1、第三章 注塑成型工艺与成型设备,本章重点: 1.了解注塑机的分类,及每种注塑机的特点及用途2.掌握注塑成型工艺过程3.掌握注塑成型工艺条件温度、压力、时间 对成型件质量的影响4.了解注塑制品的后处理的方法5.初步学会判断注塑件由于成型工艺条件不完善所引起的质量问题,一、注塑成型设备：,1、注塑成型机的分类： 1 按用途：热塑性塑料注射成型机，热固性塑料注射成型机； 2 按外形：立式，卧式，角式 3 按能力：小型（500cm3注射量，中型（5002000cm3），大型2000cm3； 4 按塑化方式分：柱塞式注塑机、螺杆式注塑机： 5 按传动方式：机械式，液压式，机械液压式,一、注塑成型设备：,
2、1、注塑成型机的分类： （1）按外形分:卧式注塑成型机：通用；立式注塑成型机：小型（10-60KG）占地小，模具装拆方便，安放嵌件方便；直角式注塑成型机：小型、工件中心不允许留浇口痕迹；,卧式注塑成型机：,注塑成型机的结构组成:,1、 注射机构：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。 2、 锁模机构：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。 3、 传动操作控制系统:,注射机的基本参数:,1、 一般以注射量表示注射机的容量，Xs - ZY ,25表示： 一次最大注射量为 1- 25CM3的倒式螺杆注射成型机. 2、 基本参数： 公称注射量，合模压力，注射压力，注射速度， 注射功率，塑化能力，合模与开
3、模速率，最大成型面积， 模板尺寸，模板间距离，模板行程。,（2）按塑化方式分为:,塑化 指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。 柱塞式注塑机： 柱塞往复运动；多用于立式、直角式 容量小。 螺杆式注塑机： 螺杆经过旋转（卷料）、推进 、 后推；完成注塑成型的四个过程： 充填、压实、保压、冷却,柱塞式注塑机：,柱塞式注射机存在的缺点：塑化不均:塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产 生塑化不均的现象。最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有 关）与柱塞直径与行程。注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒 摩擦。 注射
4、速度不均：从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。 易产生层流现象且料筒难于清洗,螺杆式注射机:,螺杆式注射机模塑工作循环:,螺杆式注射机的优点：,借助螺杆的旋转运动，材料内部也发热，均匀塑化，塑化能力大； 可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件； 成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化； 由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型； 加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因 滞留而分解；,螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。,二、注塑成型时影响制品质量的主要因素：,三、注塑成型工艺过程：,注射过程,成
5、型后处理,成型前准备,原料的检验、染色和干燥,模具清理,嵌件预热,料筒清理,退火,调湿,三、注塑成型工艺过程：,注塑成型工艺过程： 1.生产前准备： （1）原料的预处理： 检验原料的含水率、外观色泽、流动性收缩率、热稳定性等。 着色剂的添加：着色剂与母料按一定比例 掺混从而达到制品色泽。 预热干燥：对于吸湿性较强的成型物（如：聚酰胺PA），应进行适当的预热干燥，防止成型后出现气泡和银纹、水降解。（具体的干燥温度和时间，可以查相关手册） （2）料筒的清洗：对空注射法 （3）嵌件的预热：减小成型时嵌件与熔体的温差，防止嵌件周围的塑料产生收缩应力和开裂。 （4）合理选择脱模剂：,注塑成型工艺过程：
6、2.注塑成型工艺过程：充填、压实、保压、冷却四大过程。,充填：从压力为0充满模具型腔Pmax(型腔压力=1/32/3注射压力）； 压实：从型腔充满到螺杆开始后退前为止，以补充冷却收缩，提高制品密度，克服表面缺陷。（此时螺杆在推力作用下，继续向前推动，以维持压力恒定。） 保压：指螺杆开始后退（撤除注射压力），熔体开始向浇口处流动。（此时要维持一定的压力，防止熔体倒流） 冷却：从浇口冻结，到制品脱模为止。,四、注塑成型工艺条件： 注塑成型过程简单，但是工艺条件复杂。 具体要控制好： 注射温度 注射压力 注射速度（时间） 注射温度、注射压力随着注射速度（时间）的变化。（温度场、压力场） 必要时要借助
