注塑的技术分析.doc

注塑成型赠件的注塑成型T•艺过程丄要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶段和.接决迫 着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程1、 填充阶段填充是整个注槊循环过程中的第•步,时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95% 为上理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型吋间或者注鴉速度要受到很多条件的制 约高速填充如图1・2所示，高速填充时剪切率较高，赠料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使 粮体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄因此在流动控制阶段，填充行为往往取 决于待填充的体积人小即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很人，而薄壁的冷 却作用并不明显，于是速率的效用占了上风X低速填充如图1・3所示，热传导控制低速填充吋，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较人由于热 赠料补充速率校慢,流动较为缓慢,使热传导效应较为明显,热最迅速为冷模壁带走加上较少最的粘滞 加热现象，I古I化层厚度较厚，乂进一步增加壁部较薄处的流动阻力X由于喷泉流动的原因，在流动波前面的赠料高分了链排向儿乎平行•流动波前因此两股艰料熔胶在交 汇时，接触面的高分了链互相平行；加上两股熔胶性质冬异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同）， 造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较注。

在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察,可以发现有明显 的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理熔接痕不仅彫响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成 应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分了链活动性校佳，可以互相穿透 缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质儿乎相同，增加了熔接区域的强度；反之 在低温区域，熔接强度较差2、 保压阶段保压阶段的作用是持续施加斥力，圧实熔体，增加鴉料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为在保 床过程中,由于模腔中己经填满槊料,背压较高在保斥床实过程中,注鴉机螺杆仅能慢慢地向前作微小 移动，頰料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动由于在保用阶段，槊料受模涨冷却I古I化加 快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很人在保床的后期，材料密度持续增人，蜩•件也逐渐 成型，保压阶段要•直持续到浇口固化封口为上，此时保压阶段的模腔用力达到最高值在保用阶段，由于床力相当高，煩料呈现部分可床缩特性在床力较高区域，槊料较为密实，密度较高； 在床力较低区域，煩料较为疏松，密度较低，因此造成密度分布随位宜及时间发生变化。

保压过程中鴉料 流速极低,流动不再起主导作用；圧力为彫响保斥过程的主要因素保用过程中煩料已经充满模腔，此时 逐渐固化的熔休作为传递用力的介质模腔中的压力借助槊料传递至模壁农面，有撑开模具的趋势，因此 需要适当的锁模力进行锁模涨模力在止常情形卜•会微微将模具撑开,对于模具的排气具有帮助作用；但 若涨模力过人，易造成成型品毛边、溢料，貝至撑开模具因此在选择注槊机时，应选择具有足够人锁模 力的注塑机，以防止涨模现象并能有效进行保压3. 冷却阶段在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要这是因为成型塑料制品只有冷却］古I化到-定刚性，脱 模示才能避免煩料制品因受到外力而产生变形由于冷却吋间占幣个成型周期约70%〜80%,因此设计良 好的冷却系统可以人幅缩短成型时间，提高注蜩生产率，降低成本设计不当的冷却系统会使成型时间拉 长，增加成本；冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘【III变形根据实验，由熔体进入模具的热最人体分两部分散发，•部分有5%经辐射、对流传递到大气中，其余 95%从熔体传导到模具槊料制品在模具中由于冷却水管的作用,热景由模腔中的赠料通过热传导经模架 传至冷却水管，再通过热对流被冷却液帯走。

少数未被冷却水帯走的热最则继续在模具中传导，至接触外 界后散溢于空气中注塑成型的成型周期由合模吋间、充填时间、保圧吋间、冷却吋间及脱模吋间组成其中以冷却时I可 所占比重最人，人约为70%〜80%o因此冷却时间将山接影响煩料制品成型周期长短及产最人小脱模阶 段槊料制品温度应冷却至低于蜩料制品的热变形温度，以防上塑料制品因残余应力导致的松弛现彖或脱模 外力所造成的翘曲及变形影响制品冷却速率的因素有：塑料制品设计方面丄要是塑料制品壁犀制品厚度越大，冷却时间越长般而言，冷却时间约与煩料 制品厚度的平方成止比，或是与最人流道血径的1.6次方成止比即煩料制品厚度加倍，冷却时间增加4 倍模具材料及其冷却方式模具材料，包插模具型芯、型腔材料以及模架材料对冷却速度的影响很人模具 材料热传导系数越高，单位时间内将热最从蜩料传递而出的效果越佳，冷却时问也越短冷却水管配置方式冷却水管越靠近模腔，管径越人，数目越多，冷却效果越佳，冷却吋I可越短 冷却液流量冷却水流最越人（-般以达到紊流为佳），冷却水以热对流方式带走热最的效果也越好 冷却液的性质冷却液的粘度及热传导系数也会彫响到模具的热传导效果冷却液粘度越低，热传导系数 越高，温度越低，冷却效果越佳。

