注射工藝參數(shù)的選擇

1、注射成型工藝參數(shù)的選擇注射成型工藝參數(shù)的選擇1在實(shí)際的注射成型制品生產(chǎn)中，要獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，在實(shí)際的注射成型制品生產(chǎn)中，要獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品， 首先是選擇合適的原材料、首先是選擇合適的原材料、 確定加工設(shè)備、確定加工設(shè)備、 設(shè)計(jì)與加工合理的模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)與加工合理的模具結(jié)構(gòu)，前提條件確定后，工藝條件的選擇和控制成為主要前提條件確定后，工藝條件的選擇和控制成為主要考慮因素?？紤]因素。注射成型最重要的注射成型最重要的工藝條件工藝條件是影響塑化、流動和冷是影響塑化、流動和冷卻的卻的溫度、壓力溫度、壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間時(shí)間。26.5.1. 6.5.1. 溫度溫度注射成型過程需要控制的溫度有

2、注射成型過程需要控制的溫度有 料筒溫度料筒溫度 噴嘴溫度噴嘴溫度 模具溫度模具溫度3主要影響塑料的主要影響塑料的塑化和流動塑化和流動主要是影響塑料的流主要是影響塑料的流動和冷卻動和冷卻na.a.料筒溫度料筒溫度n料筒溫度選擇的原則料筒溫度選擇的原則-要保證塑料得到良好的塑化，要保證塑料得到良好的塑化，能順利實(shí)現(xiàn)快速流動注射，不出現(xiàn)降解現(xiàn)象。能順利實(shí)現(xiàn)快速流動注射，不出現(xiàn)降解現(xiàn)象。n為了實(shí)現(xiàn)這一原則，須從以下多個(gè)方面加以考慮為了實(shí)現(xiàn)這一原則，須從以下多個(gè)方面加以考慮。從塑料原料的熱性能考慮從塑料原料的熱性能考慮不同塑料具有不同的流動溫度，料筒的適宜溫度不同塑料具有不同的流動溫度，料筒的適宜溫度應(yīng)

3、在應(yīng)在T Tf f或或T Tm mT Td d之間。之間。4n在充模結(jié)束后，物料溫度保持在在充模結(jié)束后，物料溫度保持在TgTg以上的時(shí)間延長，有以上的時(shí)間延長，有利于取向大分子解取向，減小制品的收縮率，可提高制品利于取向大分子解取向，減小制品的收縮率，可提高制品表觀質(zhì)量。表觀質(zhì)量。n而對于而對于T Tf f（T Tm m）T Td d區(qū)間較寬的塑料，可適當(dāng)取高一些區(qū)間較寬的塑料，可適當(dāng)取高一些（比（比T Tf f或或T Tm m更高）。更高）。n對于對于T Tf f（T Tm m）T Td d區(qū)間狹窄的塑料，料筒溫度的選擇應(yīng)偏區(qū)間狹窄的塑料，料筒溫度的選擇應(yīng)偏低（比低（比T Tf f或或T T

4、m m稍高）；稍高）；n提高料筒溫度有利于注射壓力向模腔內(nèi)傳遞，熔料在模提高料筒溫度有利于注射壓力向模腔內(nèi)傳遞，熔料在模腔內(nèi)的流動性增加，減少充模時(shí)間并使充模完善。腔內(nèi)的流動性增加，減少充模時(shí)間并使充模完善。在確定溫度時(shí)要顧及塑料的熱穩(wěn)定性能，盡管未在確定溫度時(shí)要顧及塑料的熱穩(wěn)定性能，盡管未達(dá)到達(dá)到TdTd溫度，但是，受熱時(shí)間延長，熔體將發(fā)生溫度，但是，受熱時(shí)間延長，熔體將發(fā)生降解。降解。5因此，對熱敏性塑料，如聚甲醛、聚氯乙烯，聚因此，對熱敏性塑料，如聚甲醛、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯等，三氟氯乙烯等，除嚴(yán)格控制料筒最高除嚴(yán)格控制料筒最高溫度外，還應(yīng)控制塑料溫度外，還應(yīng)控制塑料在加熱料筒內(nèi)的停留

