注射成型工藝及設(shè)備ppt課件

1、 課件12.1 概述第12章 注射成型工藝及設(shè)備12 注射成型工藝及設(shè)備 注射成型是樹脂基復(fù)合資料消費中的一種重要成注射成型是樹脂基復(fù)合資料消費中的一種重要成型方法，它適用于熱塑性和熱固性復(fù)合資料，但以熱型方法，它適用于熱塑性和熱固性復(fù)合資料，但以熱塑性復(fù)合資料運用最廣。塑性復(fù)合資料運用最廣。 注射成型 將粒狀或粉狀的纖維將粒狀或粉狀的纖維樹脂混合料從樹脂混合料從注射機的料斗送入機筒內(nèi)，加熱熔化后由注射機的料斗送入機筒內(nèi)，加熱熔化后由柱塞或螺桿加壓，經(jīng)過噴嘴注入溫度降低柱塞或螺桿加壓，經(jīng)過噴嘴注入溫度降低的閉合模內(nèi)，經(jīng)過冷卻定型后，脫模得制的閉合模內(nèi)，經(jīng)過冷卻定型后，脫模得制品。品。 注射成型

2、為間歇注射成型為間歇式操作過程式操作過程 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備圖12-1 注射成型工藝原理表示圖1-模具；2-噴嘴；3-料筒；4-分流梭；5-料斗；6-注射柱塞12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備SZL-125克 12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備稱號稱號 工程工程SZL-125gAB注注射射裝裝置置螺桿直徑螺桿直徑mm4042實際注射容積實際注射容積cm3 150165注射量注射量PS g140154注射壓力注射壓力MPa150螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速r/min60-12060-120注射速率注射速率g/s8592合合模模裝裝置置 合模率合模率KN600開模行程

3、開模行程mm320容模容模mm300420拉桿有效間距拉桿有效間距mm245365頂出方式頂出方式啟頂、液頂啟頂、液頂頂出行程頂出行程mm60其其它它 油泵壓力油泵壓力MPa16電機功率電機功率kw7.5加熱功率加熱功率kw4.8機器尺寸機器尺寸mm8009502550機器分量機器分量T 1.6512.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備注射成型相對于模壓成型的特點：注射成型相對于模壓成型的特點： (1)(1)成型周期短，物料的塑化在注射機內(nèi)完成。成型周期短，物料的塑化在注射機內(nèi)完成。(2)(2)熱耗量少熱耗量少(3)(3)閉模成型閉模成型(4)(4)可使外形復(fù)雜的產(chǎn)品一次成型可使外形復(fù)

4、雜的產(chǎn)品一次成型(5)(5)消費效率高，本錢低消費效率高，本錢低注射成型的缺陷：注射成型的缺陷： (1)(1)不適用于長纖維加強的產(chǎn)品，普通纖維小于不適用于長纖維加強的產(chǎn)品，普通纖維小于7mm7mm (2) (2)模具質(zhì)量要求高模具質(zhì)量要求高 注射成型工藝在注射成型工藝在CMCM消費中主要替代模壓成型工藝，消費中主要替代模壓成型工藝，近年來開展較快。近年來開展較快。 注射成型工藝開展較快：自動化、高速化、大型化注射成型工藝開展較快：自動化、高速化、大型化及微型化。及微型化。 12.1 概述 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備12122 2 注射成型工藝注射成型工藝 1 1 注射成型工藝原理注射成

5、型工藝原理 FRTPFRTP和和FRPFRP的物理性能和固化原理不同的物理性能和固化原理不同 1 11 FRTP1 FRTP注射成型原理注射成型原理 加強粒料在注射機的料筒內(nèi)加熱熔化至粘流態(tài)，加強粒料在注射機的料筒內(nèi)加熱熔化至粘流態(tài)，以高壓迅速注入溫度較低的閉合模內(nèi)，經(jīng)冷卻使物以高壓迅速注入溫度較低的閉合模內(nèi)，經(jīng)冷卻使物料恢復(fù)玻璃態(tài)并堅持模腔外形。料恢復(fù)玻璃態(tài)并堅持模腔外形。 FRTPFRTP的注射成型過程主要產(chǎn)生物理變化的注射成型過程主要產(chǎn)生物理變化 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備1 12 FRP2 FRP注射成型原理注射成型原理 FRPFRP的注射成型過程是一個復(fù)

6、雜的物理和化學(xué)過程的注射成型過程是一個復(fù)雜的物理和化學(xué)過程 注射料在加熱過程中溫度升高，注射料在加熱過程中溫度升高，粘度下降，但隨著時間的延伸，分子粘度下降，但隨著時間的延伸，分子間的交聯(lián)反響添加，粘度又會上升。間的交聯(lián)反響添加，粘度又會上升。實踐加熱過程應(yīng)綜合思索兩種作用的實踐加熱過程應(yīng)綜合思索兩種作用的影響。圖影響。圖12-212-2 實踐加熱過程中，粘度隨時間的實踐加熱過程中，粘度隨時間的變化有最小值，如圖變化有最小值，如圖12-212-2。AOAO段隨加段隨加熱時間的添加粘度降低，到達熱時間的添加粘度降低，到達O O點時粘點時粘度到達最低值物理變化。繼續(xù)添度到達最低值物理變化。繼續(xù)添加

