精密注塑成型對(duì)注塑機(jī)的要求

精密注塑機(jī)指的是適于成型生產(chǎn)精密塑膠制品的成型機(jī)械設(shè)備。對(duì)于一臺(tái)精密注塑機(jī)，又該如何去衡量或判斷呢？

通常精密注塑機(jī)有兩個(gè)指標(biāo)：一是制品尺寸的重復(fù)偏差；另一個(gè)是制品的重復(fù)重量偏差。前者由于尺寸大小和制品厚薄不同難以比較；而后者代表了注塑機(jī)的綜合水平。一般普通注塑機(jī)的重量重復(fù)誤差在1%左右，較好的機(jī)器可達(dá)到0.8%，低于0.5%為精密機(jī)，小于0.3%為超精密機(jī)。如前所述，精密注塑機(jī)要求制品尺寸精度一般在0.01～0.001mm以內(nèi)。許多精密注塑還要求注塑機(jī)具有：①高的注射壓力、高的注射速度；

②合模系統(tǒng)具有足夠大的剛性和鎖模精度。所謂鎖模精度是指合模力的均勻性、可調(diào)、穩(wěn)定和重復(fù)性高，開合模位置精度高；③對(duì)壓力、流量、溫度、計(jì)量等都能控制精確到相應(yīng)的精度，可采用多級(jí)注射，保證成型工藝的再現(xiàn)和制品的重復(fù)精度等。精密注塑成型對(duì)注塑機(jī)有哪些要求？

1、技術(shù)參數(shù)方面的特點(diǎn)：①注射壓力：

普通注塑機(jī)：147～177Mpa；精密注塑機(jī)：216～243Mpa；超高壓注塑機(jī)：243MPa以上，通常在243～392MPa之間。

精密注塑機(jī)可實(shí)現(xiàn)高壓成型的好處是：A、提高精密制品的精度和質(zhì)量。

注射壓力對(duì)制品成型收縮率有最明顯的影響，當(dāng)注射壓力達(dá)到392MPa時(shí)，制品成型收縮率幾乎為零。而這時(shí)制品的精度只受模具控制或環(huán)境的影響。實(shí)驗(yàn)證明：注射壓力從98～392MPa，制件的機(jī)械強(qiáng)度可提高3～33%。B、可減小精密制品的壁厚和提高成型長(zhǎng)度。

以PC為例，普通機(jī)注射壓力177Mpa，可成型0.8mm壁厚的制品，而精密機(jī)注射壓力在392MPa時(shí)可成型厚度在0.45mm以上的制品。超高壓注射機(jī)可獲得流長(zhǎng)比更大的制品。C、提高注射壓力可充分發(fā)渾注射速率的功效。

為達(dá)到額定注射速率，有兩種方式：一是提高系統(tǒng)最高注射壓力；二是改造注射裝置或注射系統(tǒng)參數(shù)，包括螺桿參數(shù)；②射膠速度：

精密注射機(jī)的注射速度要求高。精密液壓式注塑機(jī)的注射速度要求到達(dá)200mm/s以上，全電動(dòng)式注塑機(jī)的注射速度可達(dá)到300mm/以上。

2、精密注射機(jī)在控制方面的特點(diǎn)：

①對(duì)注塑成型參數(shù)的重復(fù)精度（再現(xiàn)性）要求高，宜采用多級(jí)注射反饋控制。

1、多級(jí)位置控制；2、多級(jí)速度控制；3、多級(jí)保壓控制；4、多級(jí)背壓控制；5、多級(jí)螺桿轉(zhuǎn)速控制。

位移傳感器的精度至少要求達(dá)到0.1mm，這樣可以嚴(yán)格控制計(jì)量行程，注射行程以及余料墊的厚度（射出監(jiān)控點(diǎn)）。保證每次注射量準(zhǔn)確，提高制品成型精度。

②料筒及噴嘴溫度控制要精確

溫控系統(tǒng)升溫加熱時(shí)超調(diào)量要小，溫度的波動(dòng)要小。精密注塑采用PID比例、積分、微分溫度控制，使溫度精確度±1℃之間，超精密注塑機(jī)的溫度控制精度達(dá)±0.1℃，溫度偏差可穩(wěn)定控制在±0.2℃之間。

③注塑機(jī)液壓油的溫度需要控制

注塑機(jī)油溫的變化導(dǎo)致注射壓力的波動(dòng)，必須對(duì)液壓油采用冷卻裝置，把油溫穩(wěn)定在50～55℃為宜。

④對(duì)模具溫度要求控制

模具溫度對(duì)制件的后期熱收縮有相當(dāng)大的影響，也會(huì)影響制件的表觀質(zhì)量和結(jié)晶度，還會(huì)影響制件的力學(xué)性能。若冷卻時(shí)間相同，模具型腔溫度低的制品的厚度，要比溫度高的制品的厚度尺寸大。

3、精密注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)①油路系統(tǒng)需要采用比例壓力閥、比例流量閥或閉環(huán)變量泵系統(tǒng)。

