注射成型原理及工艺特征.ppt

目的和要求：1.掌握注射成型原理、工艺及工艺参数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：成型原理、成型时间 成型温度 成型压力第4章 注射成型原理及工艺特征第第4 4章章 注射成型原理及工艺特征注射成型原理及工艺特征4.1注射成型原理 注射可分为柱塞式注射机或螺杆注射可分为柱塞式注射机或螺杆式式注射机注射机 4.1.14.1.1柱塞式注射机注射成型原理：柱塞式注射机注射成型原理： 柱塞式柱塞式注注射机注结构：射机注结构：塑化装置开合模机构、电气液压控制三部分组成 注射成型原理：注射成型原理：利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的成型物料从料斗送入高温的机筒内加热、熔融塑化，使之成为黏流态熔体；在柱塞的高压推动下，以高速通过喷嘴注射闭合模具中经保压、冷却、定型后，开模从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件 第第4 4章章 注射成型原理及工艺特征注射成型原理及工艺特征4.1注射成型原理 4.1.2螺杆式注射机注射成型原理：式注射机注射成型原理： 利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的成型物料从料斗送入高温的机筒内加热；物料在螺杆的作用下，边塑化边向前移动，螺杆的旋转运动，使物料內部也发热，均勻塑化，塑化能力提高。

当料筒前端聚集的熔料对螺杆产生压力，螺杆在转动中后退，完成一次工作循环经保压、冷却、定型后，开模从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件 第4章 注射成型原理及工艺特征4.1注射成型原理 4.1.3 注射成型特点： 主要成型热塑性塑料、成型周期短、成型复杂、带有嵌件、生产率高、 注射机及模具造价高、适用与大批量生产柱塞式注射机：无柱塞式注射机：无螺杆的旋转作用，加热作用、温度均匀性相对差，压力损失较大，适用与小型塑件（60克）合合模模注注射射保保压压冷冷却却开开模模顶顶件件合合模模注注射射螺杆预热螺杆预热4.1.4 螺杆式注射机模塑工作循环螺杆式注射机模塑工作循环螺杆式注射机的优点优点优点优点：借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑化能力大第4章 注射成型原理及工艺特征4.1注射成型原理模塑工艺规程编制聚碳酸聚碳酸脂脂预热预热和干燥和干燥温度温度t/0C110~120成型成型时时间间注射注射时时间间20~90时间时间τ/h8~12保保压时压时间间0~5料筒温度料筒温度t/t/0 0C C后段后段210210~240240冷却冷却时时间间20~90中段中段230230~280280总总周期周期40~190前段前段240240~285285螺杆螺杆转转速速n/(r·minn/(r·min-1-1) )28喷喷嘴温度嘴温度t/t/0 0C C 240~250后后处处理理方法方法红红外外线线灯灯模具温度模具温度t/t/0 0C C70（（90））~120温度温度t/t/0 0C C鼓鼓风风烘箱烘箱100~110注射注射压压力力p/Map/Ma80~130时间时间r/hr/h8~12第4章 注射成型原理及工艺特征4.2注射成型工艺4. 2注射成型工艺注射过程注射过程成型后处理成型后处理成型前准备成型前准备工艺性能测试模具清理嵌件预热料筒清理退火调湿第4章 注射成型原理及工艺特征加料塑化注射倒流保压冷却脱模充模原料的检验、染色和干燥4. 2注射成型工艺4. 2.1成型前准备原料检验原料检验原料染色原料染色原料干燥原料干燥原料外观检验 熔融指数、流动性、热性能及收缩率等 水分及挥发物含量料筒清洗料筒清洗 烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥第4章 注射成型原理及工艺特征嵌件预热嵌件预热 原料检验原料检验预处理预处理合合模模注注射射装入料斗装入料斗保保压压脱脱模模装入嵌件装入嵌件清理料筒清理料筒清理模具清理模具涂脱模剂涂脱模剂嵌件清理、预热嵌件清理、预热预塑化预塑化塑件后处理塑件后处理冷冷却却第4章 注射成型原理及工艺特征 4. 2. 2. 注射过程：注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模加料、塑化、注射、冷却和脱模4. 2注射成型工艺第4章 注射成型原理及工艺特征⑴⑴定量加料定量加料：保证塑料塑化的均匀，良好的塑件。

