筒=T新料，加新料對(duì)空注射。 b.Tf新 Tf舊時(shí)，T料筒=T舊料，切斷加熱電源后加新料清洗。2.間接法3.料筒清洗劑法v 成型前的準(zhǔn)備成型前的準(zhǔn)備v 成型前的準(zhǔn)備成型前的準(zhǔn)備三、嵌件的預(yù)熱與安裝 1.嵌件的安裝：帶有嵌件的塑料制品在注射前，必須將嵌件放進(jìn)模具內(nèi)的預(yù)定位置。 2.預(yù)熱原因：嵌件溫度

6、低于模具溫度，使熔體在嵌件周圍冷卻快，收縮快，在模腔表面冷卻慢，收縮慢，使制品內(nèi)應(yīng)力，強(qiáng)度。 3.預(yù)熱溫度：四、脫模劑的選用 種類： a.硬脂酸鋅：除PA，一般塑料用 b.石蠟：用于PA c.硅油：效果最好，但價(jià)格較貴v 成型前的準(zhǔn)備成型前的準(zhǔn)備v 注射過程注射過程一、加料量的確定1、準(zhǔn)繩 應(yīng)保持加料量的穩(wěn)定性； 應(yīng)留有一定的余量以用于保壓補(bǔ)料及緩沖。v 注射過程注射過程二、塑化 1.塑化：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并有良好可塑性的全過程。 v 注射過程注射過程三、流動(dòng)與冷卻1. 是指從螺桿開始推動(dòng)具有流動(dòng)性的熔融塑料注入模具起，直到制品從模具中脫出為止。2.流動(dòng)過程分段： 物料在料筒中的

7、流動(dòng) v 注射過程注射過程三、流動(dòng)與冷卻模具中的流動(dòng) a.充模階段：從螺桿開始注射至模腔被熔體充滿止T Tt t模模開開0 0P P力力壓壓料料物物4 4t t 2 2t t2 2t t3 3t t1 1t tv 注射過程注射過程三、流動(dòng)與冷卻模具中的流動(dòng) b.保壓：從熔體充滿模腔起到螺桿撤回止。 緣由：防止冷卻過程導(dǎo)致制品內(nèi)部出現(xiàn)空洞。 c.倒流階段：從螺桿開始回退至澆口熔體凍結(jié)時(shí)止。 緣由：澆口凍結(jié)前退回螺桿，模腔壓力高于流道壓力時(shí)會(huì)發(fā)生倒流現(xiàn)象d.冷卻階段：從澆口凍結(jié)到制品脫模止。 該階段制品的溫度、壓力、體積繼續(xù)下降，到制品脫模時(shí)，模內(nèi)壓力減小，但模內(nèi)壓力不一定與外界壓力相等，其差值稱

8、為殘余壓力。v 注射過程注射過程 保壓時(shí)間長(zhǎng)，殘余壓力大； 保壓時(shí)間短，殘余壓力??； 殘余壓力為正時(shí)，脫模困難； 殘余壓力為負(fù)時(shí)，因保壓時(shí)間短，制品表面易有陷痕或內(nèi)部有真空泡； 一般希望殘余壓力為零。v 后處理后處理一、后處理原因 塑料在料筒內(nèi)塑化不均勻及在模腔內(nèi)冷卻速度不同而導(dǎo)致產(chǎn)生不同的結(jié)晶、定向和不均勻收縮，從而使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并在貯存和使用中常會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，光學(xué)性能變壞，表面產(chǎn)生銀紋，甚至變形開裂。v 后處理后處理二、退火和調(diào)濕 1.退火處理： 將制品在一定溫度的液體或烘箱中靜置一定時(shí)間。 退火溫度：在TgTf間或0.8Tm左右。 在制品使用溫度以上1020或低于塑 料的熱變形

9、溫度1020 為宜。 退火實(shí)質(zhì)： a.使強(qiáng)迫冷凍的分子鏈得以松弛，消除內(nèi)應(yīng)力； b.提高結(jié)晶度，穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長(zhǎng)率2.調(diào)濕處理： PA類，將剛脫模的制品放入熱水中，加快達(dá)到吸濕平衡，且隔絕空氣，以防氧化。調(diào)濕原因：PA類 a.高溫與氧接觸易氧化； b.易吸水膨脹，得到穩(wěn)定的尺寸要較長(zhǎng)時(shí)； c.適量的水份對(duì)PA起類似增塑劑的作用。v 后處理后處理三、注射工藝參數(shù)分析三、注射工藝參數(shù)分析 溫度溫度 機(jī)筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度機(jī)筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度 壓力壓力 預(yù)塑壓力、注射壓力、保壓壓力預(yù)塑壓力、注射壓力、保壓壓力 時(shí)間時(shí)間 注射時(shí)間、保壓時(shí)間