7、加熱時間即加加熱時間即OBOB段，粘度隨加熱時間段，粘度隨加熱時間增大而變大化學(xué)變化。其粘度變增大而變大化學(xué)變化。其粘度變化是不可逆的。化是不可逆的。 圖12-2 熱固性樹脂纖維混合料加熱時粘度與時間變化關(guān)系12.2 注射成型工藝加熱時間粘度AOB 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備粘度變化是不可逆的，特點粘度變化是不可逆的，特點如下：如下： 1)FRP1)FRP注射成型不需求冷注射成型不需求冷 卻定型階段卻定型階段 2)2)加熱固化為不可逆的化加熱固化為不可逆的化 學(xué)反響過程學(xué)反響過程 3)3)注射充模時機應(yīng)控制在注射充模時機應(yīng)控制在 粘度最低的粘度最低的O O點左右點左右 4)FRP4)FR

8、P的固化過程是放熱反響的固化過程是放熱反響 圖12-2 熱固性樹脂纖維混合料加熱時粘度與時間變化關(guān)系12.2 注射成型工藝加熱時間粘度AOB 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 預(yù)浸漬料參與料筒，適當(dāng)加溫加壓，當(dāng)物料運動到預(yù)浸漬料參與料筒，適當(dāng)加溫加壓，當(dāng)物料運動到噴嘴時，粘度應(yīng)到達最低值，并被迅速注入模腔。在熱噴嘴時，粘度應(yīng)到達最低值，并被迅速注入模腔。在熱壓作用下固化定型，然后開模取出制品。壓作用下固化定型，然后開模取出制品。FRPFRP注射成型過程：注射成型過程：12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備FRTPFRTP和和FRPFRP的注射成型特點對比的注射成型特點對比 (

9、1)FRTP(1)FRTP可以反復(fù)加熱塑化，物料的熔融和硬化完全是物理可以反復(fù)加熱塑化，物料的熔融和硬化完全是物理變化；變化；FRPFRP加熱固化后不能再塑化，固化過程為不可逆反響。加熱固化后不能再塑化，固化過程為不可逆反響。(2)FRTP(2)FRTP受熱時，物料由玻璃態(tài)變?yōu)槿廴诘恼沉鲬B(tài)，料筒溫受熱時，物料由玻璃態(tài)變?yōu)槿廴诘恼沉鲬B(tài)，料筒溫度要分段控制，其塑化溫度應(yīng)高于粘流溫度，但低于分解溫度要分段控制，其塑化溫度應(yīng)高于粘流溫度，但低于分解溫度；度；FRPFRP在料筒中加熱時，樹脂分子鏈發(fā)生運動，物料熔融，在料筒中加熱時，樹脂分子鏈發(fā)生運動，物料熔融，但接著會發(fā)生化學(xué)反響、放熱，加速化學(xué)反響過

10、程。因此，但接著會發(fā)生化學(xué)反響、放熱，加速化學(xué)反響過程。因此，F(xiàn)RPFRP注射成型的溫度控制要比注射成型的溫度控制要比FRTPFRTP嚴厲得多。嚴厲得多。 (3)FRTP(3)FRTP注射成型時，料筒溫度必需高于模具溫度，物料在模注射成型時，料筒溫度必需高于模具溫度，物料在模腔內(nèi)冷卻時會引起體積收縮，故需求有相應(yīng)的料墊傳壓補料，腔內(nèi)冷卻時會引起體積收縮，故需求有相應(yīng)的料墊傳壓補料，F(xiàn)RPFRP注射成型時，料筒溫度低于模具溫度，物料在模腔內(nèi)發(fā)生注射成型時，料筒溫度低于模具溫度，物料在模腔內(nèi)發(fā)生固化收縮的同時，也發(fā)生熱膨脹，因此，充模后不需求補料。固化收縮的同時，也發(fā)生熱膨脹，因此，充模后不需求補

11、料。12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備2 2 復(fù)合資料注射成型特性復(fù)合資料注射成型特性 (1)(1)注射料中揮發(fā)物的控制注射料中揮發(fā)物的控制 注射過程中總是有一些低分子揮發(fā)物存在，如物料中注射過程中總是有一些低分子揮發(fā)物存在，如物料中的水分，低分子物苯酚、甲醛，固化時生成的水分、的水分，低分子物苯酚、甲醛，固化時生成的水分、氨等低分子物，在固化的過程中會放出。氨等低分子物，在固化的過程中會放出。 揮發(fā)物的存在普通可降低粘度，對成型有利，但是揮揮發(fā)物的存在普通可降低粘度，對成型有利，但是揮發(fā)物的含量過高會對產(chǎn)品呵斥不良影響。發(fā)物的含量過高會對產(chǎn)品呵斥不良影響。 對熱塑性對熱

12、塑性CMCM，揮發(fā)物過多會呵斥熔融物料起泡，樹脂，揮發(fā)物過多會呵斥熔融物料起泡，樹脂水解等，給加工呵斥困難并使產(chǎn)質(zhì)量量下降，普通控制揮水解等，給加工呵斥困難并使產(chǎn)質(zhì)量量下降，普通控制揮發(fā)物含量在發(fā)物含量在0.50.52 2以下。以下。 對熱固性對熱固性CMCM，揮發(fā)物過多會呵斥物料儲存過程中結(jié)塊，揮發(fā)物過多會呵斥物料儲存過程中結(jié)塊，產(chǎn)品收縮率大，易翹曲，產(chǎn)質(zhì)量量下降等，普通控制揮發(fā)產(chǎn)品收縮率大，易翹曲，產(chǎn)質(zhì)量量下降等，普通控制揮發(fā)物含量在物含量在2 27 7以下。以下。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(2)(2)流動特性流動特性 指物料在加熱、加壓下的流動性能和充模才

