注射成型的原理、特點(diǎn)、工藝及應(yīng)用

塑料成型工藝討論課報(bào)告注射成型的原理、特點(diǎn)、

應(yīng)用及工藝過程姓名：注射成型原理將粒狀或粉狀的塑料參加到注射機(jī)的料斗，在注射機(jī)內(nèi)塑料受熱熔融并使之保持流動狀態(tài)，然后在一定壓力下注人閉合的模具，經(jīng)冷卻定型后，熔融的塑料就固化成為所需的塑件。注射成型特點(diǎn)注射成型的消費(fèi)周期短，消費(fèi)率高，采用注射成型可以消費(fèi)形狀復(fù)雜，尺寸要求高及帶有各種嵌件的塑件，這是其它塑料成型方法都難以到達(dá)的；其次，注射成型在消費(fèi)過程容易實(shí)現(xiàn)自動化，如注射、脫模、切除澆口等操作過程都可實(shí)現(xiàn)自動化，因此注射成型得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：成型周期短、消費(fèi)效率高、易實(shí)現(xiàn)自動化能成型形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定適應(yīng)范圍廣缺點(diǎn)：注塑設(shè)備價格較高；注塑模具構(gòu)造復(fù)雜；消費(fèi)本錢高、消費(fèi)周期長、不適宜于單件小批量的塑件消費(fèi)。應(yīng)用除少數(shù)熱塑性塑料〔氟塑料〕外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型方法消費(fèi)塑件。注射成型不僅用于熱塑性塑料的成型，而且已經(jīng)成功地應(yīng)用于熱固性塑料的成型。目前，其成型制品占目前全部塑料制品的20－30％。為進(jìn)一步擴(kuò)大注射成型塑件的范圍，還開發(fā)了一些專門用于成型有特殊性能或特殊構(gòu)造要求塑件的專用注射技術(shù)．如高精度塑件的精細(xì)注射、復(fù)合色彩塑件的多色注射、內(nèi)外由不同物料構(gòu)成的夾芯塑件的夾芯注射和光學(xué)透明塑件的注射壓縮成型等。注射成型工藝過程成型前準(zhǔn)備原料外觀檢驗(yàn)及工藝性能測定：包括塑料色澤、粒度及均勻性、流動性〔熔體指數(shù)、粘度〕熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗(yàn)。塑料預(yù)熱和枯燥：除去物料中過多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件外表有缺陷或發(fā)生降解，影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。物料枯燥的方法：小批量消費(fèi)，采用烘箱枯燥；大批量消費(fèi)，采用沸騰枯燥或真空枯燥。料筒清洗：當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時均需清洗料筒。嵌件預(yù)熱：減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。脫模劑的選用：常用脫模劑包括硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。注射過程加料：將粒狀或粉狀塑料參加注射機(jī)的料斗。塑化：通過注射機(jī)加熱裝置的加熱，使得螺桿中的塑料原料熔融，成為具有良好的可塑性的塑料熔體。充模：塑化好的塑料熔體在注射機(jī)柱塞或螺桿的推動作用下，以一定的壓力和速度經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具型腔。保壓補(bǔ)縮：從熔體充滿型腔后，在注射機(jī)柱塞或螺桿推動下，熔體仍然保持壓力進(jìn)展補(bǔ)料，使料筒中的熔料繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充型腔中塑料的收縮需要，并且可以防止熔體倒流。澆口凍結(jié)后的冷卻：經(jīng)過一段時間使型腔內(nèi)的熔融塑料凝固成固體，確保當(dāng)脫模時塑件有足夠的剛度，不致產(chǎn)生翹曲或變形。脫模：塑件冷卻到一定的溫度,推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。塑件后處理后處理原因及作用：由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻不均勻；或由于金屬嵌件的影響或由于塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍颍芗?nèi)部不可防止地存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消除。退火處理：將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)〔如熱水、熱油和液體石蠟等〕或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間，然后緩慢冷卻至室溫的一種熱處理工藝。溫度：高于使用溫度10°~15°或低于熱變形溫度10°~20°。時間：與塑料品種和塑件厚度有關(guān)一般可按每毫米約半小時計(jì)算。作用：消除塑件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定塑件尺寸，進(jìn)步結(jié)晶度、穩(wěn)定結(jié)晶構(gòu)造，從而進(jìn)步其彈性模量和硬度。調(diào)濕處理：將剛脫模的塑件放入加熱介質(zhì)〔如沸水、醋酸鉀溶液〕中，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法。〔主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的塑料，如PA〕a)溫度：100~121℃〔熱變形溫度高時取上限，反之取下限〕。b)時間：保溫時間與塑件厚度有關(guān)，通常取2~9h。