10、注射時(shí)間、保壓時(shí)間一、料筒溫度一、料筒溫度 料筒溫度影響塑化質(zhì)量及聚合物制品的取向。料筒溫度影響塑化質(zhì)量及聚合物制品的取向。 1.料筒溫度的確定料筒溫度的確定Tf / TmTd之間）之間） a.從物料的特性考慮：從物料的特性考慮： 能保證物料具備充模流動(dòng)性前提下，溫度取低值有利于提高效率。能保證物料具備充模流動(dòng)性前提下，溫度取低值有利于提高效率。 溫度 溫度b.從設(shè)備考慮：從設(shè)備考慮： 螺桿式注射機(jī)料筒溫度可選得低一些，柱塞式注射機(jī)可選得高一些，螺桿式注射機(jī)料筒溫度可選得低一些，柱塞式注射機(jī)可選得高一些，視具體情況而定。視具體情況而定。c.從制品的形狀與結(jié)構(gòu)考慮：從制品的形狀與結(jié)構(gòu)考慮： 對(duì)薄

11、壁制品，料筒溫度較高；對(duì)薄壁制品，料筒溫度較高； 厚壁制品，料筒溫度較低；厚壁制品，料筒溫度較低； 形狀復(fù)雜或帶嵌件的制品，料筒溫度要較高。形狀復(fù)雜或帶嵌件的制品，料筒溫度要較高。 d.從工藝條件間關(guān)系考慮：從工藝條件間關(guān)系考慮：注射壓力大，注射速度快，可用較低的料筒溫度。注射壓力大，注射速度快，可用較低的料筒溫度。成型收縮率注射壓力降制品光潔度流動(dòng)長(zhǎng)度料溫指標(biāo)增加 溫度 溫度二、噴嘴溫度二、噴嘴溫度 1. 噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，防止熔料在直通式噴嘴可能噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，防止熔料在直通式噴嘴可能發(fā)生的發(fā)生的“流涎現(xiàn)象流涎現(xiàn)象”。 2.要求：調(diào)節(jié)靈活、方便，因此噴嘴與料筒

12、溫度是分開的。要求：調(diào)節(jié)靈活、方便，因此噴嘴與料筒溫度是分開的。 溫度三、模具溫度三、模具溫度 1.模具溫度的確定模具溫度的確定 a.從塑料性質(zhì)考慮：從塑料性質(zhì)考慮： 對(duì)無定型聚合物，充模順利時(shí)模具溫度可取低一些；對(duì)無定型聚合物，充模順利時(shí)模具溫度可取低一些； 對(duì)粘度高的物料，模溫高一些；對(duì)粘度高的物料，模溫高一些； 對(duì)結(jié)晶聚合物，提高模溫有利于結(jié)晶。對(duì)結(jié)晶聚合物，提高模溫有利于結(jié)晶。 b.從制品性能要求考慮：從制品性能要求考慮： 若制品要求聚合物結(jié)晶度高，模溫較高；若制品要求聚合物結(jié)晶度高，模溫較高； 若制品要求聚合物不結(jié)晶度，采取低模溫加強(qiáng)冷卻；若制品要求聚合物不結(jié)晶度，采取低模溫加強(qiáng)冷卻

13、； 對(duì)取向度要求高的制品，選取低模溫，高注射壓力。對(duì)取向度要求高的制品，選取低模溫，高注射壓力。 溫度 c.從制品的形狀與尺寸考慮： 對(duì)厚制品，采用較高模溫； 對(duì)薄制品，采用較低模溫。 d.從其它工藝條件考慮： 料筒溫度高，模溫高2.模溫控制方式： a.通過定溫的冷卻介質(zhì)來控制； b.將物料注入模具自然升溫，自然散熱達(dá)到平衡后，而保持一定的模溫； c.采用電加熱圈或加熱棒來保持定溫。 溫度冷卻時(shí)間成型收縮率充模壓力制品光潔度制品密度或結(jié)晶度模溫指標(biāo)增加制品繞曲度流動(dòng)性充模壓力生產(chǎn)率 壓力一、注射壓力一、注射壓力 1.作用：克服料筒、噴嘴、澆注系統(tǒng)、型腔的流動(dòng)阻力，給予熔體一作用：克服料筒、噴嘴

14、、澆注系統(tǒng)、型腔的流動(dòng)阻力，給予熔體一定充模速度，并對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)料。定充模速度，并對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)料。 2.注射壓力與油缸表壓關(guān)系：注射壓力與油缸表壓關(guān)系： P表壓表壓B=P注注A P表壓表壓=P注注A/B B：油缸活塞面積：油缸活塞面積 A：螺桿橫截面積：螺桿橫截面積 壓力3.注射壓力選擇注射壓力選擇 選擇依據(jù)：物料流動(dòng)性、制品形狀尺寸、模具、其選擇依據(jù)：物料流動(dòng)性、制品形狀尺寸、模具、其 它相關(guān)工藝條件。它相關(guān)工藝條件。 a.對(duì)熔體粘度大、玻璃化溫度高的物料，采用較高對(duì)熔體粘度大、玻璃化溫度高的物料，采用較高 注射壓力；注射壓力； b.對(duì)薄壁制品要采用高壓。對(duì)薄壁制品要采用高壓。

