知識點七注射成型

1、知識點七知識點七 注射成型注射成型高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料)u 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1 概述概述 2 塑料注射成型設(shè)備塑料注射成型設(shè)備 3 熱塑性塑料注射模塑工藝過程熱塑性塑料注射模塑工藝過程 4 熱固性塑料的注射成型及傳遞模塑熱固性塑料的注射成型及傳遞模塑 5 反應(yīng)注射成型反應(yīng)注射成型 6 其它注射成型其它注射成型 7 注射制品主要缺陷及解決措施注射制品主要缺陷及解決措施知識點七知識點七 注射成型注射成型1 概述概述（1 1）注射模塑）注射模塑 將粉狀或粒狀塑料從注射機料斗加入料筒中加熱熔融塑化，在螺桿的旋轉(zhuǎn)擠壓作用下，物料被壓縮并向前移動，通過料筒前端的噴嘴以一定的速度一

2、定的速度注射入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)一定時間冷卻定型后開啟模具即得制品。（2 2）注射成型在塑料成型加工工業(yè)中的地位）注射成型在塑料成型加工工業(yè)中的地位 （1）注射制品應(yīng)用廣泛； （2）注射制品約占塑料制品總產(chǎn)量的30%，注射機產(chǎn)量約占成型設(shè)備總產(chǎn)量的50% ；（3 3）注射成型的特點）注射成型的特點 所占比例大：注射成型是一種重要的聚合物成型方法，30左右的塑料制品采用此方法來生產(chǎn) 適用范圍廣：幾乎所有的塑料以及形狀復(fù)雜的制品都可以采用此方法來成型加工 操作簡單方便、生產(chǎn)效率高：成型周期從幾秒到幾分鐘不等，一旦參數(shù)設(shè)定，可連續(xù)地自動化地生產(chǎn)相同規(guī)格的制品 （4 4）塑料成型加工工業(yè)發(fā)展趨勢

3、）塑料成型加工工業(yè)發(fā)展趨勢 （1）大型化、精密化、自動化、微型化； （2）研究開發(fā)新的注射成型技術(shù)； （3）設(shè)計新型注塑制品，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。 高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料) 2 塑料注射成型設(shè)備塑料注射成型設(shè)備u 注射成型機的規(guī)格型號u 注射成型機的分類u 注射成型機的基本結(jié)構(gòu) 2.1 注射成型機規(guī)格和型號 公稱注射量公稱注射量 在對空注射情況下，注射螺桿（柱塞）作一次最大注射行程時，所能達(dá)到的最大注射量。 重量法重量法: 以PS為標(biāo)準(zhǔn)，以注射的重量表示（g）。 容量法容量法: 以PS為標(biāo)準(zhǔn)，以注射的容量表示（cm3）。 規(guī)格規(guī)格 30、60、125、250、500、1000、20

4、00、3000、4000、8000、32000（cm3）等。 規(guī)格型號的表示規(guī)格型號的表示 XS-ZY-x（500）: 表示公稱注射量為500(x) cm3的螺桿式（y）塑料（s）注射（z）成型（x）機。 注射機的分類注射機的分類 柱塞式注射機柱塞式注射機 主要構(gòu)造主要構(gòu)造：注射系統(tǒng)（柱塞、料筒、分流梭等）、鎖模裝置等。（電氣控制、油路控制等） 特征特征：.結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 .混合、塑化效果不良。(攪拌、剪切作用小)。 .傳熱不良。 適用性適用性：.適用于小型注射機。（60克以下） .對熱敏性塑料，大、中型注射機不適用。 原因原因：存料量多，一般為注射量的48倍，停留時間長。 柱塞式注塑機

5、結(jié)構(gòu)示意柱塞式注塑機結(jié)構(gòu)示意1-機座機座 2-電動機及油泵電動機及油泵 3-注射油缸注射油缸 4-加料調(diào)節(jié)裝置加料調(diào)節(jié)裝置 5-注射料筒柱塞注射料筒柱塞6-加料筒柱塞加料筒柱塞 7-料斗料斗 8-料筒料筒 9-分流梭分流梭 10-定模板定模板 11-模具模具 12-動模板動模板13-鎖模機構(gòu)鎖模機構(gòu) 14-鎖模鎖模(副副)油缸油缸 15-噴嘴噴嘴 16-加熱器加熱器 17-油缸油缸 主要構(gòu)造主要構(gòu)造：注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)、模具。 特點：特點： .螺桿塑化、注射合二為一，結(jié)構(gòu)簡化，制造方便，應(yīng)用廣泛。 .混合均勻，傳熱、塑化良好，模塑質(zhì)量高。 適用性適用性：流動性差、熱敏性塑料；大、中、小型制品均

6、可。（流動性好、熱穩(wěn)定性塑料） 根據(jù)外形還可以分為立式、臥式立式、臥式和和角式角式的。 移動螺桿式注射機移動螺桿式注射機 臥式螺桿注塑機結(jié)構(gòu)示意臥式螺桿注塑機結(jié)構(gòu)示意1-機座機座 2-電動機及油泵電動機及油泵 3-注射油缸注射油缸 4-齒輪箱齒輪箱 5-齒輪傳動電動機齒輪傳動電動機6-料斗料斗 7-螺桿螺桿 8-加熱器加熱器 9-料筒料筒 10-噴嘴噴嘴 11-定模板定模板 12-模具模具 13-動模板動模板14-鎖模機構(gòu)鎖模機構(gòu) 15-鎖模鎖模(副副)油缸油缸 16-螺桿傳動齒輪螺桿傳動齒輪 17-螺桿花鍵槽螺桿花鍵槽 18-油箱油箱根據(jù)排列方式不同分類：臥式、立式、角式根據(jù)排列方式不同分類