c)目的：消除剩余應(yīng)力；使制品盡快到達(dá)吸濕平衡，以防止在使用過程中發(fā)生尺寸。注射成型的工藝參數(shù)溫度料筒溫度料筒溫度應(yīng)在粘流溫度〔或熔點(diǎn)〕和熱分解溫度之間。柱塞式料筒溫度高于螺桿式料筒溫度10?20℃。塑料特性：熱敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要嚴(yán)格控制料筒的最高溫度和在料筒中的停留時間；增加玻璃纖維的熱塑性塑料由于流動性差而要適當(dāng)進(jìn)步料筒溫度。熱固性塑料為防止熔體在料筒時發(fā)生早期硬化，料筒溫度趨向取小值。塑件及模具構(gòu)造：對于薄壁制件料筒溫度高于厚壁制件；形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制件料筒溫度也應(yīng)高一些。料筒溫度的分布，一般遵循前高后低的原那么，即料筒后段〔加料口〕溫度最低，噴嘴溫度最高。對螺桿式注射機(jī)為防止因螺桿與熔料、熔料與熔料、熔料與料筒之間的剪切摩擦熱而導(dǎo)致塑料熱降解，可使料筒前段溫度略低于中段。判斷料筒溫度是否適宜，可采用對空注射法觀察或直接觀察塑件質(zhì)量的好壞。對空注射時，假設(shè)料流均勻、光滑、無泡、色澤均勻那么說明料溫適宜；假設(shè)料流毛糙，有銀絲或變色現(xiàn)象，那么說明料溫不適宜。噴嘴溫度一般略低于料筒最高溫度，以防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。但不能過低，否那么熔料在噴嘴處會出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影響塑件的質(zhì)量。模具溫度模具溫度的上下決定于塑料的特性、塑件尺寸與構(gòu)造、性能要求及其它工藝條件。模具溫度t,流動性t,密度和結(jié)晶度t,收縮率和消費(fèi)率I。模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質(zhì)來控制的；也有靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱到達(dá)平衡的方式來保持一定的溫度；在特殊情況下，也可用電阻絲和電阻加熱棒對模具加熱來保持模具的定溫。但無論怎樣，對塑料熔體來說，都是冷卻的過程。壓力〔1〕塑化壓力〔背壓〕：指采用螺桿式注射機(jī)時，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時所受的壓力。塑化壓力增加，熔體的溫度及其均勻性進(jìn)步、色料的混合均勻并排出熔體中的氣體。但塑化速率降低，延長成型周期。一般操作中，在保證塑件質(zhì)量的前提下，塑化壓力應(yīng)越低越好，一般為6MPa左右，通常很少超過20MPa〔2〕注射壓力：指柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的壓力。作用：注射時抑制熔體流動充模過程中的流動阻力，使熔體具有一定的充模速率；保壓時對熔體進(jìn)展壓實(shí)和防止倒流。大?。喝Q于注射機(jī)的類型、塑料的品種、模具構(gòu)造、模具溫度、塑件的壁厚及澆注系統(tǒng)的構(gòu)造和尺寸等。一般情況下：粘度高的塑料注射壓力＞粘度低的塑料；薄壁、面積大、形狀復(fù)雜塑件注射壓力高；模具構(gòu)造簡單，澆口尺寸較大，注射壓力較低；柱塞式注射機(jī)注射壓力＞螺桿式注射機(jī)；料筒溫度、模具溫度高，注射壓力較低。時間完成一次注塑過程所需的時間稱為注塑成型周期。，一 充充模時間(3~5s)注射時間《保壓時間(20?120s)成型周期W ［合模冷卻時間(30?120s)其他時間〔開模、脫模、噴涂脫模I 劑h安放嵌件、合模時間〕塑料成型工藝規(guī)程的制訂根據(jù)塑件的使用要求及塑料的工藝特性，正確選擇成型方法，確定成型工藝過程及成型工藝條件，合理設(shè)計(jì)塑料模具及成型設(shè)備的選擇等，保證成型工藝的順利進(jìn)展是的塑件到達(dá)要求的這一系列工作通常稱為制定塑件的工藝規(guī)程。它是塑料成型消費(fèi)中的一種具有指導(dǎo)性的技術(shù)文件，是組織消費(fèi)的重要根據(jù)，貫穿于消費(fèi)工藝過程的各個階段，必須嚴(yán)格執(zhí)行。塑件的分析塑件的形狀、構(gòu)造決定了模具的構(gòu)造，且對塑件能否順利成型及成型后的質(zhì)量有很大的影響。為了確保塑件質(zhì)量，通常需要注意以下幾點(diǎn)：塑料的分析塑料使用性能的分析塑料工藝性能的分析塑件構(gòu)造、尺寸及公差、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分析塑件構(gòu)造是否滿足成型工藝性的要求塑件尺寸、公差及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)塑件成型方法及工藝流程確實(shí)定根據(jù)塑料的特性、塑件的要求以及塑件的構(gòu)造、尺寸、消費(fèi)批量、使用條件和成型設(shè)備等因素，提出一系列實(shí)在可行的成型方案。通過各方案的比照分析，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際消費(fèi)條件確定塑件的最正確成型方法。塑件成型方法確定之后，就應(yīng)確定其工藝流程。成型工藝條件確實(shí)定各種成型方法所成型出的合格塑件都應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)墓に嚄l件。影響塑料成型工藝的因素很多，需要控制的工藝條件也多，且各工藝條件之間關(guān)系又很親密，所以必須根據(jù)塑料的特性和實(shí)際情況全面分析，初選較為合理的工藝條件，然后在試模過程中根據(jù)塑件成型的實(shí)際情況及塑件的檢驗(yàn)結(jié)果對工藝條件逐步進(jìn)展修正。設(shè)備和工具的選擇當(dāng)成型方法確定后，那么要選擇適宜的成型設(shè)