5、時(shí)在加熱料筒內(nèi)的停留時(shí)間。間。同一種塑料，由于來源或牌號不同，其流動溫同一種塑料，由于來源或牌號不同，其流動溫度及分解溫度是有差別的，度及分解溫度是有差別的，這是由于平均相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布這是由于平均相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布不同所致。不同所致。凡是平均相對分子質(zhì)量高、分布較窄的塑料，熔凡是平均相對分子質(zhì)量高、分布較窄的塑料，熔體粘度都偏高；體粘度都偏高；而平均相對分子質(zhì)量較低、相對分子質(zhì)量分布較而平均相對分子質(zhì)量較低、相對分子質(zhì)量分布較寬的塑料，熔體粘度則偏低。寬的塑料，熔體粘度則偏低。為了獲得適宜的流動性，前者較后者應(yīng)適當(dāng)提高為了獲得適宜的流動性，前者較后者應(yīng)適當(dāng)提高料筒溫

6、度。料筒溫度。6無機(jī)物填充塑料，使熔料流動性改變。無機(jī)物填充塑料，使熔料流動性改變。例如：玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料，隨著玻璃纖例如：玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料，隨著玻璃纖維含量的增加，熔料流動性降低，因此要相應(yīng)提維含量的增加，熔料流動性降低，因此要相應(yīng)提高料筒溫度。高料筒溫度。7不同類型的注射機(jī)（柱塞式或螺桿式），不同類型的注射機(jī)（柱塞式或螺桿式），物料在料筒內(nèi)的塑化過程不同，選擇料筒的物料在料筒內(nèi)的塑化過程不同，選擇料筒的溫度也不相同。溫度也不相同。8n對于柱塞式注射機(jī)，物料在料筒內(nèi)僅靠料筒壁和分流對于柱塞式注射機(jī)，物料在料筒內(nèi)僅靠料筒壁和分流梭的熱傳導(dǎo)吸取熱量塑化，傳熱速率低，需要較高的料梭

7、的熱傳導(dǎo)吸取熱量塑化，傳熱速率低，需要較高的料筒溫度。筒溫度。n在螺桿式注射機(jī)中，螺桿對物料起到攪拌、混合作用，在螺桿式注射機(jī)中，螺桿對物料起到攪拌、混合作用，并伴隨有剪切摩擦熱產(chǎn)生，使傳熱加快，選擇料筒溫度并伴隨有剪切摩擦熱產(chǎn)生，使傳熱加快，選擇料筒溫度可低一些（一般比柱塞式注射機(jī)低可低一些（一般比柱塞式注射機(jī)低10102020）。）。應(yīng)結(jié)合制品及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來選擇料筒溫度。應(yīng)結(jié)合制品及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來選擇料筒溫度。薄壁制品的模腔比較狹窄，熔體注入時(shí)阻力大，薄壁制品的模腔比較狹窄，熔體注入時(shí)阻力大，冷卻又快，料筒溫度應(yīng)選擇高一些。冷卻又快，料筒溫度應(yīng)選擇高一些。相反，在注射厚壁制品時(shí)，充模流動

8、阻力小，制相反，在注射厚壁制品時(shí)，充模流動阻力小，制品在模腔中冷卻時(shí)間延長，料筒溫度則可選擇低品在模腔中冷卻時(shí)間延長，料筒溫度則可選擇低一些。一些。對于形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制品，對于熔體充模對于形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制品，對于熔體充模流程曲折或較長的情況，料筒溫度也應(yīng)選擇高一流程曲折或較長的情況，料筒溫度也應(yīng)選擇高一些。些。9通常從料斗開始至噴嘴，呈由低到高的分布，以通常從料斗開始至噴嘴，呈由低到高的分布，以利于塑料逐步塑化流動。利于塑料逐步塑化流動。由于螺桿式注射機(jī)的剪切摩擦熱有助于塑化，因由于螺桿式注射機(jī)的剪切摩擦熱有助于塑化，因此前段的溫度不妨略低于中段，以防塑料的過熱此前段的溫度不妨略低