13、干。適指物料在加熱、加壓下的流動性能和充模才干。適當(dāng)參與增塑劑和浸潤劑可提高流動性能。當(dāng)參與增塑劑和浸潤劑可提高流動性能。 纖維對物料流動性的影響：纖維含量愈多流動性愈纖維對物料流動性的影響：纖維含量愈多流動性愈差。差。 對于對于FRTPFRTP而言，壓力愈高流動性愈好，溫度愈高流而言，壓力愈高流動性愈好，溫度愈高流動性愈好。如圖動性愈好。如圖12-312-3、12-412-4。在實踐消費過程中為改善物料流動性，常采用的措施：在實踐消費過程中為改善物料流動性，常采用的措施： 1 1、對熱塑性、對熱塑性CMCM：加大交口及流道直徑；添加注射壓：加大交口及流道直徑；添加注射壓力；提高料筒溫度及模具

14、溫度。力；提高料筒溫度及模具溫度。 2 2、對熱固性、對熱固性CMCM：盡量減少注模前的加熱時間，防止：盡量減少注模前的加熱時間，防止樹脂過早凝膠固化。樹脂過早凝膠固化。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(3)(3)注射成型過程中纖維長度變化注射成型過程中纖維長度變化 在注射成型的混煉過程螺桿旋轉(zhuǎn)作用及放射過在注射成型的混煉過程螺桿旋轉(zhuǎn)作用及放射過程中纖維會產(chǎn)生不同程度的折斷。程中纖維會產(chǎn)生不同程度的折斷。 圖圖12-512-5，12-612-6闡明了螺桿轉(zhuǎn)速對玻璃纖維加強尼龍闡明了螺桿轉(zhuǎn)速對玻璃纖維加強尼龍6 6和聚丙烯時纖維長度的影響。和聚丙烯時纖維長度的影響。 最

15、終產(chǎn)品中纖維長度普通在最終產(chǎn)品中纖維長度普通在0.30.30.7mm0.7mm，最初小，最初小于于7mm7mm，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的添加，纖維變短。，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的添加，纖維變短。 纖維長度對制品性能的影響是顯而易見的，如圖纖維長度對制品性能的影響是顯而易見的，如圖12-12-7 7，隨纖維長度的添加，機械性能增大。，隨纖維長度的添加，機械性能增大。 值得留意的是：熱塑性值得留意的是：熱塑性CMCM廢料利用時，其摻量過大，廢料利用時，其摻量過大，經(jīng)反復(fù)加工，會使纖維更短，機械性能下降幅度大。普經(jīng)反復(fù)加工，會使纖維更短，機械性能下降幅度大。普通廢料回用量控制在物料量的通廢料回用量控制在物料量的2020

16、以內(nèi)。如圖以內(nèi)。如圖12-812-8、12-12-9 9。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(4)(4)纖維定向性纖維定向性 熱塑性熱塑性CMCM：大分子定向；纖維定向：大分子定向；纖維定向 熱固性熱固性CMCM：纖維定向：纖維定向 因此必需合理設(shè)計模具，確立物料的流動方向，得因此必需合理設(shè)計模具，確立物料的流動方向，得到好的制品。到好的制品。 熔融物料在模腔內(nèi)流動形狀表示圖見圖熔融物料在模腔內(nèi)流動形狀表示圖見圖12-1012-10。流體。流體的流動過程在橫斷面上存在速度梯度，愈接近模具速度的流動過程在橫斷面上存在速度梯度，愈接近模具速度梯度愈大即剪應(yīng)力愈大梯度愈大即剪

17、應(yīng)力愈大dyd12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 因此在模具邊緣纖維及大分子的定向更加明顯。圖因此在模具邊緣纖維及大分子的定向更加明顯。圖12-1112-11。纖維一經(jīng)定向后不會再有改動，大分子定向當(dāng)物。纖維一經(jīng)定向后不會再有改動，大分子定向當(dāng)物料充溢模腔后，剪應(yīng)力消除，在熱運動的作用下，定向料充溢模腔后，剪應(yīng)力消除，在熱運動的作用下，定向會有一定的消除。會有一定的消除。 提高模具溫度、物料溫度、加大制品厚度、澆口放提高模具溫度、物料溫度、加大制品厚度、澆口放在型腔最低部可減弱定向作用。在型腔最低部可減弱定向作用。 提高澆口溫度、注射壓力，會添加定向作用。提高澆口溫度、注

18、射壓力，會添加定向作用。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(5)拼縫強度 在環(huán)形制品的注射時，物料往往經(jīng)過兩個以上流道在環(huán)形制品的注射時，物料往往經(jīng)過兩個以上流道流動并在模腔內(nèi)某一處相遇，此相遇部位稱為拼縫部位。流動并在模腔內(nèi)某一處相遇，此相遇部位稱為拼縫部位。 在拼縫部位由于纖維的排向緣由，使強度明顯下降。在拼縫部位由于纖維的排向緣由，使強度明顯下降。圖圖12-1212-12為有無拼縫線的制品強度比較，強度可下降為有無拼縫線的制品強度比較，強度可下降303060%.60%. 當(dāng)模具設(shè)計時就思索此問題，可減弱拼縫及其影響。當(dāng)模具設(shè)計時就思索此問題，可減弱拼縫及其影響。如