一次加料量过多：受热时间过长，引起热降解，注射机的功率损耗增多； 加料过少加料过少：料筒内缺少传压介质，压力降低，难于补压，塑件出现收缩、凹陷和充填不足等缺陷 4. 2. 2. 注射过程：注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模加料、塑化、注射、冷却和脱模4. 2注射成型工艺第4章 注射成型原理及工艺特征 ⑵⑵塑化塑化：塑料在料筒中进行加热、由固体颗粒转变成具有良好的可塑性粘流态的过程决定塑料塑化性质的主要因素决定塑料塑化性质的主要因素：☆☆一定的温度一定的温度☆☆螺杆旋转的剪切作用强化混合和塑化过程、螺杆的剪切作螺杆旋转的剪切作用强化混合和塑化过程、螺杆的剪切作用产生更多的磨擦热用产生更多的磨擦热,促进塑料的塑化促进塑料的塑化☆☆塑料熔体进人型腔必须充分塑化塑料熔体进人型腔必须充分塑化 4.2 .2. 注射过程：注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模加料、塑化、注射、冷却和脱模4.2注射成型工艺第4章 注射成型原理及工艺特征 （3）充模：）充模：熔体经喷嘴及模具浇注系统充型5）倒流）倒流：保压结束，解除压力，如果浇口尚未冻结，塑料熔体通过浇口倒流；（4）保压：）保压：熔体在模具中冷却收缩，继续保持施压，迫使熔体不断补充人摸具中。

7）脱模：塑件冷却到一定温度既可开模，由推出机构脱模：塑件冷却到一定温度既可开模，由推出机构6）浇口冻结后的冷却）浇口冻结后的冷却：浇口冻结后，卸除浇口冻结后，卸除压力 4.2注射成型工艺 4.2 .2. 注射过程：注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模加料、塑化、注射、冷却和脱模4.2 .3塑件的后处理塑件的后处理 放在一定温度一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却 将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100～120℃)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡调湿后缓冷至室温退火：消除内应力、改善性能、提高尺寸稳定性退火：消除内应力、改善性能、提高尺寸稳定性调湿：是使制件颜色、性能以及尺寸得到稳定调湿：是使制件颜色、性能以及尺寸得到稳定 退火的温度：退火的温度：高于使用温度10～20℃，低于相变温度10～20℃第4章 注射成型原理及工艺特征4.2注射成型工艺4. 3注射成型的工艺参数 温度温度 压力压力 时间时间温度温度⑴⑴料简温度料简温度 ⑵⑵喷嘴温度喷嘴温度 第4章 注射成型原理及工艺特征①①料筒温度的选择料筒温度的选择 ⑶⑶模具温度：模具温度： 料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；在θf(θ m)~ θ d之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；4. 3注射成型的工艺参数⑴⑴料简温度料简温度 第4章 注射成型原理及工艺特征①①料筒温度的选择料筒温度的选择 对于平均相对分子质量偏高、温度分布范围较窄的塑料；应选择较高的料筒温度 采用柱塞式和注射压力较低、薄壁塑件，应选择较高的料筒温度； 反之，选择较低的料筒温度。

