4_塑料成型方法综述_注射成型

第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江河。——荀子第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型目的和要求：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3.1塑料注射成型工艺第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型塑料注射成型又称注塑成型。塑料注射成型大部分用于热塑性塑料成型，也用于部分热固性塑料成型加工。一、注射成型工艺第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型1、注射成型原理1）注射成型原理：将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在拄塞或螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经过冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型即可获得成型塑件。第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型加料塑化加压注射保压冷却脱模合模2）注射成型工作循环第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型在加料阶段，料斗中的物料进入料桶中。注射成型过程简介第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型料桶中的螺杆转动，使物料充分的塑化，同时向前移动。注射成型过程简介第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型料桶中的螺杆前进，使塑化的物料注射进模具型腔当中。注射成型过程简介第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型螺杆保持加压状态，使模具型腔中的塑料熔体在高压下冷却。注射成型过程简介第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型螺杆倒退，部分未凝固的塑料熔体会发生倒流，凝固的熔体逐渐冷却，成为塑件。注射成型过程简介第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型注射成型过程简介塑件冷却定型后，模具打开，塑件被脱模机构推出模具外。第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型加料塑化充模保压倒流冷却脱模成型前的准备注射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（不同塑料、不同颜色、有热分解）嵌件预热脱模剂的选用2.注射成型工艺过程(色泽、颗粒大小及均匀性)第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型(1)原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、粒度大小及均匀性、流动性（熔融指数、粘度）热稳定性及收缩率的检验。(2)塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解，影响塑料制件的外观和内在质量。物料干燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥；大批量生产，采用沸腾干燥或真空干燥。2.注射成型工艺过程1）成型前准备：第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型(3)料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。(4)嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降低嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质量。(5)脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌(聚酰胺除外)、液态石蜡（用于聚酰胺）和硅油（价格比较贵）。2.注射成型工艺过程1）成形前准备：第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型(1)加料将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。(2)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。(3)充模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。2.注射成型工艺过程2）注射过程：第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型(4)保压补缩从熔体充满型腔后，在注射机柱塞或螺杆推动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要，并且可以防止熔体倒流。(5)浇口冻结后的冷却经过一段时间使型腔内的熔融塑料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足够的刚度，不致产生翘曲或变形。(6)脱模塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模外。2.注射成型工艺过程2）注射过程：第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型后处理原因及作用：由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀；或由于金属嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免地存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂，因此，应该设法消除。3）塑件后处理2.注射成型工艺过程第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型将塑件在定温的加热液体介质（如热水、热油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种热处理工艺。温度：高于使用温度10°~15°或低于热变形温度10°~20°时间：与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每毫米约半小时计算。作用：消除塑件的内应力，稳定塑件尺寸，提高结晶度、稳定结晶结构，从而提高其弹性模量和硬度。（1）退火处理3）塑件后处理2.注射成型工艺过程第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型将刚脱模的塑件放入加热介质（如沸水、醋酸钾溶液）中，加快吸湿平衡速度的一种后处理方法。（主要用于吸湿性很强且又容易氧化的塑料，如PA）温度：100~121℃（热变形温度高时取上限，反之取下限）。时间：保温时间与塑件厚度有关，通常取2~9h。目的：消除残余应力；使制品尽快达到吸湿平衡，以防止在使用过程中发生尺寸变化。（2）调湿处理：3）塑件后处理2.注射成型工艺过程第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型3、注射成型的工艺参数温度压力时间料筒温度喷嘴温度模具温度—控制塑料的塑化和流动影响塑料的流动和冷却塑化压力（背压）注射压力重要参数第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型1）料筒温度料筒温度应在粘流温度Tf（或结晶型塑料的熔点Tm）和热分解温度Td之间。柱塞式料筒温度高于螺杆式料筒温度10～20℃。塑料特性：热敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间；增加玻璃纤维的热塑性塑料由于流动性差而要适当提高料筒温度。热固性塑料为防止熔体在料筒时发生早期硬化，料筒温度趋向取小值。3、注射成型的工艺参数温度第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型塑件及模具结构：对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件；形状复杂或带有嵌件的制件料筒温度也应高一些。料筒温度的分布，一般遵循前高后低的原则，即料筒后端温度最低，料筒前端温度最高。对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料热降解，可使料筒前段温度略低于中段1）料筒温度3、注射成型的工艺参数温度第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型判断料筒温度是否合适，可采用对空注射法观察或直接观察塑件质量的好坏。对空注射时，如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适；如果料流毛糙，有银丝或变色现象，则说明料温不合适。1）料筒温度3、注射成型的工艺参数温度第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型一般略低于料筒最高温度，以防止熔料在喷嘴处产生流涎现象。但不能过低，否则熔料在喷嘴处会出现早凝而将喷嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影响塑件的质量。2）喷嘴温度：3、注射成型的工艺参数温度第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型模具温度的高低决定于塑料的特性、塑件尺寸与结构、性能要求及其它工艺条件。模具温度↑，流动性↑，密度和结晶度↑，收缩率和生产率↓。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的；也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热达到平衡的方式来保持一定的温度；在特殊情况下，也可用电阻丝和电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。但无论怎样，对塑料熔体来说，都是冷却的过程。3）模具温度：3、注射成型的工艺参数温度第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔体在螺杆旋转后退时所受的压力。塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、色料的混合均匀并排出熔体中的气体。但塑化速率降低，延长成型周期。3、注射成型的工艺参数压力1)塑化压力（背压）第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。作用：注射时克服熔体流动充模过程中的流动阻力，使熔体具有一定的充模速率；保压时对熔体进行压实和防止倒流。大小：取决于注射机的类型、塑料的品种、模具结构、模具温度、塑件的壁厚及浇注系统的结构和尺寸等。2)注射压力：3、注射成型的工艺参数压力第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型一般情况下：粘度高的塑料注射压力粘度低的塑料；薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高；模具结构简单，浇口尺寸较大，注射压力较低；柱塞式注射机注射压力螺杆式注射机；料筒温度、模具温度高，注射压力较低。2)注射压力：3、注射成型的工艺参数压力第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型成型周期注射时间其他时间充模时间(3~5s)保压时间(20~120s)合模冷却时间(30~120s)（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件、合模时间）完成一次注塑过程所需的时间。3、注射成型的工艺参数时间第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型4.注射成型的特点：（1）成型塑料的种类多，几乎所有的热塑性树脂和大部分的热固性树脂都可以注射成型。（2）可以成型很大的制件和很小的制件。可以成型很复杂的制件。（3）生产过程自动化。劳动强度低，劳动条件好。（4）模具制造费用较高，不适合单件或小批量生产。第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型要求材料的熔体具有一定的流动性。流动性太差难以注射成型。材料制品一般不宜有太复杂的内部结构，尽量减少斜向结构。制品壁厚尽量均匀。结构制品精度要求要适当，非特殊情况不宜要求太严格。精度5.注射成型对塑料制品的要求：第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型在塑料制品内嵌入金属零件形成不可卸的连接，所嵌入的零件称为嵌件。嵌件的安放要求位置正确、平稳常用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型热塑性塑料的流动性常用熔融指数（单位g）、螺旋线长度（单位cm）来表示。熔融指数用如图所示的标准装置（熔融指数测定仪）来测定。将被测塑料装入加热料筒中并进行加热，在一定的温度和压力下，测定塑料熔体在10min内从出料孔挤出的重量。熔融指数测定仪结构示意图第三章塑料成型原理与成型工艺_注射成型1.注射成型的过程包括几个阶段？2.简述注射成型的特点。3.注射成型对制品有哪些要求？作业