塑件的注塑成型工藝進(jìn)程主要包括填充——保壓——冷卻——脫模等4個階段,這4個階段直接決議著制品的成型質(zhì)量,并且這4個階段是一個完整的接連進(jìn)程。
1、填充階段
填充是整個注塑循環(huán)進(jìn)程中的第一步,時刻從模具閉合開始注塑算起,到模具型腔填充到大約95%停止。理論上,填充時刻越短,成型效率越高,可是實踐中,成型時刻或許注塑速度要遭到很多條件的制約。
高速填充。高速填充時剪切率較高,塑料因為剪切變稀的作用而存在粘度下降的景象,使整體活動阻力下降;部分的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因而在活動控制階段,填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在活動控制階段,因為高速填充,熔體的剪切變稀作用往往很大,而薄壁的冷卻作用并不顯著,所以速率的效用占了優(yōu)勢。
低速填充。熱傳導(dǎo)控制低速填充時,剪切率較低,部分粘度較高,活動阻力較大。因為熱塑料彌補(bǔ)速率較慢,活動較為緩慢,使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為顯著,熱量敏捷為冷模壁帶走。加上較少數(shù)的粘滯加熱現(xiàn)象,固化層厚度較厚,又進(jìn)一步添加壁部較薄處的活動阻力。
因為噴泉活動的原因,在活動波前面的塑料高分子鏈排向簡直平行活動波前。因而兩股塑料熔膠在交匯時,觸摸面的高分子鏈相互平行;加上兩股熔膠性質(zhì)各異(在模腔中滯留時刻不同,溫度、壓力也不同),構(gòu)成熔膠交匯區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差。
在光線下將零件擺放恰當(dāng)?shù)囊朁c用肉眼調(diào)查,能夠發(fā)現(xiàn)有顯著的接合線發(fā)生,這便是熔接痕的構(gòu)成機(jī)理。熔接痕不只影響塑件外觀,一起因為微觀結(jié)構(gòu)的松懈,易構(gòu)成應(yīng)力集中,從而使得該部分的強(qiáng)度下降而發(fā)生開裂。
一般來說,在高溫區(qū)發(fā)生熔接的熔接痕強(qiáng)度較佳,因為高溫景象下,高分子鏈活動性較佳,能夠相互穿透纏繞,此外高溫度區(qū)域兩股熔體的溫度較為接近,熔體的熱性質(zhì)簡直相同,添加了熔接區(qū)域的強(qiáng)度;反之在低溫區(qū)域,熔接強(qiáng)度較差。
2、保壓階段
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力,壓實熔體,添加塑料密度(增密),以補(bǔ)償塑料的縮短行為。在保壓進(jìn)程中,因為模腔中現(xiàn)已填滿塑料,背壓較高。在保壓壓實進(jìn)程中,注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作細(xì)小移動,塑料的活動速度也較為緩慢,這時的活動稱作保壓活動。因為在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔體粘度添加也很快,因而模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期,資料密度持續(xù)增大,塑件也逐步成型,保壓階段要一向持續(xù)到澆口固化封口停止,此刻保壓階段的模腔壓力到達(dá)最高值。
在保壓階段,因為壓力相當(dāng)高,塑料出現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域,塑料較為密實,密度較高;在壓力較低區(qū)域,塑料較為疏松,密度較低,因而構(gòu)成密度分布隨方位及時刻發(fā)生變化。保壓進(jìn)程中塑料流速極低,活動不再起主導(dǎo)作用;壓力為影響保壓進(jìn)程的主要要素。保壓進(jìn)程中塑料現(xiàn)已充溢模腔,此刻逐步固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。模腔中的壓力憑借塑料傳遞至模壁表面,有撐開模具的趨勢,因而需要恰當(dāng)?shù)逆i模力進(jìn)行鎖模。漲模力在正常景象下會輕輕將模具撐開,關(guān)于模具的排氣具有協(xié)助作用;但若漲模力過大,易構(gòu)成成型品毛邊、溢料,甚至撐開模具。因而在挑選注塑機(jī)時,應(yīng)挑選具有足夠大鎖模力的注塑機(jī),以避免漲?,F(xiàn)象并能有用進(jìn)行保壓。
3.冷卻階段