15、壓力4.料筒溫度與注射壓力的關(guān)系域域區(qū)區(qū)型型成成線線料料溢溢線線良良不不面面表表力力壓壓射射注注溫溫料料線線解解分分線線料料缺缺料溫高時(shí)，注射壓力小一些；料溫低時(shí)，注射壓力大一些。 壓力壓力二、塑化壓力背壓）二、塑化壓力背壓） 對(duì)注射工藝的影響：對(duì)注射工藝的影響： a.影響塑化質(zhì)量：塑化壓力高，有利于提高塑化，但對(duì)熱敏性聚合物影響塑化質(zhì)量：塑化壓力高，有利于提高塑化，但對(duì)熱敏性聚合物不利。不利。 b.對(duì)塑化量的影響：背壓高，塑化量降低。對(duì)塑化量的影響：背壓高，塑化量降低。 c.背壓高，物料壓力大，當(dāng)壓力大于噴嘴封閉料流的壓力，會(huì)有流涎背壓高，物料壓力大，當(dāng)壓力大于噴嘴封閉料流的壓力，會(huì)有流涎現(xiàn)

16、象?，F(xiàn)象。 d.背壓高，螺桿扭矩高，對(duì)塑化電機(jī)的負(fù)荷大。背壓高，螺桿扭矩高，對(duì)塑化電機(jī)的負(fù)荷大。 綜上，一般背壓應(yīng)在保證制品質(zhì)量?jī)?yōu)良的前提下越低越好，普通綜上，一般背壓應(yīng)在保證制品質(zhì)量?jī)?yōu)良的前提下越低越好，普通 ABS ABS塑料的吸濕性相對(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分塑料的吸濕性相對(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀氣泡帶、的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀氣泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。n工藝方面工藝方面n 料溫太高，造成分解。機(jī)筒溫度過高

17、或加熱失調(diào)，料溫太高，造成分解。機(jī)筒溫度過高或加熱失調(diào)，應(yīng)逐段減低機(jī)筒溫度。加料段溫度過高，使一部分塑應(yīng)逐段減低機(jī)筒溫度。加料段溫度過高，使一部分塑料過早熔融充滿螺槽，空氣無法從加料口排出。料過早熔融充滿螺槽，空氣無法從加料口排出。n 注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密貼。貼。n 注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。n 料量不足、加料緩沖墊過大、料

18、溫太低或模溫太低料量不足、加料緩沖墊過大、料溫太低或模溫太低都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。n 螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。 n（2 2工藝方面工藝方面n 機(jī)筒、噴嘴溫度太低，調(diào)高它。如果物料容機(jī)筒、噴嘴溫度太低，調(diào)高它。如果物料容易降解，則應(yīng)降低機(jī)筒、噴嘴的溫度。易降解，則應(yīng)降低機(jī)筒、噴嘴的溫度。n 降低螺桿預(yù)塑背壓壓力和轉(zhuǎn)速，使料稍為疏降低螺桿預(yù)塑背壓壓力和轉(zhuǎn)速，使料稍為疏松，并減少塑料因剪切過熱而造成的降解。松，并減少

19、塑料因剪切過熱而造成的降解。n 模溫太高，脫模困難；模溫太低，塑料過早模溫太高，脫模困難；模溫太低，塑料過早冷卻，熔接縫融合不良，容易開裂，特別是高冷卻，熔接縫融合不良，容易開裂，特別是高熔點(diǎn)塑料如聚碳酸酯等更是如此。熔點(diǎn)塑料如聚碳酸酯等更是如此。n 型腔型芯要有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍取Ｐ托倦y脫模型腔型芯要有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?。型芯難脫模時(shí)，要提高型腔溫度，縮短冷卻時(shí)間；型腔難時(shí)，要提高型腔溫度，縮短冷卻時(shí)間；型腔難脫時(shí)，要降低型腔溫度，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。脫時(shí)，要降低型腔溫度，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。n防涎量防涎量n1、作用、作用n 防止高溫下低黏度的物料從噴嘴流涎。防止高溫下低黏度的物料從噴嘴流涎。n2、調(diào)節(jié)方法、調(diào)節(jié)方法n注射機(jī)螺桿在預(yù)塑動(dòng)作完成后適當(dāng)后退，降低注射裝置內(nèi)的壓力，注射機(jī)螺桿在預(yù)塑動(dòng)作完成后適當(dāng)后退，降低注射裝置內(nèi)的壓力，防止物料流涎防止物料流涎n防涎量的大?。哼^大容易引進(jìn)氣泡，故對(duì)黏度高的物料可不設(shè)防防涎量的大?。哼^大容