7、：臥式、立式、角式 注射機的基本結(jié)構(gòu)注射機的基本結(jié)構(gòu) 注射系統(tǒng)：注射系統(tǒng)： 主要作用主要作用：塑料的輸送、混合、壓實、熔融、塑化、注射和保壓等。 主要部件主要部件：料斗、料筒、螺桿、柱塞、分流梭、噴嘴等。 .料斗料斗：一般呈錐形，有的還要帶加熱除濕和自動加料裝置（包括向螺桿喂料和向料斗喂料裝置） .料筒料筒：為塑料加熱加壓的容器，其耐壓、耐熱、抗腐蝕、傳熱性好，其容積不能過大和過小，一般料筒有多個加熱加熱段段 .柱塞柱塞：表面硬度高，堅實光滑金屬桿。其作用是將油壓傳遞給熔體，注射入模腔，保壓。 .分流梭分流梭：裝在料筒前端形狀如魚雷體的金屬部件（見下圖） 。 作用作用： A. 使物料分流，料層

8、變薄。 B. 縮短傳熱導(dǎo)程，提高熱傳導(dǎo)和塑化質(zhì)量。 C. 減少了料筒壁處物料的分解。 D. 因流道橫截面，剪切速率，摩擦熱，使 表觀粘度降低，有利于傳熱和注射 。分流梭的結(jié)構(gòu)示意分流梭的結(jié)構(gòu)示意. 螺桿螺桿 其作用是對塑料進(jìn)行輸送、壓實、塑化和施壓。其工作過程是：首先將從料斗過來的物料卷入料筒，通過螺桿的轉(zhuǎn)動將其向前推送、壓實、排氣、和塑化，這樣熔體就被不斷的被推送到螺桿頂端和噴嘴之間，而螺桿本身受熔體的壓力和液壓的作用而后退，當(dāng)熔體達(dá)到一定的注射量時，螺桿停止轉(zhuǎn)動，注射開始時，螺桿傳遞液壓或機械壓力使熔體充模。雖然注射機和單螺桿擠出機的基本結(jié)構(gòu)類似，單其有如下特點： 其在轉(zhuǎn)動時有軸向位移，因

9、此其有效長度是變化的 注射螺桿的長徑比和壓縮比比較小，因為它不需要提供穩(wěn)定的壓力，塑化中所需要的壓力是通過調(diào)整背壓來實現(xiàn)的 為提高生產(chǎn)率，注射機螺桿的螺槽深度比較深 由于軸向位移，加料段的長度比較長 螺桿頭部也需要根據(jù)物料的不同進(jìn)行設(shè)計不同 形狀（見下頁） 主要作用是防止出現(xiàn)熔融塑料積存、回流現(xiàn)象。 一般大的塑料，用錐行尖頭；小的塑料，必須裝止逆環(huán)以防回流。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)，大致可分為如下幾種形式：根據(jù)其結(jié)構(gòu)，大致可分為如下幾種形式： 直通式直通式： 特點特點：頸短呈管狀，不用單獨加熱；壓力損失??；不易分解、滯料；補料易；剪切作用小，易流涎，射程近。 適用性適用性：粘度高、熱敏性塑料，厚壁制品。

10、. 噴嘴噴嘴： 是連接模具和料筒的過渡部分，熔體在螺桿或柱塞壓力的推動下通過噴嘴注入模具，其作用有三： a. 引導(dǎo)熔體從料筒進(jìn)入模具。 b. 使物料進(jìn)一步混合、塑化。 (孔徑小，剪切速率大) c調(diào)節(jié)料流速度。 延伸式延伸式： 特點：特點：頸長，需單獨加熱；壓力損失較??；射程較遠(yuǎn)；補縮作用較大；有流涎現(xiàn)象。 適用性：適用性：大、易分解塑料等。如ABS、PC、POM等。 自鎖式：自鎖式： 自鎖作用自鎖作用：依靠彈簧的彈力作用壓合噴嘴體內(nèi)的閥芯，以實現(xiàn)流涎和回縮。 特點特點：自鎖效果好，防止“流涎”；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壓力損失大，射程近，補縮作用小，其形式有彈簧式和針閥式兩種。 適用性適用性：聚酰胺、PE

11、T等低粘度塑料。 杠桿針閥式：杠桿針閥式： 2.2 鎖模系統(tǒng)：鎖模系統(tǒng)： 在注射機上實現(xiàn)鎖合模具、起閉模具和頂出制品的機構(gòu)總稱為鎖模系統(tǒng)，作用：鎖合模具，開、閉模具，頂出制品。由于在注射過程中有很大的壓力損失，所以模腔壓力約為注射壓力P的（0.40.7）倍 機械式，機械式， 優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便； 缺點缺點：啟動頻繁，負(fù)荷大，噪音大，易磨損，行程短； 適用性適用性：小型機械； 液壓式液壓式： 其特點是模板行程大，運行平穩(wěn)、可靠、易緊急剎車、易安裝、易調(diào)模。 液壓機械組合式液壓機械組合式： 其是通過液壓操縱連桿或曲軸撐桿來達(dá)到起閉和鎖合模具的目的。 優(yōu)點：優(yōu)點：有自身增力作用（

12、聯(lián)桿式曲肘） 。伸直時有自鎖作用。 缺點缺點：易機械磨損，調(diào)模麻煩。 適用性適用性：多用于中、小型注射機。曲臂鎖模機構(gòu)閉模曲臂鎖模機構(gòu)閉模(a)和開模和開模(b)工作原理示意圖工作原理示意圖2.3 注塑模具 （1）模樣：人的長相或裝束打扮。（4）模子：制物的型器。西游記第七一回：“他的鈴兒怎麼與我的鈴兒就一般無二！縱然是一個模子鑄的，好道打磨不到，也有多個瘢兒，少個蒂兒，卻怎麼這等一毫不差？”紅樓夢第三五回：“原來是個小匣子，裏面裝著四副銀模子。” 巴金 利娜上篇：“最討厭的是那種機械的訓(xùn)練：一舉一動，說話走路，都象是從同一副模子里鑄出來的。”（3）模具：生產(chǎn)上使用的各種模型；（2）模范：1.