9、于中段，以防塑料的過熱分解。分解。10b.b.噴嘴溫度噴嘴溫度噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度，噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度，噴嘴低溫的影響可從塑料通過噴嘴注射時(shí)產(chǎn)生較噴嘴低溫的影響可從塑料通過噴嘴注射時(shí)產(chǎn)生較大摩擦熱而得到補(bǔ)償。大摩擦熱而得到補(bǔ)償。噴嘴溫度也不能過低，會使得熔料早凝而將噴嘴噴嘴溫度也不能過低，會使得熔料早凝而將噴嘴堵死，或?qū)⒃缒献⑸淙肽Ｇ恢杏绊懼破焚|(zhì)量。堵死，或?qū)⒃缒献⑸淙肽Ｇ恢杏绊懼破焚|(zhì)量。11料筒和噴嘴溫度選擇受到其工藝條件的影響。料筒和噴嘴溫度選擇受到其工藝條件的影響。 例如例如: :選擇較低的注射壓力時(shí)，為保證塑料的流動，應(yīng)選擇較低的注射壓力時(shí)，為保證塑料的流

10、動，應(yīng)適當(dāng)提高料筒溫度；適當(dāng)提高料筒溫度；反之，料筒溫度偏低就需要較高的注射壓力。反之，料筒溫度偏低就需要較高的注射壓力。由于影響因素很多，一般都在成型前通過由于影響因素很多，一般都在成型前通過“對空對空注射法注射法”或制品的或制品的“直觀分析法直觀分析法”來進(jìn)行調(diào)整，來進(jìn)行調(diào)整，以便從中確定最佳的料筒和噴嘴溫度。以便從中確定最佳的料筒和噴嘴溫度。12c.c.模具溫度模具溫度模具溫度對塑料制品內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度對塑料制品內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。13模具溫模具溫度高低度高低決定于決定于塑料是否結(jié)晶、塑料是否結(jié)晶、制品的尺寸、制品的尺寸、結(jié)構(gòu)、性能要求結(jié)構(gòu)、性能要求及其它工藝

11、條件及其它工藝條件熔料溫度、熔料溫度、注射速度、注射速度、注射壓力及注射壓力及模塑周期等模塑周期等控制模溫方法：控制模溫方法：模具通水冷卻；模具通水冷卻；模具不冷卻；模具不冷卻；模具加熱。模具加熱。不管采取什么方法使模具保持定不管采取什么方法使模具保持定溫，對塑料熔體來說都是冷卻，溫，對塑料熔體來說都是冷卻，保持模溫低于塑料的保持模溫低于塑料的TgTg或熱變形或熱變形溫度，才能使塑料成型達(dá)到一定溫度，才能使塑料成型達(dá)到一定剛度而脫模。剛度而脫模。無定形塑料熔體無定形塑料熔體注入模腔后，隨著溫度的不斷降注入模腔后，隨著溫度的不斷降低而固化，但并不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變。模溫主要影響低而固化，但并不發(fā)生相的

12、轉(zhuǎn)變。模溫主要影響熔體的粘度，也就是充模速率。熔體的粘度，也就是充模速率。如果充模順利，可采用低模溫，這樣可以縮短冷如果充模順利，可采用低模溫，這樣可以縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，所以對于粘度較低或中卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，所以對于粘度較低或中等的熔體（如等的熔體（如PSPS、醋酸纖維素等），模具溫度常、醋酸纖維素等），模具溫度常偏低；偏低；反之，對于粘度高的熔體（如反之，對于粘度高的熔體（如PCPC、PPOPPO、聚砜等），、聚砜等），則必須采取較高模溫。對于這類塑料，提高模溫則必須采取較高模溫。對于這類塑料，提高模溫可以調(diào)整制品的可以調(diào)整制品的冷卻速率冷卻速率，使之均勻一致，防止，使之均勻一