19、圖如圖12-1312-13、12-1412-14。 拼縫強度還與其他工藝條件有關(guān)，表拼縫強度還與其他工藝條件有關(guān)，表12-212-2列出了玻璃列出了玻璃纖維加強尼龍纖維加強尼龍6 6的成型條件對拼縫強度的影響。的成型條件對拼縫強度的影響。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備冷卻出模后的冷卻出模后的FRTPFRTP制品，其尺寸總是小于模制品，其尺寸總是小于模具的模腔尺寸，兩者差值之比。具的模腔尺寸，兩者差值之比。收縮率收縮率收縮率收縮率100DDD1 式中式中 D D 常溫下模腔尺寸；常溫下模腔尺寸； D1 D1常溫下制品尺寸。常溫下制品尺寸。 制品在成型后制品在成型后2

20、24h4h的收縮率，稱為初期收縮率，的收縮率，稱為初期收縮率，制品成型后制品成型后24h24h48h48h所測得的收縮率，稱為成型收縮所測得的收縮率，稱為成型收縮率。率。 (6) (6)體積收縮體積收縮 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 在注射成型過程中玻璃纖維是不會收縮的，收縮主在注射成型過程中玻璃纖維是不會收縮的，收縮主要由樹脂基體引起的。不同的樹脂及樹脂含量收縮不同，要由樹脂基體引起的。不同的樹脂及樹脂含量收縮不同，另外收縮還與纖維長度有關(guān)。普通來講，樹脂含量愈大，另外收縮還與纖維長度有關(guān)。普通來講，樹脂含量愈大，收縮率越大，纖維愈長收縮率愈小。收縮率越大，纖維愈

21、長收縮率愈小。 12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備影響影響FRTPFRTP成型收縮率的要素：成型收縮率的要素： 1)1)玻璃纖維含量。含量愈高，收縮率愈低玻璃纖維含量。含量愈高，收縮率愈低2)2)制品壁厚的影響。制品厚度添加，收縮率明顯添加。制品壁厚的影響。制品厚度添加，收縮率明顯添加。3)3)澆口尺寸影響。增大澆口尺寸，收縮率明顯降低。澆口尺寸影響。增大澆口尺寸，收縮率明顯降低。 4)4)熔融溫度的影響熔融溫度的影響 5)5)模具溫度影響。對厚制品，溫度升高，減少收縮率；模具溫度影響。對厚制品，溫度升高，減少收縮率； 對薄制品，溫度升高，增大收縮率。對薄制品，溫度升高，

22、增大收縮率。6)6)成型壓力影響。普通隨成型壓力的提高，收縮率降低。成型壓力影響。普通隨成型壓力的提高，收縮率降低。7)7)硬化速度。普通硬化速度降低，可使收縮率降低。硬化速度。普通硬化速度降低，可使收縮率降低。12.2 注射成型工藝 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備3 3 注射成型工藝過程注射成型工藝過程 3 31 1 預(yù)備任務(wù)預(yù)備任務(wù) (1)(1)注射料選擇及預(yù)處置注射料選擇及預(yù)處置 a a、注射料原那么、注射料原那么 需根據(jù)產(chǎn)品性能和注射機性能合理選擇注射料。需根據(jù)產(chǎn)品性能和注射機性能合理選擇注射料。b b、注射料的預(yù)處置、注射料的預(yù)處置 注射料應(yīng)盡能夠均勻，已結(jié)塊的應(yīng)粉碎。注射料應(yīng)盡能

23、夠均勻，已結(jié)塊的應(yīng)粉碎。 粒料運用前應(yīng)測水分及揮發(fā)物含量。超標時要枯燥。粒料運用前應(yīng)測水分及揮發(fā)物含量。超標時要枯燥。比如熱風(fēng)枯燥、紅外線枯燥、真空枯燥等。比如熱風(fēng)枯燥、紅外線枯燥、真空枯燥等。 枯燥后的物料仍會吸濕。因此需密封儲存，加工時需枯燥后的物料仍會吸濕。因此需密封儲存，加工時需用加熱等措施。用加熱等措施。12.3 注射成型工藝過程 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(2)(2)料簡清洗料簡清洗 在注射成型過程中，如需換料消費時，一定要清洗在注射成型過程中，如需換料消費時，一定要清洗料斗。普通采用參與新料進展清洗的方法，可反復(fù)進展。料斗。普通采用參與新料進展清洗的方法，可反復(fù)進展。 留意

24、：假設(shè)用一臺注射機加工幾種不同物料時，為留意：假設(shè)用一臺注射機加工幾種不同物料時，為了清洗方便，最好先加工成型溫度低、色淺的物料。了清洗方便，最好先加工成型溫度低、色淺的物料。 (3)(3)脫模劑選擇脫模劑選擇 常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等。常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等。(4)(4)嵌件預(yù)熱嵌件預(yù)熱 為了防止兩種物質(zhì)膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力或為了防止兩種物質(zhì)膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力或應(yīng)力開裂景象。因此，注射成型制品中的嵌件要提早預(yù)應(yīng)力開裂景象。因此，注射成型制品中的嵌件要提早預(yù)熱。預(yù)熱溫度普通鋼鐵嵌件熱。預(yù)熱溫度普通鋼鐵嵌件110110130130，鋁、銅嵌件預(yù)，鋁