13、制造器物的模型。 漢 王充 論衡物勢：“今夫陶冶者初埏埴作器，必模範(fàn)爲(wèi)形，故作之也?！?宋 沈括 夢溪筆談異事：“褭蹏作團(tuán)餅，四邊無模範(fàn)跡，似於平物上滴成?！苯鹗肥池浿救骸安蝗舫谙掊X之禁，許民自採銅鐵錢，而官製模範(fàn)，薄惡不如法者，令民不得用。”2.引申為規(guī)則，法度。 宋 王讜 唐語林棲逸：“ 方 （ 方干 ）詩在模範(fàn)中爾，奇意精識者亦然之?！?清 平步青 霞外攟屑掌故顧吳羹通副：“翰林以記載文誥爲(wèi)職，茍少知文之模範(fàn)，行己無大過失?！?.榜樣，表率。 漢 揚雄 法言學(xué)行：“師者，人之模範(fàn)也?！?模具的歷史：模具的歷史：早期的石質(zhì)的模具所謂石范。在青銅器時代，古人制作青銅器，不是拿一個銅塊燒紅敲

14、打，而是將幾種金屬按照一定比例，先燒熔化混和，再把熔化的液體倒入固定的模具（石范）內(nèi)，冷卻后再把模具打開，一件青銅器基本做好了。 現(xiàn)代模具的起源：現(xiàn)代模具的起源：1943年，位于葡馬立尼亞.格蘭特市（Marinha Grande）一家小型玻璃模具廠股東阿尼巴爾（AnbalH.Abrantes）萌發(fā)了生產(chǎn)注塑模具的構(gòu)想。由于未能獲得其他股東的支持，阿尼巴爾不得不出售自己擁有的公司股份以籌集資金，并開始專注于注塑模具的研發(fā)和制造。2年后，他成功地制造了第一只注塑模具。此后，在馬立尼亞.格蘭特市和奧利維拉.德.阿澤麥伊斯市(oliveiradeAzemis)（葡萄牙另一傳統(tǒng)玻璃工業(yè)區(qū)）逐步出現(xiàn)其它注

15、塑模具企業(yè)。隨著國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，葡國的模具工藝水平不斷提高，并于1955年首次實現(xiàn)模具出口，產(chǎn)品銷往英國。至1980年，葡模具產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷50多個國家，當(dāng)時僅馬立尼亞.格蘭特市就有54家模具企業(yè)，從業(yè)人數(shù)達(dá)2000人。 塑料模具：塑料模具：利用本身特定形狀，使塑料成型為具有一定形狀和尺寸的制品的工具。 塑料模具的主要結(jié)構(gòu)：塑料模具的主要結(jié)構(gòu)： 主流道主流道：連接噴嘴至分流道或澆口的通道。 作用：引導(dǎo)熔體進(jìn)入分流道或澆口。 特點：多為圓錐形，直徑向內(nèi)擴(kuò)大，呈26，便于除去贅物，為減少回收料，應(yīng)盡量短。 分流道分流道：多腔模中連接主流道與澆口的通道，在設(shè)計時要求對稱分布，等距，均稱。 冷料穴冷料

16、穴：主流道末端的空穴。其作用是捕集噴嘴端部相鄰兩次注射間的冷料（防止分流道、澆口阻塞）。 澆口澆口：連接主流道（分流道）與型腔的通道。 其作用有：.控制料流速度。 .防止倒流。（截面小，冷凝快，早凝） .提高料溫，提高流動性。 .便于制品脫離。型腔型腔：構(gòu)成制品幾何形狀的部分。 凹模（陰模）：構(gòu)成制品外形的部分。 凸模（陽模）：構(gòu)成制品內(nèi)部形狀的部分。 分型面：分開模具，取出制品的平面。排氣口排氣口：常設(shè)在分型面上或模腔端部。 一般深度為0.030.2mm, 寬為6mm左右的淺槽。 防止氣體卷入熔體中，而使制品產(chǎn)生氣泡，甚至充模不滿。結(jié)構(gòu)零件：導(dǎo)向、脫模、抽芯以及分型的各個零件。加熱和冷卻裝置

17、：應(yīng)該根據(jù)塑料的熱性能（結(jié)晶性能），制品的形狀結(jié)構(gòu)來考慮冷卻通道和冷卻介質(zhì)的選擇。 典型注射模具結(jié)構(gòu)圖典型注射模具結(jié)構(gòu)圖1-定位環(huán)定位環(huán) 2-主流道襯套主流道襯套 3-定模底板定模底板 4-定模板定模板 5-動模板動模板 6-動模墊板動模墊板7-模座模座 8-頂出板頂出板 9-頂出底板頂出底板 10-回程桿回程桿 11-頂出桿頂出桿 12-導(dǎo)向柱導(dǎo)向柱 13-凸模凸模14-凹模凹模 15-冷卻水通道冷卻水通道高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料)3 熱塑性塑料注射模塑工藝過程 q 準(zhǔn)備階段q 注射成型工藝過程q 后處理過程q 工藝條件分析q 幾種常用塑料的注射特點 3.1 3.1 成型前的

18、準(zhǔn)備成型前的準(zhǔn)備原料性能的了解 熱性能：熱性能： 熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)：=k/Cp（10-4，cm2/秒） 衡量原料熱傳導(dǎo)難易的重要參數(shù)。 式中：k為導(dǎo)熱系數(shù)，Cp為恒壓熱容，為密度。 Tg，Tf，Tm，Td：決定了成型溫度范圍，一般為Tf（Tm） Td。在保證物料具有良好的加工流動性的同時使 物料不發(fā)生分解。 流變性能： 剪切速率、溫度和壓力等對熔體粘度的影響規(guī)律。 A聚碳酸酯等，粘度對溫度敏感。 B聚乙烯等，粘度對剪切速率敏感。 熔體流動速率(流動指數(shù) MI) ： 有些聚合物的MI較高，如PE、PP，MI一般應(yīng)為2-9克/10分鐘。 壓縮率： PA66 在100MPa時，4% ； PS 在