在注塑成型模具中,冷卻體系的規(guī)劃非常重要。這是因為成型塑料制品只要冷卻固化到必定剛性,脫模后才能避免塑料制品因遭到外力而發(fā)生變形。因為冷卻時刻占整個成型周期約70%~80%,因而規(guī)劃良好的冷卻體系能夠大幅縮短成型時刻,進(jìn)步注塑生產(chǎn)率,下降成本。規(guī)劃不妥的冷卻體系會使成型時刻拉長,添加成本;冷卻不均勻更會進(jìn)一步構(gòu)成塑料制品的翹曲變形。
依據(jù)試驗,由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分發(fā)出,一部分有5%經(jīng)輻射、對流傳遞到大氣中,其余95%從熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中因為冷卻水管的作用,熱量由模腔中的塑料經(jīng)過熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管,再經(jīng)過熱對流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則持續(xù)在模具中傳導(dǎo),至觸摸外界后散溢于空氣中。
注塑成型的成型周期由合模時刻、充填時刻、保壓時刻、冷卻時刻及脫模時刻組成。其間以冷卻時刻所占比重最大,大約為70%~80%。因而冷卻時刻將直接影響塑料制品成型周期長短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度,以避免塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松懈現(xiàn)象或脫模外力所構(gòu)成的翹曲及變形。
影響制品冷卻速率的要素有:
塑料制品規(guī)劃方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大,冷卻時刻越長。一般來說,冷卻時刻約與塑料制品厚度的平方成正比,或是與最大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍,冷卻時刻添加4倍。
模具資料及其冷卻方法。模具資料,包括模具型芯、型腔資料以及模架資料對冷卻速度的影響很大。模具資料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高,單位時刻內(nèi)將熱量從塑料傳遞而出的作用越佳,冷卻時刻也越短。
冷卻水管配置方法。冷卻水管越接近模腔,管徑越大,數(shù)目越多,冷卻作用越佳,冷卻時刻越短。二手注塑機(jī)回收
冷卻液流量。冷卻水流量越大(一般以到達(dá)紊流為佳),冷卻水以熱對流方法帶走熱量的作用也越好。
冷卻液的性質(zhì)。冷卻液的粘度及熱傳導(dǎo)系數(shù)也會影響到模具的熱傳導(dǎo)作用。冷卻液粘度越低,熱傳導(dǎo)系數(shù)越高,溫度越低,冷卻作用越佳。
塑料挑選。塑料的是指塑料將熱量從熱的當(dāng)?shù)叵蚶涞漠?dāng)?shù)貍鲗?dǎo)速度的丈量。塑料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高,代表熱傳導(dǎo)作用越佳,或是塑料比熱低,溫度簡單發(fā)生變化,因而熱量簡單散逸,熱傳導(dǎo)作用較佳,所需冷卻時刻較短。
加工參數(shù)設(shè)定。料溫越高,模溫越高,頂出溫度越低,所需冷卻時刻越長。
冷卻體系的規(guī)劃規(guī)矩:
所規(guī)劃的冷卻通道要確保冷卻作用均勻而敏捷。
規(guī)劃冷卻體系的目的在于維持模具恰當(dāng)而有用率的冷卻。冷卻孔應(yīng)使用規(guī)范尺度,以方便加工與拼裝。
規(guī)劃冷卻體系時,模具規(guī)劃者有必要依據(jù)塑件的壁厚與體積決議下列規(guī)劃參數(shù)——冷卻孔的方位與尺度、孔的長度、孔的品種、孔的配置與銜接以及冷卻液的活動速率與傳熱性質(zhì)。
4.脫模階段
脫模是一個注塑成型循環(huán)中的最終一個環(huán)節(jié)。雖然制品現(xiàn)已冷固成型,但脫模還是對制品的質(zhì)量有很重要的影響,脫模方法不妥,可能會導(dǎo)致產(chǎn)品在脫模時受力不均,頂出時引起產(chǎn)品變形等缺陷。脫模的方法主要有兩種:頂桿脫模和脫料板脫模。規(guī)劃模具時要依據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點挑選適宜的脫模方法,以確保產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)于選用頂桿脫模的模具,頂桿的設(shè)置應(yīng)盡量均勻,并且方位應(yīng)選在脫模阻力最大以及塑件強(qiáng)度和剛度最大的當(dāng)?shù)?,以免塑件變形損壞。