13、致，防止制品因溫差過大而產(chǎn)生凹痕、內(nèi)應(yīng)力、裂紋等缺制品因溫差過大而產(chǎn)生凹痕、內(nèi)應(yīng)力、裂紋等缺陷。陷。14結(jié)晶性塑料熔體結(jié)晶性塑料熔體注入模腔后，注入模腔后，結(jié)晶速率結(jié)晶速率冷卻速率冷卻速率模具溫度模具溫度 影響制品的結(jié)晶影響制品的結(jié)晶度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。模具溫度高，模具溫度高，冷卻速率小，結(jié)晶速率可能大，其次，冷卻速率小，結(jié)晶速率可能大，其次，還有利于分子的松弛過程，分子取向效應(yīng)小，還有利于分子的松弛過程，分子取向效應(yīng)小，15因?yàn)槟馗邥娱L成型周期，并使制品發(fā)脆，因?yàn)槟馗邥娱L成型周期，并使制品發(fā)脆，這種條件僅適于結(jié)晶速率很這種條件僅適于結(jié)晶速率很小的塑料，如小的塑料，如PETPE

14、T等，等，模溫中等時(shí)，模溫中等時(shí)，冷卻速度適宜，分子結(jié)晶和取向適冷卻速度適宜，分子結(jié)晶和取向適中中，模具溫度過低時(shí)，模具溫度過低時(shí)，冷卻速率大，熔體的流動與結(jié)冷卻速率大，熔體的流動與結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行，但熔體在結(jié)晶溫度區(qū)停留的時(shí)間短，晶同時(shí)進(jìn)行，但熔體在結(jié)晶溫度區(qū)停留的時(shí)間短，不利于晶體或球晶的生長，致使制品的結(jié)晶度較不利于晶體或球晶的生長，致使制品的結(jié)晶度較低。低。 16176.5.26.5.2壓力壓力a a. .塑化壓力（背壓）塑化壓力（背壓） 采用螺桿式注射成型機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺采用螺桿式注射成型機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)所受到的壓力稱為塑化壓力，也稱桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)所受到的壓力稱為塑

15、化壓力，也稱背壓。背壓。這一壓力的大小可以通過調(diào)整液壓系統(tǒng)中的溢流這一壓力的大小可以通過調(diào)整液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調(diào)節(jié)。閥來調(diào)節(jié)。18壓力壓力塑化壓力塑化壓力注射壓力注射壓力直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量塑化壓力增加塑化壓力增加-其一，其一，由于剪切作用的加強(qiáng)會使熔體溫度提高，改善溫由于剪切作用的加強(qiáng)會使熔體溫度提高，改善溫度的均勻性和熔料的混煉效果，便于排出熔體中的氣體，度的均勻性和熔料的混煉效果，便于排出熔體中的氣體，其二，其二，將使熔體在螺桿的逆流與漏流增加，使塑化速率將使熔體在螺桿的逆流與漏流增加，使塑化速率減小，易造成塑料的降解等。減小，易造成塑料的降解等。因