19、100MPa時， 7%； PP 在100MPa時， 8.5%。 壓縮率越大，制品收縮率越大，為防止凹陷和縮孔，相應(yīng)要提高注射+保壓保壓壓力。其它工藝性能其它工藝性能： 吸濕性、細(xì)度和均勻度等。 原料的預(yù)處理 原料的干燥原料的干燥： 對PC和PA等，一定要進(jìn)行干燥，使吸水率分別小于0.03%和0.3%以下。否則，輕則制品表面出現(xiàn)銀紋、斑紋和起泡，重則會分解，變色，使制品的表面和內(nèi)在質(zhì)量均降低。 著色：著色： 干法著色：（一般加助染劑，如白油） 糊狀著色劑著色。 色粒著色。 色母料著色。 嵌件預(yù)熱：嵌件預(yù)熱： 作用作用: 減小塑料和金屬間的溫差,使塑料冷卻收縮均勻,有利于熱料補縮,防止產(chǎn)生過大的內(nèi)

20、應(yīng)力。 原因原因：因兩者間熱性能、收縮率差別大，嵌件附近易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致強度下降。 預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度： A.鍍鋅和鍍鉻嵌件：110130。 B.無鍍層嵌件： 150 左右。 脫模劑的選擇脫模劑的選擇：為使制品易從模具中脫出而敷于模具內(nèi)的一種助劑。 . 硬脂酸鋅硬脂酸鋅：不適用于PA。 . 白油白油：對PA效果好，還可防止空隙。 . 硅油硅油：雖效果好，但價格高，使用麻煩。 料筒的清洗料筒的清洗：在更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)正在加工中的塑料有一定降解現(xiàn)象出現(xiàn)時，就需要對料筒進(jìn)行清洗。 對于螺桿式的注射機，一般采用直接換料清洗。對塑料的熱穩(wěn)定性、成型溫度范圍和各種塑料的相容性要有較深入地了解。 注射

21、成型工藝過程示意圖注射成型工藝過程示意圖 3.2 3.2 注射成型過程注射成型過程 合模： 在鎖模系統(tǒng)作用下，使動、定模嚴(yán)密閉合。塑化： 塑料在料筒中加熱，由固體粒子轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w，使物料具有良好的流動性。 影響塑化質(zhì)量的主要因素影響塑化質(zhì)量的主要因素： 溫度溫度：使塑料得以形變、熔融和塑化的必要條件。 剪切作用剪切作用： A . 強化了混合和塑化過程。 B . 溫度分布、物料組成、分子形態(tài)發(fā)生變化，均勻。 C . 摩擦熱促進(jìn)了塑料內(nèi)部的塑化。 對塑化的總體要求對塑化的總體要求： 充分塑化，達(dá)到規(guī)定的成型溫度且均勻一致。 熱分解物含量達(dá)到最小值。 提供足夠的熔融塑料。 注射(充模)：在柱塞或螺桿的

22、強力推動下，將匯集于料筒前端的熔體以很高的速度注入到溫度較低的模具中。熔體在進(jìn)入型腔之后可分為充模、壓實、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個階段，在此四個階段中，熔體溫度不斷下降，壓力也不斷發(fā)生變化。 充模時間充模時間：從高聚物熔體進(jìn)入模具起至模腔被充滿為止的一段時間（t0t1） 。一般為210秒鐘。 壓力變化壓力變化：熔體充模前，模內(nèi)無壓力，隨充模進(jìn)行直到充滿模腔，壓力增至最大Po。 溫度變化溫度變化：隨充模進(jìn)行，物料和模具溫度稍有升高。 原因原因：由于高速流動，摩擦升熱而引起。充模流動分析 熔體以層流規(guī)律流動熔體以層流規(guī)律流動 料流初進(jìn)入模腔時，熔體前端呈圓弧形。 原因原因：模內(nèi)兩壁溫度低，中心處

23、粘度小，流動阻力小，流速大。 時間溫度熔體溫度模具溫度 模腔兩壁充滿后模腔兩壁充滿后，逐漸由前端圓弧形過渡為直線形。 原因原因：由于料流前端與空氣接觸，界面上熔體冷卻，前端的弧形成為粘度較高的熔體膜，流速減小，直至過渡到所有點流速都基本相等。 作為熔體主流作為熔體主流，前端呈直線形向前流動，直至充滿模腔。 充模過程中的射流（噴射） 當(dāng)澆口深度比制品厚度小的多時，如點澆口，容易出現(xiàn)熔體在模腔內(nèi)的一股單獨的連續(xù)射流; 射流使制品產(chǎn)生表面缺陷，質(zhì)量降低(充模不足等); 降低注射速度，提高熔體和模具溫度，可防止射流。 保壓保壓：模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞或螺桿，迫使?jié)部诨驀娮旄浇娜?/p>

24、體不斷補充入模中（補縮），使模腔中塑料能形成形狀完整而致密的制品。 保壓時間：保壓時間：自熔體充滿模腔起至螺桿開始后退為止的一段時間。 t1t2，20120秒，也有15分鐘的。 主要作用主要作用： A壓實塑料壓實塑料（提高密度，提高強度）; B使塑料緊密貼模使塑料緊密貼模，制品尺寸精確; C熱料補縮熱料補縮; 原因原因：溫度，熔體冷卻時產(chǎn)生收縮，易出現(xiàn)縮孔，凹陷等缺陷。在壓力作用下，使熔體不斷充模，進(jìn)行補料。表面凹陷和內(nèi)部縮孔等。 D防止熔體倒流防止熔體倒流（模內(nèi)壓力高于外部壓力時）。 分子取向分子取向： 是形成分子取向的主要階段是形成分子取向的主要階段。 原因：原因：由于保壓期間熔體仍在流動

