注塑工藝是一種廣泛應用于塑料制品生產中的成型技術,它通過注射機將熔融的塑料注入模具型腔中,經過冷卻固化后得到所需的產品。注塑工藝的條件控制對于保證產品質量、提高生產效率以及降低生產成本至關重要。
注塑工藝的條件控制
注塑工藝的條件控制涉及多個方面,包括注射速率、注塑量、螺桿的射出位置、注射時間、冷卻時間、螺桿轉速、防延量、殘料量等關鍵參數(shù)。這些參數(shù)的合理設定和調整,對于保證塑料制品的質量和生產效率具有決定性的影響。
一、注射速率
注射速率是指螺桿前進將塑料熔體充填到模腔時的速率,一般用單位時間內的注射質量(g/s)或螺桿前進的速率(m/s)表示。注射速率與注射壓力是注射條件中的重要參數(shù)。
- 低速注射:低速注射時,料流速率慢,熔體從澆口開始逐漸流向型腔遠端。料流前端形成球形,先進入型腔的熔體先冷卻而流速減慢,接近型腔壁的部分冷卻成高彈狀的薄殼,而遠離型腔壁的部分仍為黏流態(tài)的熱流,繼續(xù)延伸球狀的流端,直至完全充滿型腔。這種慢速沖模由于熔體進入型腔時間長,冷卻導致粘度增大,流動阻力也增大,因此需要用較高的注射壓力。
- 高速注射:高速注射時,料流速度快,熔料很快充滿型腔,料溫下降得少,黏度下降得也少,可以采用較低的注射壓力。高速充模能改進制品的光澤度和平滑度,消除接縫線現(xiàn)象及分層現(xiàn)象,收縮凹陷小,顏色均勻一致。但容易產生制品發(fā)胖起泡或制件發(fā)黃,甚至燒傷變焦,或造成脫模困難,或出現(xiàn)充模不均的現(xiàn)象。
注射速度的程序控制通常將螺桿的注射行程分為3~4個階段,在每個階段中分別使用各自適當?shù)淖⑸渌俣?。例如,在熔融塑料剛開始通過澆口時減慢注射速度,在充模過程中采用高速注射,在充模結束時減慢速度。這樣可以防止溢料,消除流痕和減少制品的殘余應力等。
二、注塑量
注塑量為制品和主流道、分流道等加在一起時的總質量。注塑量的設定應小于注塑機額定注射量的85%,以避免注塑機過載。然而,實際使用的注射量如果太小,塑料會因在料筒中的滯留時間過長而產生熱分解。因此,一般注射量應設定在注塑機額定注射量的30%~85%之間。
三、螺桿的射出位置
注射位置是注塑工藝中較為重要的參數(shù)之一,通常根據(jù)塑件和凝料(水口料)的總重量來確定,有時還需要根據(jù)塑料種類、模具結構、產品質量等來合理設定。
四、注射時間
注射時間是施加壓力于螺桿的時間,包含塑料的流動、模具填充、保壓所需要的時間。注射時間雖然很短,對成型周期的影響也很小,但其調整對于澆口、流道、型腔等的壓力控制有著重要作用。合理的注射時間有助于熔體實現(xiàn)理想充填,提高制品的表面質量并減小尺寸公差值。
五、冷卻時間
冷卻時間的長短基于保證塑件定型并能開模取出而設定,一般冷卻時間占周期時間的70%~80%。冷卻過程中,熔體逐漸固化,形成所需的產品形狀。冷卻時間的合理設定對于保證產品質量至關重要。
六、螺桿轉速
螺桿轉速影響塑化能力和熔體溫度的均勻性。螺桿轉速一般為50~120r/min。對于熱敏性塑料如PVC、POM等,可采用低螺桿轉速以防物料分解;對于熔體粘度較高的塑料,也可以采用較低的螺桿轉速。
七、防延量
防延量即螺桿松退量,是指螺桿計量到位后,直線倒退一段距離,使計量室中熔體的空間增大,內壓下降,防止熔體從計量室向外流出。防延量的設置要視塑料的粘度和制品的情況而定,一般為2~3mm。過大的防延量會使計量室中的熔體夾雜氣泡,嚴重影響制品的質量。
八、殘料量
螺桿注射結束之后,希望存留一些熔體在螺桿頭部,形成一個殘料量。這樣可防止螺桿頭部和噴嘴接觸發(fā)生機械碰撞事故,同時可通過此殘料量來控制注射量的重復精度,達到穩(wěn)定注塑制品質量的目的。一般殘料量為5~10mm。
九、其他條件控制
- 溫度控制:包括料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。料筒溫度和噴嘴溫度主要影響塑料的塑化和流動,而模具溫度主要影響塑料的流動和冷卻。
- 壓力控制:注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力。塑化壓力(背壓)影響注射機對物料的塑化效果及其塑化能力。注射壓力則克服塑料從料筒流向型腔的流動阻力,給予熔料充模的速率以及對熔料進行壓實。注塑機回收
- 成型周期:完成一次注射模塑過程所需的時間稱為成型周期,也稱模塑周期。它直接影響勞動生產率和設備利用率。在保證質量的前提下,應盡量縮短成型周期中各個有關時間。
結論
注塑工藝的條件控制是一個復雜而精細的過程,涉及多個參數(shù)的設定和調整。通過合理設定注射速率、注塑量、螺桿的射出位置、注射時間、冷卻時間、螺桿轉速、防延量、殘料量等關鍵參數(shù),以及優(yōu)化溫度、壓力和成型周期等條件,可以顯著提高塑料制品的質量和生產效率。同時,在實際生產中,還需要根據(jù)具體產品和材料特性進行靈活調整和優(yōu)化,以達到最佳的生產效果。