4. 3注射成型的工艺参数⑴⑴料简温度料简温度 第4章 注射成型原理及工艺特征ⅰⅰ料筒温度过高料筒温度过高： 易产生低分子化合物和分解成气体，塑料表面变色，产生气泡、银丝及斑纹，导致性能下降 模腔中塑料内外冷却不一致，塑件易产生应力和凹痕 熔料流动性好，易产生溢料、溢边等缺陷ⅱⅱ料筒温度太低：料筒温度太低： 熔体流动性差，易产生熔接痕、充填不足、波纹等缺陷 塑料冷却时易产应力，变形或开裂 ②②料筒温度温度对质量的影响料筒温度温度对质量的影响：20242024年年8 8月月2929日日4. 3注射成型的工艺参数⑴⑴料简温度料简温度 第4章 注射成型原理及工艺特征*ⅰⅰ前高后低的原则前高后低的原则 ③③料筒的温度分布料筒的温度分布 ⅱⅱ对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度偏高些 ⅲⅲ螺杆式注射机料筒的温度分布螺杆式注射机料筒的温度分布：料筒前段温度略低于中段 加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高，料筒后段与前段温度差5～10℃④④熔料在料筒内的滞留时间熔料在料筒内的滞留时间： 为避免熔料在料筒中过热降解，提高料筒温度以后，都要适当缩短熔体在料筒内的滞留时间。

4.3注射成型的工艺参数⑵⑵喷嘴温度喷嘴温度 第4章 注射成型原理及工艺特征*略低于料筒最高温度： 防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象； 温度太低，易堵塞喷嘴4.3注射成型的工艺参数第4章 注射成型原理及工艺特征*⑶⑶模具温度：模具温度： 与塑料的分子结构特点、塑件结构及性能、成型工条件（熔体温度、注射速度、注射压力和模塑周期等）有关①①提高模具温度提高模具温度： 改善流动性，增加塑件的密度和结晶度，减小充模压力和塑件中的应力； 冷却时间会延长，冷却速度慢，易产生粘模，收缩率、翘曲变形会增加，降低生产率4.3注射成型的工艺参数第4章 注射成型原理及工艺特征*⑶⑶模具温度：模具温度： ②②降低模具温度降低模具温度： 缩短冷却时间，提高生产率，流动性会变差，产生较大的应力和明显的熔接痕等缺陷 降低塑件的表面粗糙度值、提高塑件的表面质量有利4.3注射成型的工艺参数第4章 注射成型原理及工艺特征*——可以采用冷却或加热对模具调温度 模具温度控制模具温度控制模具温度设定：模具温度设定：在满足要求的温度下，尽可能低模温度，以加快冷却速度，缩短冷却时间。

高粘度塑料高粘度塑料：必须采用较高的模具温度； 低粘度塑料低粘度塑料：可采用较低模温，缩短冷却时间，提高生产效率 壁厚大的制件壁厚大的制件： 不宜采用较低的模具温度⑶⑶模具温度：模具温度：4.3注射成型的工艺参数压力压力⑴⑴塑化压力塑化压力 第4章 注射成型原理及工艺特征⑶⑶保压压力保压压力 ⑵⑵注射压力注射压力 ⑵⑵⑵⑵塑化压力：塑化压力：塑化压力：塑化压力：由液压系统溢流阀调整大小第4章 注射成型原理及工艺特征塑化压力大小塑化压力大小：随螺杆的设计、塑件的质量、塑料的种类而确定塑化压力与质量：塑化压力与质量： 增加塑化压力增加塑化压力：：会提高熔体的温度，使熔体的温度均匀、色料混合均匀、有利排除熔体中的气降低塑化速率、延长成型周期、可能导致塑料的降解 在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越好，一般为6～20MPa4.3注射成型的工艺参数⑵⑵注射压力注射压力 第4章 注射成型原理及工艺特征 ①①注射压力的作用注射压力的作用：充满模具型腔 ②②注射压力大小选择注射压力大小选择：注射机的类型、塑料的品种浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等。