25、，而溫度不斷降低，分子流動取向易被凍結(jié)。保壓時間越長，分子取向程度越大。（澆口凍結(jié)除外） 倒流：自螺桿后退起，至澆口被凍結(jié)為止（自螺桿后退起，至澆口被凍結(jié)為止（t2t3）。 壓力變化：由Po降至PS; 物料由模腔向外流動; 該階段分子取向程度?。ǖ沽鞑暗姆秶苄。? 倒流易使制品產(chǎn)生縮孔、凹陷、收縮、尺寸不穩(wěn)定。 減小倒流的主要措施： A采用小澆口（點澆口、扁平澆口）; B延長保壓時間（保證在保壓時間內(nèi)，使?jié)部趦鼋Y(jié)）; 澆口凍結(jié)后冷卻階段：澆口凍結(jié)后冷卻階段：指澆口處塑料完全凍結(jié)至制品取出為止。t3t4，一般為30120秒。 主要作用主要作用：使制品冷卻定型，防止脫模時扭曲變形。 壓力變化壓

26、力變化：由 PS降至Pr，主要是由于冷卻收縮所至。 殘余壓力殘余壓力： 模內(nèi)壓力與外界壓力之差稱為殘余壓力，常用Pr表示。 APr0時時，模內(nèi)壓力為正數(shù)，會造成脫模困難。 原因原因：制品冷卻收縮，必然對芯模有壓力作用，因此脫模時制品易掛傷，變形。 BPr=0時時，內(nèi)外壓力平衡，脫模順利，制品質(zhì)量高； CPrP螺螺。 原因原因：在柱塞式注射機中流動阻力大，壓力損失大。 注射壓力與機臺規(guī)格無關(guān)注射壓力與機臺規(guī)格無關(guān)。 但一般來說，同一模具，大機臺上比小機臺上質(zhì)量好 A大機臺容量大大機臺容量大，受熱時間長，塑化充分，色料分散好。 B大機臺鎖模力大，大機臺鎖模力大，可將注射壓力調(diào)的較高而又不飛邊?？梢?/p>

27、壓力偏高而獲得質(zhì)量高的制品。如表面光滑，光澤好，無收縮凹陷，尺寸準(zhǔn)確。 塑料熔體粘度高，摩擦系數(shù)大，塑料熔體粘度高，摩擦系數(shù)大，Tg高，注射壓力應(yīng)高高，注射壓力應(yīng)高。 PC（100140MPa），聚砜、聚苯醚（140-170MPa), 高精度制品（230-250 MPa）的注射壓力大； 但也應(yīng)根據(jù)其流變性能的不同而采取不同措施。 如ABS的高，但它不像PC的對溫度敏感，則應(yīng)采取較高注射壓力。 PP、PE等等一旦達(dá)到Tm，粘度適宜，應(yīng)取低壓注射（35-55 MPa）。 成型大制品成型大制品，形狀復(fù)雜、薄壁長流程、帶嵌件制品，注射壓力應(yīng)高。 原因原因：冷卻快，料流方向變化大，流道截面小，流動阻力大

28、，壓力損失大。 加填料和增強材料時加填料和增強材料時，壓力應(yīng)高。 加增塑劑和潤滑劑時加增塑劑和潤滑劑時，壓力應(yīng)低。 料溫和模溫高時料溫和模溫高時，注射壓力應(yīng)低。 注射壓力對性能的影響注射壓力對性能的影響： 注射壓力提高注射壓力提高 塑料流動性、充模速度、 熔結(jié)強度、密度提高，取向度、 結(jié)晶度等也有提高。 注射壓力過高時注射壓力過高時 脫模困難，光潔度下降， 內(nèi)應(yīng)力增加，飛邊增加，機器磨 損大。 注射壓力對塑料某些成型性能的影響注射壓力對塑料某些成型性能的影響 保壓壓力保壓壓力：保壓階段，柱塞或螺桿前端的熔體所受到的壓力，一般比注射壓力低0.6-0.8MPa,或不變。 1作用作用：（1）壓實；（

29、2）緊密貼模；（3）防止倒流；（4）熱料補縮。 2對結(jié)構(gòu)與性能的影響對結(jié)構(gòu)與性能的影響： 提高保壓壓力提高保壓壓力，壓實補縮作用大，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率小，取向度高，結(jié)晶度增大，強度高，斷裂伸長率增加。 保壓壓力太高時保壓壓力太高時，脫模困難，內(nèi)應(yīng)力增大，制品變形、翹曲并開（龜）裂，產(chǎn)生冷料亮斑。 降低保壓壓力降低保壓壓力，壓實補縮作用小，出現(xiàn)縮孔，凹陷，收縮率增大，取向度下降，結(jié)晶度下降，強度下降，尺寸穩(wěn)定性差。 確定保壓壓力的主要原則：確定保壓壓力的主要原則： 厚制品保壓壓力高，薄制品保壓壓力低。 大制品保壓壓力高， 塑料壓縮率大，保壓壓力應(yīng)高。 P保(柱) P保(螺) 時間（成型周期）時

30、間（成型周期） 充模時間（柱塞或螺桿前移時間） 注射+保壓時間 保壓時間（柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置時間） 成型周期 閉模冷卻時間： 螺桿旋轉(zhuǎn)后退 其它時間：開模，閉模，涂脫模劑，安裝嵌件等。 注射注射+保壓時間保壓時間 注射時間注射時間 保壓時間（保壓時間（20120秒）：秒）： . 對性能影響對性能影響 縮短保壓時間，凝封壓力低，制品易出現(xiàn)凹陷、氣泡、收縮，尺寸穩(wěn)定性差，取向度，內(nèi)在性能。 延長保壓時間，凝封壓力，取向度提高，內(nèi)在性能和表面性能提高。 保壓時間過長，內(nèi)應(yīng)力，制品收縮過小而脫模困難。 保壓時間的確定保壓時間的確定（制品尺寸、形狀，塑料性能，料溫，模溫，主流道，澆口等） 厚制品保

