21注射成型原理和工艺过程

目的和要求：1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择；2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。重点难点：难点：工艺条件与各个因素之间的关系重点：成型时间成型温度成型压力2.1注射成型原理和工艺过程注射成型又称注塑成型。到目前为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑件。注射成型不但用于热塑性塑料的成型，而且已成功应用于热固性塑料的成型。注射成型塑件注射模目录注射成型原理和特点注射成型工艺过程注射成型的工艺条件2.1.1注射成型原理和特点将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注人闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。1.注射成型原理柱塞式注射机注射成型螺杆式注射机注射成型一、注射成型原理螺杆式注射机注射成型工作循环图：1-料斗2-螺杆转动传动装置3-注射液压缸4-螺杆5-加热器6-喷嘴7-模具2.注射成型特点注射成型的生产周期短，生产率高，采用注射成型可以生产形状复杂，尺寸要求高及带有各种嵌件的塑件，这是其它塑料成型方法都难以达到的；其次，注射成型在生产过程容易实现自动化，如注射、脱模、切除浇口等操作过程都可实现自动化，因而注射成型得到了广泛的应用。优点：成型周期短、生产效率高、易实现自动化能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件产品质量稳定适应范围广缺点：注塑设备价格较高；注塑模具结构复杂，且生产成本高；生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批量的塑件生产。加料塑化充模保压倒流冷却脱模成型前的准备注塑过程塑件的后处理注射成型工艺退火处理调湿处理原料外观检验及工艺性能测定塑料预热和干燥料筒清洗嵌件预热脱模剂的选用2.2.2注射成型工艺过程注射1.成型前准备(1)原来材料的检验与预处理a.原料的检验：一是所用材料是否正确，二是外观检验，三是物理工艺性能检验b.原材料的预处理：粉状混炼、造粒；着色；进行干燥处理；微电脑型料斗干燥机箱式干燥机（2）料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。此外，嵌件预热、脱模剂的选用。2、注射过程注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个阶段。加料将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。塑化通过注射机加热装置的加热，使得螺杆中的塑料原料熔融，成为具有良好的可塑性的塑料熔体。注射塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔。注射加料（1）加料：原料为粉状或粒状2.注射过程（2）塑化在规定时间内塑化出足够数量的熔融塑料；塑料熔体进入模具型腔前应达到规定的成型温度；熔体各点温度应均匀，避免局部过高或过低。（3）注射a.充模（完全充模）d.浇口冻结后冷却在这一阶段，塑料继续冷却、硬化定型。e.脱模c.倒流阶段原因：浇口没有冷却、螺杆或柱塞后退时，型腔压力比浇注系统压力高。影响：增加塑件的收缩。b.保压/压实补充型腔中塑料收缩的需要，保持型腔压力不变。3.塑件后处理塑件后处理是为了消除内应力，防止塑件在使用过程中产生变形或开裂；根据塑料的特性和使用要求，塑件可进行退火处理和调湿处理。1)退火处理：一般控制在高于塑件使用温度10℃~20℃或低于塑料变形温度10℃~20℃。2)调湿处理：温度一般为100℃~120℃。3.注射成型工艺条件选择1.在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。（1）料筒温度：控制在粘流温度与分解温度之间；柱塞式注射机的料筒温度要比螺杆式注射机高一些；此外，料筒温度还与聚合物的分子质量及分子量分布、塑件及模具结构特点有关（2）喷嘴温度：应比料筒温度低一些，防止发生“流涎”现象。（3）模具温度模具温度对熔体的充模流动能力、塑件的冷却速度、成型后的塑件性能等有直接影响高黏度塑料，流动性差和充模能力弱，一般采用较高的模具温度。黏度较小、流动性好的塑料，可采用较低的模具温度壁厚大的制件，不宜采用较低的模具温度2.压力注射成型过程需要控制的压力有塑化压力、注射压力和保压压力。1）塑化压力：又称背压，是指采用螺杆式注射时，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。注意：对于热敏性塑料(聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等)塑化压力应低些，以防塑料过热分解。美国杜邦聚甲醛聚氯乙烯树脂塑化压力在保证塑件质量的前提下，一般不超过2MPa。聚乙烯原料聚乙烯绳注意：聚乙烯等热稳定性高的塑料，塑化压力高些不会有分解的危险。注意：对于一般性的工程塑料，其注射压力大都在40～130MPa范围内。2）注射压力：是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。其作用是：（1）克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力；（2）给予熔体一定的充满型腔的速率以及对熔体进行压实。柱塞式注射机因料筒内压力损失较大，故注射压力应比螺杆式注射机高；对壁薄、面积大、形状复杂及成型时熔体流程长的塑件，注射压力也高；模具结构简单、浇口尺寸较大的，注射压力可能较低；料筒温度高、模具温高的，注射压力也可以较低。3）保压压力型腔充满后，继续对模内熔料施加的压力称为保压压力。作用：使熔料在压力下固化，并在收缩时进行补缩，从而获得完整的塑件。保压压力太高，易产生溢料、溢边，增加塑件的应力。保压压力太低，会造成成型不足。注射时间总冷却时间充模时间（柱塞或螺杆前进时间）保压时间（柱塞或螺杆停留在前进位置时间）闭模冷却时间（柱塞后退或螺杆转动后退时间包括在此）其它时间（开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件和合模时间）成型周期3.时间/成型周期1）合模时间是指注射之前模具闭合的时间。2）注射时间是指从注射开始到充满模具型腔的时间。生产中，小型塑件注射时间一般为3s—5s，大型塑件注射时间可达几十秒。3）保压时间是指型腔充满后继续施加压力的时间，一般为20s~25s。特厚塑件可达5min~10min冷却时间的长短应以保证塑件脱模时不引起变形为原则，一般为30～120s。4）模内冷却时间1.模塑前准备及过程（填写工艺流程图）2.注射成型的工艺条件思考与练习：