注塑機(jī)液壓系統(tǒng)需要采用比例壓力閥、比例流量閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同的工作壓力和流量。無(wú)論是定量泵液壓系統(tǒng)，還是變量泵液壓系統(tǒng)，都存在比例閥，以控制油泵輸出的工作壓力和工作流量，并實(shí)現(xiàn)比例線性調(diào)整。

②在直壓式合模機(jī)構(gòu)中，把合模部分油路和注射部分油路分開。

這種要求針對(duì)直壓式注塑機(jī)而言的，因?yàn)橹眽菏阶⑺軝C(jī)是在合模起高壓后的瞬間，開始注射熔體，填充模具型腔。與此同時(shí)，必須有油液充填合模油缸，形成合模高壓力。否則中板會(huì)因受到充填壓力和脹模力的作用而后退，這是不允許發(fā)生的。這就要求合模油路和注射油路分離，否則會(huì)發(fā)生因油液同時(shí)充填合模油缸和注射油缸而發(fā)生油泵過(guò)載問(wèn)題，并且會(huì)影響注射速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

③由于精密注塑機(jī)具有高速性，為此必須強(qiáng)調(diào)液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

精密注塑多數(shù)是在高射壓和高射速的情況下完成的（連接器或手機(jī)按鍵），充填時(shí)間非常短，一般只有零點(diǎn)幾秒，這要求系統(tǒng)具備高應(yīng)答性能，否則出現(xiàn)響應(yīng)遲滯現(xiàn)象，最終導(dǎo)致系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的要求偏差較大，成型工藝調(diào)試?yán)щy，生產(chǎn)中也會(huì)直接影響制件的尺寸或重量穩(wěn)定性。

注塑機(jī)的高應(yīng)答性取決于控制器的掃描時(shí)間、油泵的響應(yīng)時(shí)間、油閥的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于加裝伺服閥的液壓系統(tǒng)，在響應(yīng)方面和重復(fù)精度方面就有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。

對(duì)于變量泵注塑機(jī)，因?yàn)橛捅玫膲毫土髁枯敵?，是通過(guò)油泵斜盤擺角調(diào)整的，因此具備高響應(yīng)性與高應(yīng)答性，油泵的重復(fù)精度可達(dá)到0.2%以下。

④精密注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)，要充分體現(xiàn)機(jī)—電—液—儀一體化工程。

當(dāng)前注塑機(jī)普遍采用全電腦控制，功能逐漸完善，具備“人機(jī)對(duì)話”、故障自診斷、成型狀態(tài)監(jiān)控、SPC品質(zhì)監(jiān)測(cè)等智能化功能。注塑機(jī)液壓系統(tǒng)是注塑機(jī)各動(dòng)作發(fā)生的動(dòng)力部件，控制器是液壓系統(tǒng)管控中心，各類儀表是機(jī)臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)的輔助監(jiān)控部分。注塑機(jī)其實(shí)是機(jī)、電、液、儀有機(jī)結(jié)合的智能體。

4、精密注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）由于精密注射機(jī)注射壓力高。這就要求合模系統(tǒng)的剛度高。動(dòng)、定模板的平行度控制在0.08～0.10mm的范圍內(nèi)。

（2）要求對(duì)低壓模具的保護(hù)及合模力大小精度的控制。因?yàn)楹夏ＡΦ拇笮∫绊懩＞咦冃蔚某潭?，最終要影響到制件的尺寸公差。

（3）啟、閉模速度要快，一般在60mm/s左右。

（4）塑化部件：螺桿、螺桿頭、止逆環(huán)、料筒等，要設(shè)計(jì)成塑化能力強(qiáng)，均化程度好、注射效率高的結(jié)構(gòu)形式；螺桿驅(qū)動(dòng)扭矩要大，并能無(wú)級(jí)變速。

注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)精密注塑的表現(xiàn)

如前已述，注塑制品已應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，廣泛地用來(lái)代替精密度高的金屬零件，由此對(duì)注塑件的尺寸精度、質(zhì)量精度、表觀質(zhì)量和力學(xué)性能等提出了嚴(yán)格的要求。與此同時(shí)，對(duì)影響注塑制品質(zhì)量的工藝因素也提出了更高的要求。

注塑機(jī)對(duì)制品控制的理想狀態(tài)就是希望能直接控制制品尺寸、質(zhì)量、表觀質(zhì)量、力學(xué)性能的變量為反饋信號(hào)進(jìn)行反饋控制。但是就目前來(lái)說(shuō)，將這些非電量直接測(cè)量并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)還沒(méi)解決，因此只能通過(guò)控制影響上述制品質(zhì)量的注塑機(jī)可控制變量來(lái)解決，主要有：

（1）螺桿熔料筒各段溫度，非周期性信號(hào)，一般至少選用4段加熱；

（2）液壓油溫，非周期性信號(hào)，用常規(guī)熱電偶檢測(cè)；

（3）螺桿預(yù)塑位移，用位移電子尺檢測(cè)周期性信號(hào)，由此引出速度信號(hào)；

（4）注射系統(tǒng)壓力，用應(yīng)變傳感器安裝在注射油缸上，檢測(cè)周期性信號(hào)，測(cè)定注射壓力、