25、、銅嵌件預(yù)熱到熱到150150。 嵌件預(yù)熱溫度越高越好，但不應(yīng)高于物料的分解溫嵌件預(yù)熱溫度越高越好，但不應(yīng)高于物料的分解溫度。度。 12.3.1 預(yù)備任務(wù) 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備3 32 2 注射成型工藝條件注射成型工藝條件 包括閉模、加料、塑化、注射、保壓、固化包括閉模、加料、塑化、注射、保壓、固化( (冷卻定冷卻定型型) )、開模出料等工序。而成型溫度、注射壓力包括注射、開模出料等工序。而成型溫度、注射壓力包括注射速度、成型周期包括注射、保壓、固化時間被稱為速度、成型周期包括注射、保壓、固化時間被稱為注射成型工藝的注射成型工藝的“三大工藝條件。當(dāng)然要順利完成整個注三大工藝條件。當(dāng)

26、然要順利完成整個注射過程需一步一步地加以控制。射過程需一步一步地加以控制。 (1(1加料及剩余量加料及剩余量 加料：普通要求定時、定量、均勻供料。加料：普通要求定時、定量、均勻供料。剩余量：保證每次注射后料筒底部有一定剩余的物料剩余量：保證每次注射后料筒底部有一定剩余的物料剩料的作用：剩料的作用：a a、傳壓；、傳壓；b b、補料收縮后的補料、補料收縮后的補料剩料普通控制在剩料普通控制在101020mm20mm，不能太多，太少。，不能太多，太少。 太多：注射壓力損失大，剩料受熱時間太長，易發(fā)生太多：注射壓力損失大，剩料受熱時間太長，易發(fā)生分解或固化等。分解或固化等。 太少：起不到很好的傳壓作用

27、，模腔內(nèi)物料受壓缺乏。太少：起不到很好的傳壓作用，模腔內(nèi)物料受壓缺乏。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(2)(2)成型溫度成型溫度 成型溫度包括：料筒、噴嘴、模具溫度。成型溫度是成型溫度包括：料筒、噴嘴、模具溫度。成型溫度是三大工藝條件之一，關(guān)系到物料的塑化、流動性、充模三大工藝條件之一，關(guān)系到物料的塑化、流動性、充模等工藝條件。應(yīng)思索以下要素：等工藝條件。應(yīng)思索以下要素： 1 1、注射成型機的種類、注射成型機的種類 螺桿式注射成型機所需的料筒溫度比柱塞式低。螺桿式注射成型機所需的料筒溫度比柱塞式低。 緣由：緣由：a a、螺桿式成型機料筒內(nèi)的料層較??；、螺桿式成

28、型機料筒內(nèi)的料層較??； b b、物料在螺桿推進的過程中不斷翻轉(zhuǎn)，有利、物料在螺桿推進的過程中不斷翻轉(zhuǎn)，有利于傳熱；于傳熱； c c、物料翻轉(zhuǎn)運動，受剪切力作用，本身摩擦、物料翻轉(zhuǎn)運動，受剪切力作用，本身摩擦生熱。生熱。 2 2、產(chǎn)品厚度、產(chǎn)品厚度 對薄壁制品要求物料有較高的流動性才干充溢模腔，對薄壁制品要求物料有較高的流動性才干充溢模腔，因此需較高的成型溫度；相反厚壁制品成型溫度可低一因此需較高的成型溫度；相反厚壁制品成型溫度可低一些。些。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 3 3、注射料的種類和性能、注射料的種類和性能 是確立加工溫度的決議要素，常用的樹脂注射成

29、型是確立加工溫度的決議要素，常用的樹脂注射成型條件見表條件見表12-412-4、12-512-5。 對于熱塑性樹脂，料筒溫度略高于噴嘴溫度，高于對于熱塑性樹脂，料筒溫度略高于噴嘴溫度，高于模具溫度。模具溫度。 對于熱固性樹脂，模具溫度略高于噴嘴溫度，高于對于熱固性樹脂，模具溫度略高于噴嘴溫度，高于料筒溫度。料筒溫度。 判別料筒噴嘴溫度的兩種方法：判別料筒噴嘴溫度的兩種方法： a a、熔體對空注射法。脫開模具，用低壓注射，察看、熔體對空注射法。脫開模具，用低壓注射，察看料流，能否粗糙、變色、起泡、料流外表光滑者闡明溫料流，能否粗糙、變色、起泡、料流外表光滑者闡明溫度適宜。度適宜。 b b、產(chǎn)品直

30、觀分析法。對試消費制品察看有無粗糙、產(chǎn)品直觀分析法。對試消費制品察看有無粗糙、波紋、氣泡等弊病。波紋、氣泡等弊病。 12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(3)(3)螺桿轉(zhuǎn)速及背壓螺桿轉(zhuǎn)速及背壓必需根據(jù)所選用的樹脂熱敏程度及熔體粘度進展調(diào)整。必需根據(jù)所選用的樹脂熱敏程度及熔體粘度進展調(diào)整。轉(zhuǎn)速慢：塑化好，物料易降解、早期固化。轉(zhuǎn)速慢：塑化好，物料易降解、早期固化。轉(zhuǎn)速快：有利于塑化，但物料停留時間短能夠塑化不夠。轉(zhuǎn)速快：有利于塑化，但物料停留時間短能夠塑化不夠。還可使纖維變短。還可使纖維變短。背壓：指螺桿轉(zhuǎn)動推進物料塑化時，傳給螺桿的反向壓背壓：指螺桿轉(zhuǎn)動推進物料塑化