③③塑料流动阻力：塑料流动阻力：塑料的流动摩擦系数、自身的熔融粘度 ④④注射压力与质量：注射压力与质量： 太高：产生溢料、溢边，应力，粘模，脱模困难，易变形，但不易产生气泡 太低，流动性下降，成型不足，产生熔接痕迹，不利于排气，易产生气泡，补缩差，产生凹痕和波纹等缺陷4.3注射成型的工艺参数⑶⑶保压压力保压压力 第4章 注射成型原理及工艺特征保压压力：保压压力：在注射成型保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及补料流动所需要的注射压力叫做保压压力 保压时间保压时间 ：：保压压力持续的时间长短为保压时间保保压压力通常＝最高充填压力的50％ ～ 65％ 如果压实＝注射压力，收缩率减小，尺寸稳定性较好； 缺点：造成脱模时的残余压力过大和成型周期过长 保压压力对成型过程的影响保压压力对成型过程的影响：：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4.3注射成型的工艺参数时间时间⑴⑴合模时间合模时间 ⑵⑵注射时间注射时间 第4章 注射成型原理及工艺特征⑶⑶保压时间保压时间 （（4）模内冷却时间）模内冷却时间 ⑸⑸其他时间其他时间 合模时间长，则模具温度过低 合模时间短，合模时间短，模具温度相对较高模具温度相对较高4.3注射成型的工艺参数时间时间⑴⑴合模时间合模时间 ⑵⑵注射时间注射时间 第4章 注射成型原理及工艺特征根据塑件大小而定根据塑件大小而定 ⑶⑶保压时间保压时间 （（4）模内冷却时间）模内冷却时间 ⑸⑸其他时间其他时间 注射时间缩短，充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降。

查表或计算确定4.3注射成型的工艺参数时间时间⑴⑴合模时间合模时间 ⑵⑵注射时间注射时间 第4章 注射成型原理及工艺特征⑶⑶保压时间保压时间 （（4 4）模内冷却时间）模内冷却时间 ⑸⑸其他时间其他时间 保压时间短，保压时间短， 塑件不紧密，塑件不紧密， 易产生凹痕，易产生凹痕， 塑件尺寸不稳定塑件尺寸不稳定保压时间过长，加大塑件的应力，产生变形、开裂，脱模困难查表或实验确定 随塑件结构及其他因素而定随塑件结构及其他因素而定4.3注射成型的工艺参数时间时间⑴⑴合模时间合模时间 ⑵⑵注射时间注射时间 第4章 注射成型原理及工艺特征⑶⑶保压时间保压时间 （（4 4）模内冷却时间）模内冷却时间 ⑸⑸其他时间其他时间 以脱模时塑件不引起变以脱模时塑件不引起变形为原则形为原则 冷却时间过长，延长冷却时间过长，延长生产周期．降低生产效率，生产周期．降低生产效率，复杂件脱模困难、易变形、复杂件脱模困难、易变形、结晶度高等；结晶度高等； 冷却时间过短，塑件易冷却时间过短，塑件易产生变形等缺陷产生变形等缺陷 冷却时间主要决定于塑件的冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。

能以及模具温度等 查表或实验确定 第4章 注射成型原理及工艺特征 第第4章章 小结小结4.1注射成型原理注射成型原理4．．2 注射成型工艺注射成型工艺1．成型前的准备： ⑴原料外观（如色泽、颗粒大小及均匀性等）的检验； ⑵工艺性能（熔融指数、流动性、热性能及收缩率等）测定； ⑶原材料的染色及对粉料的造粒；嵌件预热、选择脱模剂2．注射过程 ⑴定量加料、 ⑵塑化： ⑶注射注射过程可分为充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模20242024年年8 8月月2929日日第4章 注射成型原理及工艺特征*⒊塑件的后处理⑴退火处理、⑵调湿处理：4．．3注射成型的工艺参数注射成型的工艺参数⒈温度⑴料简温度：：料筒温度的选择、料筒温度温度对质量的影响、料筒的温度分布⑵喷嘴温度、⑶模具温度：2．压力⑴塑化压力、⑵注射压力、⑶保压压力3．时间（成型周期）⑴合模时间、⑵注射时间、⑶保压时间、⑷模内冷却时间、⑸其他时间。