31、壓時間長，薄制品保壓時間短; 料溫和模溫高，保壓時間長; 塑料收縮率高，保壓時間長; 主流道、分流道、澆口等截面尺寸大，保壓時間長。 注射速度和注射速率注射速度和注射速率 注射速度注射速度：注射時，單位時間內(nèi)柱塞或螺桿向前移動的距離： V注=S/t注 （mm/sec） 注射速率注射速率：注射時，單位時間內(nèi)向模腔內(nèi)注射的熔體容量： Q=Q注/t注 （cm3/sec） 注射速度對成型性能有顯著的影響 (實際注射成型時，要分多段注射，注射機上一般都有多段速率設(shè)置功能) 注射速率與制品質(zhì)量的關(guān)系注射速率與制品質(zhì)量的關(guān)系 低速注射時低速注射時，熔體以層流形式注入模腔內(nèi)，排氣順利，質(zhì)量均勻，尺寸穩(wěn)定，波動

32、小。因剪切速率降低，所以內(nèi)應(yīng)力小且分布均勻，有助于克服凹陷和縮孔。 注射速率太小時注射速率太小時,注射時間延長,先進(jìn)入模內(nèi)的熔體溫度,后進(jìn)入的熔體則受到較大阻力,因此需要壓力高,否則易出現(xiàn)出模不滿; 因壓力高，剪切速率大,分子取向,各向異性大,尺寸穩(wěn)定性差，而易出現(xiàn)分層和熔結(jié)痕,內(nèi)在性能和表面性能降低。 高速注射時高速注射時,物料在澆注系統(tǒng)、模腔內(nèi)流速增加。由于物料受到強烈的剪切作用，T，流程，熔結(jié)強度，光澤，減小了熔結(jié)痕和分層現(xiàn)象，收縮凹陷減小，顏色均勻一致。 充模過快時充模過快時，易出現(xiàn)湍流（射流），將大量空氣帶入模內(nèi)；由于模底先被熔體充滿，排氣口被堵死，這種高溫、高壓氣體會使塑料燒傷、分

33、解，制品內(nèi)應(yīng)力增大，表面有裂紋，脫模困難，澆口附近出現(xiàn)云霧斑紋，透明制品會變得不透明。 慢速注射(a)和高速注射(b)時熔體充模時的兩種極端情況示意 注射速度（注射速率）對某些成型性能的影響注射速度（注射速率）對某些成型性能的影響 注射速度，熔體流動長度,充模壓力,熔結(jié)強度； 注射速度，表面質(zhì)量，內(nèi)應(yīng)力。 注射速度的確定原則注射速度的確定原則 熔體粘度高，Tg高的塑料，注射速度應(yīng)高； 薄壁長流程制品，注射速度應(yīng)高； 流道長，澆口小，制品形狀復(fù)雜，高速高壓注射。注射速度對某些性能的影響高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料) 4 4 熱固性塑料的注射模塑和傳遞模塑熱固性塑料的注射模塑和傳遞模塑

34、 熱固性塑料的傳統(tǒng)成型方法是壓縮模塑，但是它熱固性塑料的傳統(tǒng)成型方法是壓縮模塑，但是它有如下幾個缺點：不能加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚變化的制有如下幾個缺點：不能加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚變化的制品；不宜加工帶嵌件的制品；制品的尺寸精度差；成品；不宜加工帶嵌件的制品；制品的尺寸精度差；成型周期長，為了克服以上缺點，型周期長，為了克服以上缺點， 熱固性塑料的熱固性塑料的注射成注射成型型和和傳遞模塑傳遞模塑方法出現(xiàn)了方法出現(xiàn)了. 4.1 4.1 熱固性塑料注射模塑熱固性塑料注射模塑 （1）特點：）特點： 成型時必須嚴(yán)格控制溫度； 恒溫水控溫，溫差1C。 溫度低，流動性很差；溫度高，發(fā)生硬化（交聯(lián)），流動性降低。 模

35、內(nèi)有交聯(lián)反應(yīng)，析出小分子，設(shè)備應(yīng)能滿足排氣操作要求； 料筒內(nèi)不能停留時間過長，否則易交聯(lián)硬化； 注射壓力和鎖模力比熱塑性塑料大。（2）對原料的要求）對原料的要求： 流動性要高； 在8095 ，保持流動狀態(tài)大于10分鐘； 在7580 ，保持流動狀態(tài)大于1小時。 （3）注射機的特征：）注射機的特征： 長徑比1420 （偏大些好） ； 壓縮比較?。?.81.4,否則易在料筒內(nèi)硬化； 螺槽較深，原因：剪切作用 ，摩擦熱 ，防止過早硬化； 螺桿頭部為錐形（減少剩料）； 螺桿中心應(yīng)有通水冷卻孔； 螺桿光潔度要高； 直通式噴嘴，孔口直徑較?。ū阌谇謇恚?； 模具型腔淬火后的硬度能達(dá)到HRC50以上。 （4）

36、成型工藝）成型工藝： 溫度控制是關(guān)鍵。 酚醛塑料：3070；7595 ；噴嘴85100 ；通過噴嘴100130 。 螺桿轉(zhuǎn)速和背壓要小，n50轉(zhuǎn)/分 背壓，硬化，不利于充模。 模溫很重要模溫很重要 模溫低時，硬化時間長，效率，物理機械性能； 模溫高時，硬化快，情況與（ ）相反； 但也不能太高，否則硬化太快，小分子不易排出，制品疏松，起泡，顏色發(fā)暗； 注射壓力：注射壓力：100170MPa。 注射速度：注射速度： 注射速度快，硬化時間 ，效率 。 注射速度過快，卷入空氣，氣孔，質(zhì)量。 一般注射時間2-10秒，保壓時間5-20秒，硬化時間15-100秒， 成型周期45-120秒。 （ 5）主要優(yōu)點