31、時，傳給螺桿的反向壓力。力。背壓的作用：能使物料在運動過程中不斷排出空氣和揮背壓的作用：能使物料在運動過程中不斷排出空氣和揮發(fā)物，并使物料逐漸密實。發(fā)物，并使物料逐漸密實。背壓過小起不到以上作用，背壓大，功率耗費大，并在背壓過小起不到以上作用，背壓大，功率耗費大，并在物料溫度較低時能使纖維粉化，影響制品性能。圖物料溫度較低時能使纖維粉化，影響制品性能。圖12-2112-21背壓與玻璃纖維長度的關(guān)系。背壓與玻璃纖維長度的關(guān)系。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備(4)(4)注射速度及注射壓力注射速度及注射壓力 注射壓力大小與注射機種類、物料流動性、模具澆口注射壓力大小

32、與注射機種類、物料流動性、模具澆口尺寸、產(chǎn)品厚度、模具溫度及流程等要素有關(guān)。尺寸、產(chǎn)品厚度、模具溫度及流程等要素有關(guān)。 普通注射壓力略高于熱塑性塑料的注射壓力。普通注射壓力略高于熱塑性塑料的注射壓力。 注射壓力對制品性能的影響見圖注射壓力對制品性能的影響見圖12-2212-22。 保壓的作用：使制品冷卻收縮時得以補料，尺寸準確，保壓的作用：使制品冷卻收縮時得以補料，尺寸準確，外表光潔，有利于消除氣泡。保壓時間普通外表光潔，有利于消除氣泡。保壓時間普通0.30.32 2分鐘，分鐘，特厚制品可達特厚制品可達5 51010分鐘。分鐘。 注射速度與注射壓力、溫度、?？诔叽绲纫赜嘘P(guān)。注射速度與注射壓力

33、、溫度、?？诔叽绲纫赜嘘P(guān)。注射速度慢不利于充模，消費效率低，注射速度過快易混注射速度慢不利于充模，消費效率低，注射速度過快易混入氣泡。需經(jīng)過實踐實驗確定。入氣泡。需經(jīng)過實踐實驗確定。 12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 (5) (5)成型周期成型周期 成型周期即完成一次注射成型制品所需的時間。成型周期即完成一次注射成型制品所需的時間。 包括：包括： 1 1注射加壓時間保壓時間、注射時間；注射加壓時間保壓時間、注射時間； 2 2冷卻時間模內(nèi)冷卻或固化時間；冷卻時間模內(nèi)冷卻或固化時間； 3 3其他時間開模、取出制品、涂脫模劑、安放嵌件、其他時間開模、取出制品、涂脫模

34、劑、安放嵌件、閉模等時間。閉模等時間。 成型周期是提高消費率的關(guān)鍵，在保證產(chǎn)質(zhì)量量的成型周期是提高消費率的關(guān)鍵，在保證產(chǎn)質(zhì)量量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期。前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期。12.3.2 注射成型工藝條件 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備3.3 3.3 制品后處置制品后處置 作用作用 提高制品的尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應(yīng)力提高制品的尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應(yīng)力 熱處置熱處置 分類分類 調(diào)濕處置調(diào)濕處置 1 1熱處置熱處置 熱處置的本質(zhì)：迫使凍結(jié)的分子鏈松弛，凝固的大熱處置的本質(zhì)：迫使凍結(jié)的分子鏈松弛，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，消除部分內(nèi)應(yīng)力，提高結(jié)晶度，分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，消除部分內(nèi)應(yīng)力，

35、提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶構(gòu)造，提高彈性模量，降低斷裂延伸率。穩(wěn)定結(jié)晶構(gòu)造，提高彈性模量，降低斷裂延伸率。2 2調(diào)濕處置調(diào)濕處置 將剛脫模的制品放入水中，與空氣隔絕、防止氧化。將剛脫模的制品放入水中，與空氣隔絕、防止氧化。調(diào)濕條件：調(diào)濕條件：9090110 4h110 4h3.4 3.4 注射成型過程中易出現(xiàn)的缺陷、產(chǎn)生緣由及處置方法注射成型過程中易出現(xiàn)的缺陷、產(chǎn)生緣由及處置方法 12.3.3 制品后處置 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 作業(yè)：作業(yè)：1 1、與模壓成型工藝相比，注射成型工藝有什么特點？、與模壓成型工藝相比，注射成型工藝有什么特點？2 2、 試比較熱塑性試比較熱塑性CMCM與熱固性與

36、熱固性CMCM注射成型各有哪些特點？注射成型各有哪些特點？3 3、為什么在注射成型的模具邊緣處纖維容易定向陳列？、為什么在注射成型的模具邊緣處纖維容易定向陳列？12.3.3 制品后處置 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 12.3 12.3 注射成型設(shè)備注射成型設(shè)備主要包括注射成型機和模具。主要包括注射成型機和模具。12.3.1 12.3.1 注射機注射機一、分類一、分類1 1按物料的塑化方式分：柱塞式和往復(fù)螺桿式按物料的塑化方式分：柱塞式和往復(fù)螺桿式, ,其中往其中往復(fù)螺桿式用的最多。復(fù)螺桿式用的最多。 往復(fù)螺桿式注射機的優(yōu)點：往復(fù)螺桿式注射機的優(yōu)點：簡化了預(yù)塑構(gòu)造，不需求分流梭，因此使注射壓