7、CAE分析来进行优化。（Moldflow),1.温度：,变形,温度,A,B,C,D,T1,T2,T3,恒压条件下,热塑性塑料的温度变形曲线,A.B.C.D四区对应塑料加热过程中的四种状态:,A-玻璃态,B-高弹态,C-可塑态料筒温度,D-分解态,1.温度： 主要要控制：塑料的注射温度和模具温度 具体可以查相关资料P84表4-9 。 （1）注射温度 ： （一般 200-300C） 包括：料筒温度、喷嘴温度 控制方法：使料筒前端（喷嘴处）的温度略低于料筒中端的温度。 原因：!.塑料熔体经过分流梳和螺杆的“剪 切”作用，温度会升高； !.防止注射时产生“流涎”现象。 （但温度也不能太低，否则易堵塞喷
8、嘴。 ） 注意：判断料温是否正常，可以采用对空注射来观察，如料流均匀、光滑、无气泡、色泽均匀，说明料温合适； 如果料流毛糙、有银丝或者变色，说明料温不合适。,（2）模具温度： （一般40-120C）,基本确定原则: 主要是按照塑料品种的不同来进行控制.控制方法:主要通过冷却水道的布置来控制模具型腔的表面温度。 温度过高:成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；温度太低:产生较大内应力，开裂，表面质量下降。 （特殊：热流道）,模具温度的具体选择原则: P85四点,2.压力： 主要包括：注射压力、保压力和背压力。 （1）注射压力： （可参照：塑料种类和制品的形状选择，一般60-200MPA） 指
9、螺杆轴向移动时，其头部对熔体施加的压力。 作用：克服熔体的流动阻力；对熔体起压实作用。 影响： 注射压力提高，有利于熔体充填；会提 高制品的熔接痕的强度和减少制品的收 缩。但是，制品中 的应力也随着增大，制品脱模后的形状和尺寸的稳定性变差。 控制原则： 主要按照塑料品种选择（ 流动性差的 ，注射压力大） 尺寸大，壁厚大或者特别小的，注射压力大。,2.压力： （2）保压力： 指在注塑成型的保压、补缩阶段，对熔体进行压实和补缩所需要的压力。 大小选择： （可参照：塑料种类和制品的形状选择，一般30-60MPA） 影响： 偏小：正常的补缩无法进行，制品出现“真空气泡”和“凹陷”现象；熔体出现“倒流”
10、现象，型腔压力迅速下降。 偏大： 主要是由于注塑机在进行注射压力和保压力切换时，注塑机动作响应过慢造成，此时，造成熔体过量充填，分型面被涨开，造成“溢料”现象，制品产生“飞边”。,2.压力： （3）背压力: 指螺杆在预塑物料时，其前端汇集的熔体对它产生的反作用力。 大小： 一般在3-10MPA 控制原则： 增大背压，可以提高熔体的密实度，提高塑化质量。但是螺杆的后退速度将减慢，成型周期延长，影响生产效率。 同时增大背压，若不同时提高螺杆的转速，熔体在塑化计量时产生逆流和漏流，影响塑化质量。 因此：实际生产中，应尽量采用较小的背压。（背压过小，制品将出现黑褐色云状条纹和气泡。),3.注射速度 (
11、时间）：,3.注射速度 (时间）： 注射时间：提高注射压力，可以提高注射速度，缩小 注射时间。但是会产生“高速喷射流现象”。 注意：熔体充模应该保持为平稳的“扩展流” 。 “高速喷射流”-失稳流动：会使制品表面粗糙、无光泽、以及产生喷流痕迹。,另:注射压力和注射速度的分段控制P89图4-24没有具体讲述,具体可见:第十一章 注塑成型技术.ppt,五、注塑制品的后处理： 目的：消除制品的内应力，防止制品变形和开裂。 内应力产生原因： 熔体充模行为复杂，塑化不均、冷却不均、流动不平衡等。流动应力温度应力 方法： 退火、调湿 退火：将脱模后的制品放到一定温度的烘箱或液体介质（热水）中静置一定的时间，
12、再缓慢冷却，以消除应力、稳定结晶结构。 退火温度：比制品使用温度高10-20 或者：比制品热变形温度低10-20 退火时间：大约0.5h /mm,五、注塑制品的后处理： 调湿： 调节制品的含水量，主要用于吸湿性较强且容易氧化退色的制品（如：聚酰胺）。 方法：将脱模后的制品放到一定温度的热水中。 （隔绝空气，进行无氧化退火；快速达到吸湿平衡） 调湿温度：比制品使用温度高10-20 或者：100-120 调湿时间：与厚度有关，通常29h.,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响
13、制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,六.热塑性塑料注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,七.热固性塑料压缩、压注、注射成型时影响制品质量的因素,思考题:,1. 立式，卧式，角式 注塑机的优、缺点? 2. 说明成型工艺过程和成型周期. 3. 说明注塑成型过程中, 注射温度、压力、时间对成型件质量的影响. 4. 模具温度的选择原则是什么? 5. 什么是背压?如何控制背压? 6. 为什么说分级注塑有利于提高成型质量? 7. 什么是背压?为什么增大背压必须与提高螺杆转速相结合? 8. 塑料制品后处理的方式有哪些?,