37、：）主要優(yōu)點： 成型周期短，生產(chǎn)過程簡化，效率提高10-20倍； 制品后加工少，勞動條件改善； 自動化程度高； 質(zhì)量穩(wěn)定，可大批生產(chǎn)。 4.2 4.2 傳遞模塑傳遞模塑 定義:將預(yù)熱過的熱固性塑料錠放在加熱室內(nèi)加熱，然后在壓力下使其通過澆口、分流道等而進(jìn)入加熱的閉合模內(nèi)，經(jīng)硬化后脫模即得制品。 主要方法主要方法： 活板式 罐式 柱塞式 優(yōu)點：優(yōu)點： 制品廢料少，減少后加工量； 能模塑帶有精細(xì)或易碎嵌件和穿孔制品，能保持嵌件與孔眼位置正確； 性能均勻，尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)量； 塑模磨損小。 缺點缺點： 塑模成本比壓制模高； 塑料損耗增多； 壓制纖維狀填料時，各向異性大； 嵌件周圍而熔接不牢而強度降低；

38、一般溫度偏低，壓力要求較高，1380MPa。高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料)5 5 反應(yīng)注射成型反應(yīng)注射成型 將兩種高化學(xué)活性的低分子量的液體原料，在高將兩種高化學(xué)活性的低分子量的液體原料，在高壓（壓（1420MPa）下撞擊混合，然后注入密閉的模）下撞擊混合，然后注入密閉的模具內(nèi)，通過聚合、交聯(lián)、固化等化學(xué)反應(yīng)并形成制品具內(nèi)，通過聚合、交聯(lián)、固化等化學(xué)反應(yīng)并形成制品的一個過程。的一個過程。（1）反應(yīng)注射成型的設(shè)備對設(shè)備要求：精確控制各組分的流量和配比；能夠快速加熱或冷卻；兩組分能夠在混合頭內(nèi)得到充分混合，并在注入模腔后具有自動清理功能；保證兩組分同時進(jìn)入模腔，不允許某一成分超前或滯后

39、；保證料流以層流的方式流動；注入后要保證較快的固化速率。工作原理：通過兩組分的比例控制，使之均勻混合及注入模腔。設(shè)備的主要組成：儲料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和混合系統(tǒng)（1）特點 原料黏度低、流動性好、易于輸送、混合均勻、原料配方靈活、充模壓力低僅為常規(guī)注射成型的1/5或1/10。調(diào)整組分比可得到不同性能的制品；反應(yīng)速度快、生產(chǎn)周期短；需要模具及夾具數(shù)量少，設(shè)備投資少，適宜生產(chǎn)大型及形狀復(fù)雜的制品。（2）工藝流程組分A組分B混合碰撞注射充模聚合交聯(lián)固化后處理制品高壓機械能放熱吸熱（4）工藝控制要點為了防止在成型前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩種原料應(yīng)獨立貯存；撞擊混合的質(zhì)量和與雷諾數(shù)（Re）密切相關(guān)，當(dāng)Re200,液體

40、黏度為1Pas以下時，可使高反應(yīng)體系達(dá)到混合要求；要實現(xiàn)高速充模，熔體黏度不能太高也不能太低；高分子材料專業(yè) 高分子成型加工技術(shù)(塑料)6 6 其它注射成型其它注射成型 6.1 排氣式注射成型排氣式注射成型 6.2 結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型 6.3 流動注射成型流動注射成型 6.4無分流道贅物注射成型無分流道贅物注射成型 6.5 共注射成型共注射成型 6.6 氣（水）體輔助注射成型氣（水）體輔助注射成型 6.7 動態(tài)保壓注射成型動態(tài)保壓注射成型 6.1 排氣式注射成型排氣式注射成型 為解決吸濕性材料注射成型過程可能導(dǎo)致的質(zhì)量為解決吸濕性材料注射成型過程可能導(dǎo)致的質(zhì)量問題，在常規(guī)注射機上

41、的機筒上增設(shè)排氣孔和真空裝問題，在常規(guī)注射機上的機筒上增設(shè)排氣孔和真空裝置，這樣排氣注射機就形成了。它有如下特點：機置，這樣排氣注射機就形成了。它有如下特點：機筒中部開設(shè)有排氣孔，并與真空系統(tǒng)相連；由于注筒中部開設(shè)有排氣孔，并與真空系統(tǒng)相連；由于注射機的螺桿不僅要轉(zhuǎn)動而且要軸向運動，因此它的排射機的螺桿不僅要轉(zhuǎn)動而且要軸向運動，因此它的排氣段的長度要比擠出機里的排氣段要長。氣段的長度要比擠出機里的排氣段要長。6.2 結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型 結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料是指密度在結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料是指密度在1060kg/m3之間的發(fā)泡之間的發(fā)泡材料。結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑制品的表面呈封閉致密的表層，而材料。結(jié)構(gòu)發(fā)泡注

42、塑制品的表面呈封閉致密的表層，而芯層呈微孔泡沫結(jié)構(gòu)，例如和饅頭結(jié)構(gòu)非常相似。適于芯層呈微孔泡沫結(jié)構(gòu)，例如和饅頭結(jié)構(gòu)非常相似。適于結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射的材料很多，如結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射的材料很多，如PP、PE、PA、PC等，其等，其發(fā)泡方式多采用化學(xué)發(fā)泡，即使用化學(xué)發(fā)泡劑。其成型發(fā)泡方式多采用化學(xué)發(fā)泡，即使用化學(xué)發(fā)泡劑。其成型過程如下：發(fā)泡劑和熱塑性塑料一起在料筒內(nèi)塑化混合，過程如下：發(fā)泡劑和熱塑性塑料一起在料筒內(nèi)塑化混合，在溫度和剪切的作用下，發(fā)泡劑分解并釋放出的氣體滲透在溫度和剪切的作用下，發(fā)泡劑分解并釋放出的氣體滲透到塑料熔體中，并建立較高的熔體壓力。注射時發(fā)泡劑到塑料熔體中，并建立較高的熔體壓力。注射時