37、力降低簡化了預(yù)塑構(gòu)造，不需求分流梭，因此使注射壓力降低了很多。了很多。螺桿轉(zhuǎn)動使物料翻騰，傳熱條件好。物料內(nèi)部遭到剪應(yīng)螺桿轉(zhuǎn)動使物料翻騰，傳熱條件好。物料內(nèi)部遭到剪應(yīng)力大，塑化效率高。力大，塑化效率高。因無分流梭，改換物料方便。因無分流梭，改換物料方便。注射速度快。注射速度快。對原料的順應(yīng)性廣，能加工熱敏樹脂。對原料的順應(yīng)性廣，能加工熱敏樹脂。12.3 注射成型設(shè)備 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備2 2按照注射機的外形特征分類按照注射機的外形特征分類 常見的有五種方式常見的有五種方式立式注射成型機立式注射成型機 注射安裝和合模安裝與地面垂直。圖注射安裝和合模安裝與地面垂直。圖12-2312-

38、23。 特點：占地面積小，模具折裝方便。料斗高，加料不特點：占地面積小，模具折裝方便。料斗高，加料不方便，僅適用于注射量小于方便，僅適用于注射量小于60cm360cm3的制品消費。的制品消費。臥式注射機臥式注射機 注射安裝，合模安裝均程度陳列。圖注射安裝，合模安裝均程度陳列。圖12-2412-24。 特點：機身低，加料方便，操作維修方便，制品頂出特點：機身低，加料方便，操作維修方便，制品頂出后可自在落下，易實現(xiàn)自動化。后可自在落下，易實現(xiàn)自動化。 缺陷：占地面積大，模具裝配比較費事。缺陷：占地面積大，模具裝配比較費事。角式注射機角式注射機 注射安裝與合模安裝呈垂直陳列。圖注射安裝與合模安裝呈垂

39、直陳列。圖12-2512-25。 特點：介于立式與臥式之間，適用于加工中心部分不特點：介于立式與臥式之間，適用于加工中心部分不允許留有澆口的制品。允許留有澆口的制品。 12.3 注射成型設(shè)備 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備螺桿預(yù)塑和柱塞注方式螺桿預(yù)塑和柱塞注方式 圖圖12-2612-26 利用螺桿預(yù)塑并采用柱塞進展注模，是一種新型的利用螺桿預(yù)塑并采用柱塞進展注模，是一種新型的注射成型機，消費效率很高最高。注射成型機，消費效率很高最高。轉(zhuǎn)盤式注射機轉(zhuǎn)盤式注射機 將多副模具裝在一個可轉(zhuǎn)動的盤上，轉(zhuǎn)盤去年定時將多副模具裝在一個可轉(zhuǎn)動的盤上，轉(zhuǎn)盤去年定時旋轉(zhuǎn)，使各模具與噴嘴相對注射成型。圖旋轉(zhuǎn)，使各

40、模具與噴嘴相對注射成型。圖12-2712-27 特點：消費效率高，特別適用于冷卻時間長或安放特點：消費效率高，特別適用于冷卻時間長或安放嵌件費時的制品消費。嵌件費時的制品消費。12.3 注射成型設(shè)備 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備12.3.2 12.3.2 注射機的構(gòu)造注射機的構(gòu)造 螺桿式注射機主要由注射、合模、傳動、控制四部分螺桿式注射機主要由注射、合模、傳動、控制四部分組成。組成。一、注射系統(tǒng)一、注射系統(tǒng) 包括螺桿、料筒、加料加熱安裝、噴嘴等。包括螺桿、料筒、加料加熱安裝、噴嘴等。1 1螺桿螺桿 注射機螺桿與擠出機螺桿的區(qū)別：注射機螺桿與擠出機螺桿的區(qū)別： a a、注射機螺桿既能旋轉(zhuǎn)，又

41、能軸向挪動，擠出機、注射機螺桿既能旋轉(zhuǎn)，又能軸向挪動，擠出機螺桿僅轉(zhuǎn)動；螺桿僅轉(zhuǎn)動； b b、注射機螺桿的長徑比和緊縮比都比擠出機?。?、注射機螺桿的長徑比和緊縮比都比擠出機小； 注射機：長徑比注射機：長徑比 15 151818，緊縮比，緊縮比 2 22.52.5 擠出機：長徑比擠出機：長徑比 20 203030，緊縮比，緊縮比 緊縮比：加料口的螺槽容積與均化段最后一個螺槽緊縮比：加料口的螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比容積之比12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 c c、注射機均化段螺槽比同直徑擠出機螺槽深、注射機均化段螺槽比同直徑擠出機螺槽深15152525； d

42、 d、與擠出機螺桿比，加料段增長，均化段縮短；、與擠出機螺桿比，加料段增長，均化段縮短； e e、注射機螺桿頭為尖錐形，擠出機為圓錐形或半、注射機螺桿頭為尖錐形，擠出機為圓錐形或半圓形；圓形； 注射機與擠出機螺桿參數(shù)對比見表注射機與擠出機螺桿參數(shù)對比見表12-812-8； 12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備2 2料筒料筒 注射機的料筒與擠出機的構(gòu)造和選材一樣。注射機的料筒與擠出機的構(gòu)造和選材一樣。3 3噴嘴噴嘴 噴嘴的作用：提高熔融物料的流速，使其能迅速充模。噴嘴的作用：提高熔融物料的流速，使其能迅速充模。 分為開式噴嘴與閉式噴嘴。分為開式噴嘴與閉式噴嘴。開式噴嘴開式