而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的通明制品的脫模,這種組織的特點是脫模力大且均勻,運動平穩(wěn),無顯著的遺留痕跡。
注塑工藝參數(shù)
1.注塑壓力
注塑壓力是由注塑體系的液壓體系提供的。液壓缸的壓力經(jīng)過注塑機(jī)螺桿傳遞到塑料熔體上,塑料熔體在壓力的推動下,經(jīng)注塑機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具的豎流道(關(guān)于部分模具來說也是主流道)、主流道、分流道,并經(jīng)澆口進(jìn)入模具型腔,這個進(jìn)程即為注塑進(jìn)程,或許稱之為填充進(jìn)程。壓力的存在是為了克服熔體活動進(jìn)程中的阻力,或許反過來說,活動進(jìn)程中存在的阻力需要注塑機(jī)的壓力來抵消,以確保填充進(jìn)程順利進(jìn)行。
在注塑進(jìn)程中,注塑機(jī)噴嘴處的壓力最高,以克服熔體全程中的活動阻力。其后,壓力沿著活動長度往熔體最前端波前處逐步下降,假如模腔內(nèi)部排氣良好,則熔體前端最終的壓力便是大氣壓。
影響熔體填充壓力的要素很多,歸納起來有3類:
(1)資料要素,如塑料的類型、粘度等;
(2)結(jié)構(gòu)性要素,如澆注體系的類型、數(shù)目和方位,模具的型腔形狀以及制品的厚度等;
(3)成型的工藝要素。
2.注塑時刻
這兒所說的注塑時刻是指塑料熔體充溢型腔所需要的時刻,不包括模具開、合等輔佐時刻。盡管注塑時刻很短,關(guān)于成型周期的影響也很小,可是注塑時刻的調(diào)整關(guān)于澆口、流道和型腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時刻有助于熔體理想填充,并且關(guān)于進(jìn)步制品的表面質(zhì)量以及減小尺度公差有著非常重要的意義。
注塑時刻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷卻時刻,大約為冷卻時刻的1/10~1/15,這個規(guī)律能夠作為猜測塑件全部成型時刻的依據(jù)。在作模流剖析時,只要當(dāng)熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動注滿型腔的情況下,剖析成果中的注塑時刻才等于工藝條件中設(shè)定的注塑時刻。假如在型腔充溢前發(fā)生螺桿的保壓切換,那么剖析成果將大于工藝條件的設(shè)定。
3.注塑溫度
注塑溫度是影響注塑壓力的重要要素。注塑機(jī)料筒有5~6個加熱段,每種原料都有其適宜的加工溫度(具體的加工溫度能夠參看資料供貨商提供的數(shù)據(jù))。注塑溫度有必要控制在必定的范圍內(nèi)。溫度太低,熔料塑化不良,影響成型件的質(zhì)量,添加工藝難度;溫度太高,原料簡單分解。
在實踐的注塑成型進(jìn)程中,注塑溫度往往比料筒溫度高,高出的數(shù)值與注塑速率和資料的功能有關(guān),最高可達(dá)30℃。這是因為熔料經(jīng)過注料口時遭到剪切而發(fā)生很高的熱量構(gòu)成的。在作模流剖析時能夠經(jīng)過兩種方法來補(bǔ)償這種差值,一種是設(shè)法丈量熔料對空注塑時的溫度,另一種是建模時將射嘴也包括進(jìn)去。二手注塑機(jī)回收
4.保壓壓力與時刻
在注塑進(jìn)程將近結(jié)束時,螺桿停止旋轉(zhuǎn),僅僅向前推進(jìn),此刻注塑進(jìn)入保壓階段。保壓進(jìn)程中注塑機(jī)的噴嘴不斷向型腔補(bǔ)料,以填充因為制件縮短而空出的容積。假如型腔充溢后不進(jìn)行保壓,制件大約會縮短25%左右,特別是筋處因為縮短過大而構(gòu)成縮短痕跡。保壓壓力一般為充填最大壓力的85%左右,當(dāng)然要依據(jù)實踐情況來確定。
5.背壓
背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)撤退儲料時所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑料的融化,但卻一起延長了螺桿回縮時刻,下降了塑料纖維的長度,添加了注塑機(jī)的壓力,因而背壓應(yīng)該低一些,一般不超越注塑壓力的20%。
注塑泡沫塑料時,背壓應(yīng)該比氣體構(gòu)成的壓力高,否則螺桿會被推出料筒。有些注塑機(jī)能夠?qū)⒈硥壕幊?,以補(bǔ)償熔化期間螺桿長度的縮減,這樣會下降輸入熱量,令溫度下降。不過因為這種變化的成果難以估計,故不易對機(jī)器作出相應(yīng)的調(diào)整。