43、發(fā)泡劑釋放的氣體在型腔里使熔體迅速膨脹，并把物料迅速充釋放的氣體在型腔里使熔體迅速膨脹，并把物料迅速充滿型腔，經(jīng)固化定型而形成制品；滿型腔，經(jīng)固化定型而形成制品； 發(fā)泡注射成型又有新的進(jìn)展，如微孔發(fā)泡注射成型發(fā)泡注射成型又有新的進(jìn)展，如微孔發(fā)泡注射成型。微孔注塑是一種近幾年才成功誕生的高新技術(shù)，其注射壓力可比傳統(tǒng)注塑的降低48%, 鎖模力降低高達(dá)80%，并可縮短成型周期。微孔注塑制件具有優(yōu)良的沖擊性能和絕熱性能、高的強度/質(zhì)量比和尺寸精度以及低的翹曲等。目前，微孔注塑尚存在著很多難題需要解決，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)都被微孔注塑尚存在著很多難題需要解決，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)都被國外公司專利保護(hù)或嚴(yán)格保密國外公

44、司專利保護(hù)或嚴(yán)格保密。 經(jīng)過幾年的技術(shù)攻關(guān)，國內(nèi)也研制成功超臨界流體輔助微孔注塑成套設(shè)備。其創(chuàng)新性創(chuàng)新性在于把超臨界流體計量和輸送裝置與混煉型自鎖式噴嘴組件相結(jié)合，使超臨界流體均勻地注入聚合物熔體。熔體溫度： 165 170 175 熔體溫度： 180 190 200 注射速度： 35% 55%芯部整體注射速度的提高使熔體經(jīng)過噴嘴時的壓力降和壓力降速率得到了提高，增加了熔體的成核速率，最終提高了制品的泡孔密度，降低了泡孔直徑。 165175氣體含量： 0.6 mL 1 mL 1.4 mL 6.3 流動注射成型流動注射成型 一般而言，制品的質(zhì)量不能超過注射機的最大注射量，為了保證塑化均勻和制品的

45、質(zhì)量，減少流道贅物的質(zhì)量，而把擠出和注射相結(jié)合的一種注射方法即流動注射成型。其原理是螺桿的快速轉(zhuǎn)動把物料擠入型腔，充模結(jié)束后螺桿停止轉(zhuǎn)動，依靠軸向壓力使熔體在適當(dāng)?shù)膲毫ο卤３忠欢螘r間。其特點是塑化的物料不是儲存在料筒內(nèi)，而是不斷擠入型腔中；由于物料在料筒內(nèi)停留時間短，適宜加工熱敏性塑料；流動速率小，制品的內(nèi)應(yīng)力小。6.4 無分流道贅物注射成型無分流道贅物注射成型 常規(guī)注射成型的流道和分流道在制品頂出后會有流道贅物出現(xiàn)，浪費塑化能量和生產(chǎn)成本。保持流道內(nèi)物料一直處于熔融狀態(tài)是解決此類問題的一個有效辦法，即熱流道（熱塑性）技術(shù)。其方法主要有三： 熱流道模具，主要使流道封閉加熱，使熔體一直處于流動狀

46、態(tài)； 絕熱熱流道模具，流道采用絕熱材料，主要依靠熔體自身的熱量來保持流道內(nèi)物料處于熔融狀態(tài)； 帶加熱探針的絕熱流道，其原理和熱流道同。6.5 共注射成型共注射成型 是指用兩個或兩個以上注射單元的注射機，將不同品種或不同顏色的物料同時或先后注入到型腔中的一種成型方法。此方法可以生產(chǎn)多種色彩或材料復(fù)合的制品，也是聚合物回收聚合物回收的一個重要方法的一個重要方法。6.6 氣（水）輔助注射成型技術(shù)氣（水）輔助注射成型技術(shù) 節(jié)省原料節(jié)省原料 減小合模力減小合模力 縮短冷卻時間縮短冷卻時間 防止制品縮痕防止制品縮痕 減少制品內(nèi)應(yīng)力減少制品內(nèi)應(yīng)力 減少或消除制品翹曲減少或消除制品翹曲 提高制品表面性能提高制

47、品表面性能 提高生產(chǎn)效率提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本6.6 氣（水）輔助注射成型技術(shù)氣（水）輔助注射成型技術(shù)熔體回流法活動型芯法 水輔助注塑技術(shù)水輔助注塑技術(shù)（Water Assisted Injection Molding 簡稱簡稱WAIM）是一種新型的中空成型方法，是一種新型的中空成型方法，是在是在GAIM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, WAIM與與GAIM的的原理基本相似。原理基本相似。 WAIM技術(shù)除了可以減少或消除翹曲、避免技術(shù)除了可以減少或消除翹曲、避免凹痕、節(jié)省原料、降低制品內(nèi)應(yīng)力、減小鎖模力外，凹痕、節(jié)省原料、降低制品內(nèi)應(yīng)力、減小鎖模力外，可以生產(chǎn)壁厚更薄、更均勻，內(nèi)表面較光滑的制件可以生產(chǎn)壁厚更薄、更均勻，內(nèi)表面較光滑的制件（GAIM很難達(dá)到）。很難達(dá)到）。R. Protte, et al. SPE ANTEC Proc., 2003, 404 對于管狀制品的初步研究表明對于管狀制品的初步研究表明, 采用采用WAIM可得到較薄可得到較薄的壁厚。這是由于在水前鋒的熔體冷卻后，黏度增加的壁厚。這是由于在水前鋒的熔體冷卻后，黏度增加, 形成一形成一種高黏度的膜；與種高黏度的膜；與GAIM比較比較, 膜的位移勢能較大膜的位移勢能較大, 可使較多可使較多的材料沿流動方向移動的材料沿流