43、噴嘴 圖圖12-2812-28 12-8 12-8a a不能加熱不能加熱 12-8 12-8b b可進展加熱可進展加熱 閉式噴嘴閉式噴嘴 圖圖12-2912-29 經(jīng)過彈簧彈力、擋圈、導(dǎo)桿、頂針實現(xiàn)閉鎖。經(jīng)過彈簧彈力、擋圈、導(dǎo)桿、頂針實現(xiàn)閉鎖。 注射時，熔料頂開頂針進入模腔。這種噴嘴運用方便，注射時，熔料頂開頂針進入模腔。這種噴嘴運用方便，可防止流延，但構(gòu)造復(fù)雜，壓力損失大，射程小，補縮作可防止流延，但構(gòu)造復(fù)雜，壓力損失大，射程小，補縮作用小，適用于加工粘度低的樹脂。用小，適用于加工粘度低的樹脂。12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備二、合模系統(tǒng)二、合模系統(tǒng) 作用：開啟和

44、閉合模具。作用：開啟和閉合模具。 要求有足夠的鎖模力，足夠的模板面積和強度；要求有足夠的鎖模力，足夠的模板面積和強度； 運動速度要求：閉合時先快后慢，開啟時先慢后快；運動速度要求：閉合時先快后慢，開啟時先慢后快； 合模系統(tǒng)由固定板、挪動板、合模油缸、頂出安裝等合模系統(tǒng)由固定板、挪動板、合模油缸、頂出安裝等組成，如圖組成，如圖12-3012-30 常見的頂出安裝有三種方式常見的頂出安裝有三種方式 1 1全機械式合模安裝全機械式合模安裝 靠電機、曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)開模和閉模的動作，圖靠電機、曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)開模和閉模的動作，圖12-3012-30b b，此設(shè)備的優(yōu)點：構(gòu)造簡單、制造方便、耐用，此設(shè)備

45、的優(yōu)點：構(gòu)造簡單、制造方便、耐用、便于維修。缺陷：模板行程短，只適宜小制品消費；噪、便于維修。缺陷：模板行程短，只適宜小制品消費；噪音大，設(shè)備磨損連桿部分較大。音大，設(shè)備磨損連桿部分較大。 12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 2 2液壓式合模安裝液壓式合模安裝 靠液壓的力量，由活塞聯(lián)動模具開模、閉模。其合模力靠液壓的力量，由活塞聯(lián)動模具開模、閉模。其合模力 P P油缸面積油缸面積油壓油壓/4.D02.P0 (N)/4.D02.P0 (N) D0 D0油缸直徑，油缸直徑，m m P0 P0油壓油壓PaPa P P 合模力合模力N N 液壓合模安裝的優(yōu)點：液壓合模安裝的優(yōu)

46、點： 構(gòu)造簡單僅油缸、活塞組成，制造方便，合模力構(gòu)造簡單僅油缸、活塞組成，制造方便，合模力調(diào)理方便，模板行程大可加工大制品，模具改換方便。如調(diào)理方便，模板行程大可加工大制品，模具改換方便。如圖圖12-3012-30a a。 12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 頂出安裝：頂出安裝： 作用：用于制品脫模的機構(gòu)。分為機械式和液壓式。作用：用于制品脫模的機構(gòu)。分為機械式和液壓式。普通設(shè)計成與合模安裝聯(lián)動，開模后一時間間隔聯(lián)動頂模普通設(shè)計成與合模安裝聯(lián)動，開模后一時間間隔聯(lián)動頂模安裝將制品頂出。安裝將制品頂出。3 3傳動部分傳動部分 主要由油缸、電機、各種閥門、開關(guān)等組成。經(jīng)過

47、油主要由油缸、電機、各種閥門、開關(guān)等組成。經(jīng)過油路供應(yīng)的壓力驅(qū)動各部分動作。路供應(yīng)的壓力驅(qū)動各部分動作。12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備三、注射機的參數(shù)三、注射機的參數(shù) 1 1注射部分參數(shù)注射部分參數(shù) 最大注射量最大注射量 是指注射螺桿完成一次最大注射行程時有軸向挪是指注射螺桿完成一次最大注射行程時有軸向挪動，注射機的最大注射量。動，注射機的最大注射量。 表示方法：表示方法： a a、以注射出的聚苯乙烯熔料質(zhì)量克來表示；、以注射出的聚苯乙烯熔料質(zhì)量克來表示； b b、以注射出的熔料體積、以注射出的熔料體積cm3cm3表示。表示。 第二種表示方法即容積法與物料的密度無

48、關(guān)，用起來第二種表示方法即容積法與物料的密度無關(guān)，用起來比較方便，采用此表示方法的較多。比較方便，采用此表示方法的較多。 注射壓力注射壓力 指注射時螺桿對熔融物料的壓強，用指注射時螺桿對熔融物料的壓強，用MPaMPa表示。表示。 常見的塑料注射壓力及加工溫度范圍見表常見的塑料注射壓力及加工溫度范圍見表12-912-9。12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備 注射速度注射速度 指在最大注射量時，螺桿單位時間內(nèi)的行程。指在最大注射量時，螺桿單位時間內(nèi)的行程。 v= S/t (m/s) v= S/t (m/s) v v注射速度注射速度m/sm/s S S注射行程螺桿注射行程螺桿 t t注射時間注射時間s s 塑化性能目的塑化性能目的 與螺桿直徑、長徑比、物料性能、螺桿轉(zhuǎn)速等多種與螺桿直徑、長徑比、物料性能、螺桿轉(zhuǎn)速等多種要素有關(guān)。要素有關(guān)。12.3.2 注射機的構(gòu)造 課件第12章 注射成型工藝及設(shè)備四、合模部分參數(shù)四、合模部分參數(shù) 1 1鎖模力鎖模力 用下式計算用下式計算 Pcm PcmkPFkPFP