塑料选择塑料的是指塑料将热量从热的地方向冷的地方传导速度的量度塑料热传导系数越高,代表热 传导效果越佳，或是赠料比热低，温度容易发生变化，因此热最容易散逸，热传导效果较佳，所需冷却时 间较短加工参数设定料温越高，模温越高，顶出温度越低，所需冷却吋间越长冷却系统的设计规则：所设计的冷却通道要保证冷却效果均匀而迅速设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却冷却孔应使用标准尺寸，以方便加T与组装 设计冷却系统吋，模具设计者必须根据煩件的壁厚与体积决沱下列设计参数——冷却孔的位宜与尺寸、孔 的长度、孔的种类、孔的配萱与连接以及冷却液的流动速率与传热性质4. 脱模阶段脱模是•个注鴉成型循环中的最后•个环节虽然制品已经冷I古I成型，但脱模还是对制品的质最有很 重要的影响，脱模方式不当，可能会导致产品在脱模时受力不均，顶出吋引起产品变形等缺陷脱模的方 式丄要有两种：顶杆脱模和脱料板脱模设计模具时要根据产品的结构特点选择合适的脱模方式，以保证 产品质量対于选用顶杆脱模的模具，顶杆的设宜应尽最均匀，并且位宜应选在脱模阻力最人以及赠件强度和刚度最 大的地方，以免塑件变形损坏而脱料板则般用于深腔薄壁容器以及不允许有推杆痕迹的透明制品的脱模，这种机构的特点是脱模力人 且均匀，运动平稳，无明显的遗留痕迹。

1. 注塑压力注舉压力是由注舉系统的液压系统提供的液压缸的压力通过注槊机螺杆传递到舉料熔体上，舉料熔 体在压力的推动下，经注須机的喷嘴进入模具的竖流道（对于部分模具來说也是主流道）、主流道、分流 道，并经浇II进入模具型腔，这个过程即为注草过程，或者称之为填充过程压力的存衣是为了克服熔体 流动过祚中的阻力，或者反过来说，流动过程小存在的阻力需要注須机的压力來抵消，以保证填充过程顺 利进行在注煩过程中，注煩机喷嘴处的床力最高，以克服熔体全程中的流动阻力其示，床力沿看流动长度 往熔体最前端波前处逐步降低，如果模腔内部排气良好，则熔体前端最后的压力就是大气压影响熔体填充压力的因索很多，概括起來有3类：（1）材料因索，如赠料的类型、粘度等；（2）结 构性因索，如浇注系统的类型、数目和位置，模具的型腔形状以及制品的厚度等；（3）成型的工艺要索2. 注塑时间这里所说的注蜩时间是指槊料熔体充满型腔所需要的时间，不包括模具开、合等辅助时间尽管注槊 时间很短，对于成型周期的影响也很小，但是注赠时间的调整对于浇口、流道和型腔的用力控制有若很人 作用合理的注艰时间有助于熔体理想填充，而且对于提高制品的表面质最以及减小尺寸公涼有着非常重 要的意义。

注煩时间要远远低于冷却吋间，大约为冷却吋I可的1/10〜1/15,这个规律可以作为预测煩件全部成型 时间的依据在作模流分析吋，只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下，分析结果中的注赠 时间才等于T艺条件中设沱的注煩吋间如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换，那么分析结果将人于工 艺条件的设定3. 注塑温度注煩温度是影响注煩床力的重要因索注赠机料筒有5〜6个加热段，每种原料都有其合适的加工温度 （详细的加T温度可以参阅材料供应商提供的数据）注塑温度必须控制在•速的范囤内温度太低，熔 料塑化不良,影响成型件的质量，增加工艺难度;温度太高,原料容易分解在实际的注塑成型过程中, 注熾温度往往比料筒温度高,高出的数值与注赠速率和材料的性能有关，最高可达300这是由于熔料通 过注料口吋受到剪切而产生很高的热景造成的在作模流分析吋可以通过两种方式來补偿这种潦值,•种 是设法测量熔料对空注塑时的温度，另一种是建模时将射嘴也包含进去4. 保压压力与时间在注塑过程将近结束时，螺杆停止旋转，只是向前推进，此吋注煩进入保压阶段保压过程中注鴉机 的喷嘴不断向型腔补料，以填充由于制件收缩而空出的容积如果型腔充满后不进行保用，制件人约会收 缩25%左右，特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。

保压压力•般为充填最人压力的85%左右，当然 要根据实际情况來确定5. 背压背压是指螺杆反转示退储料时所需要克服的压力采用高背用有利于色料的分散和煩料的融化，但却 同时延长了螺杆回缩时间,降低了塑料纤维的长度,增加了注塑机的压力,因此背压应该低•些，•-般不 超过注塑床力的20%注塑泡沫塑料时,背床应该比气体形成的压力高，否则螺杆会被推出料筒有吐注 槊机可以将背斥编程，以补偿熔化期I可螺杆长度的缩减，这样会降低输入热最，令温度下降不过由于这 种变化的结果难以估计，故不易対机器作出相应的调整報件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保床——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶 段直接决定着制品的成型质量，而H这4个阶段是一个完整的连续过程1、 填充阶段填充是整个注頼循环过程中的第•步，吋间从模具闭合开始注頼算起，到模具型腔填 充到大约95%为止理论上，填充吋间越短，成型效率越高，但是实际中，成型吋间或者注 塑速度要受到很多条件的制约高速填充如图1・2所示，高速填充吋剪切率较高，報料由于剪切变稀的作用而存在粘度下 降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄因此在流动 控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。

即在流动控制阶段，由于高速填充，熔 体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风入 低速填充如图1・3所示，热传导控制低速填充吋，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力 较大由于热頼料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模 壁带走加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进•步增加壁部较薄处的流动阻 力入由于喷泉流动的原因，在流动波前面的報料高分了链排向几乎平行流动波前因此两股頼 料熔胶在交汇吋，接触面的高分了链互相平行；加上两股熔胶性质各界（在模腔中滞留吋间 不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差在光线下将零件摆 放适半的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产牛，这就是熔接痕的形成机理熔接 痕不仅影响報件外观，同吋由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度 降低而发生断裂…般而言，在高温区产牛熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分了链活动性较佳， 可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增 加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差2、 保压阶段保床阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加報料密度（增密），以补偿報料的收 缩行为。