16、此，對其中的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行權(quán)衡，視螺桿的結(jié)構(gòu)、塑因此，對其中的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行權(quán)衡，視螺桿的結(jié)構(gòu)、塑料的種類以及制品的質(zhì)量要求而加以抉擇。料的種類以及制品的質(zhì)量要求而加以抉擇。19n塑化壓力的確定塑化壓力的確定: :n在保證制品質(zhì)量前提下越低越好，其具體數(shù)值在保證制品質(zhì)量前提下越低越好，其具體數(shù)值應(yīng)隨所用塑料的品種而異，但通常很少超過應(yīng)隨所用塑料的品種而異，但通常很少超過2MPa2MPa。b b. .注射壓力注射壓力注射壓力注射壓力-指柱塞或螺桿頭部對塑料所施加的壓指柱塞或螺桿頭部對塑料所施加的壓力。力。其作用其作用-克服塑料從料筒流向模腔的一切流動阻克服塑料從料筒流向模腔的一切流動阻力，給予熔體一

17、定的充模速率以及對熔體進(jìn)行壓實(shí)。力，給予熔體一定的充模速率以及對熔體進(jìn)行壓實(shí)。注射壓力大小的選取注射壓力大小的選取- -取決于注射成型機(jī)的類型、取決于注射成型機(jī)的類型、模具結(jié)構(gòu)、塑料種類和注射工藝等。模具結(jié)構(gòu)、塑料種類和注射工藝等。20對成型形狀復(fù)雜、長流程的薄壁制品宜用高的注射壓對成型形狀復(fù)雜、長流程的薄壁制品宜用高的注射壓力，而對于大尺寸厚壁制品，注射壓力可相應(yīng)下降；力，而對于大尺寸厚壁制品，注射壓力可相應(yīng)下降；對于熔體粘度大、玻璃化溫度高的塑料（如聚碳酸酯、對于熔體粘度大、玻璃化溫度高的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）宜用較高的注射壓力；聚砜等）宜用較高的注射壓力；注射過程中，注射壓力與塑料溫

18、度是相互有聯(lián)系的，注射過程中，注射壓力與塑料溫度是相互有聯(lián)系的，熔體溫度高時(shí)可降低注射壓力，反之所需注射壓力大；熔體溫度高時(shí)可降低注射壓力，反之所需注射壓力大；21柱塞式注射機(jī)的注射壓力應(yīng)比螺桿式注射機(jī)大，柱塞式注射機(jī)的注射壓力應(yīng)比螺桿式注射機(jī)大，因?yàn)榍罢咴谧⑸溥^程中壓力損失要比后者大得多；因?yàn)榍罢咴谧⑸溥^程中壓力損失要比后者大得多；22v型腔充滿后，注射壓力型腔充滿后，注射壓力保壓壓力，保壓壓力，v保壓壓力高，模腔內(nèi)將流入更多的塑料，并使模腔保壓壓力高，模腔內(nèi)將流入更多的塑料，并使模腔內(nèi)的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收縮量小內(nèi)的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收縮量小、力學(xué)性能也較好

19、。、力學(xué)性能也較好。v但保壓壓力過高時(shí)，將會出現(xiàn)較大的殘余應(yīng)力，使但保壓壓力過高時(shí)，將會出現(xiàn)較大的殘余應(yīng)力，使強(qiáng)度反而下降，甚至易造成脫模困難或溢料。強(qiáng)度反而下降，甚至易造成脫模困難或溢料。236.5.36.5.3時(shí)間（成型周期）時(shí)間（成型周期）它實(shí)際包括以下幾部分：它實(shí)際包括以下幾部分：注射加壓時(shí)間注射加壓時(shí)間包括注射時(shí)間、保壓時(shí)間；包括注射時(shí)間、保壓時(shí)間；冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間包括預(yù)塑化時(shí)間、澆口凝封后至開模前的包括預(yù)塑化時(shí)間、澆口凝封后至開模前的冷卻時(shí)間；冷卻時(shí)間；其它時(shí)間其它時(shí)間包括開模、制品脫模、涂脫模劑、安放嵌包括開模、制品脫模、涂脫模劑、安放嵌件和閉模時(shí)間等。件和閉模時(shí)間等。成型周期中的其它時(shí)間則與生產(chǎn)過程是否連續(xù)化和自成型周期中的其它時(shí)間則與