几种注塑成型技术要点
河南机电高等专科学校
先进制造技术课程论文
论文题目：几种注塑成型技术、技术特点、应用
情况分析研究
系部：机械工程系
专业：机械制造与自动化
班级：机制113
学生姓名
学号：110114311
指导教师：
2013年10 月10 日
绪论
隨著塑料工業的迅速發展，塑料成型設備也得以相應的發展，塑料成型加工的方法很多，其中注射成型是最重要的成型方法之一，注塑成型占塑料制品占總量的30%以上。注射成型是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱機筒中均勻塑化。而后由柱塞或移動螺杆推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。注塑成型具有一次能成型形狀復雜，尺寸精度高和帶有金屬嵌件等特點。
第一章注塑成型技术介绍
1.1引言
注塑成型即成注射成型或者注射模塑，使热塑性塑料的一种重要成型方法。迄今为止除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特点是生产周期快、适应性强、生产效率高自动化高，因此可以广泛的应用与塑料制品的生产中。从塑料产品的形状来看。除了管、棒、板等型材不能采用此方法生产外、其他都可以用此方法成型；它所生产的产品占目前塑料制品生产的20%~30%。
1.1.1注塑成型技术的发展
近年来无论在注塑理论和实践方面，还是在注塑工艺和成型设备方面都有较深的研究和进展。
注塑时，首先遇到的是注塑的可成型性，这是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎质量要求的品。并希望能在满足质量要求的前提下，以最短注塑周期进行高效率生产。
不同的高分子材料对其加工的工艺条件及设备的感性别很大，材料性和工艺条件将最终影响塑料制品的理机械性能，因此全面了解注塑周期内的工作程序，搞清可成型性和成型工艺条件及各种因素的相互作用和影响，对注塑加工有重要意义。
在对充模压力的影响实验表明：高聚物的非牛顿特性越强，则需要的压越低；结晶型比非结晶型高聚物制品有更大的收收缩，在相变中比容变化较大。
在对注塑过程中大分子取向的机理研究证明聚合物熔体受
剪切变形时，大分子由无规卷曲状态解开，并向流动方向延伸和有规则的排列，如果熔体很快冷却到相变温度以下，则大分子没有足够的时间松和恢复到它原来的无规则卷曲的构象程度，这时的聚合物就要处于冻结取向状态，这种冻结取向使注塑制品在双折射热传导以及力学性质方面显示出各向导性。由于流变学和聚
合物凝固过程的形变原因，制品取向可能在一个方向占优势形成单轴取向，也可能在两个方向上占优势，形成双轴取向。双轴取向会使制品得到综合的机械特性，所以在注塑制品中总希望得到双轴取向制品。而在纡维抽丝过程中却希望得到单轴取向。
对于取向分布的试验表明：取向最大是发生在距离制件表面20%的厚度处，发现取向程度随熔体温度与模温减小而增加，而提高注射压力或延长注射时间会增加制品的取向程度。
对聚苯乙烯试样表明：拉伸强度在平行取向方向上随取向度增加而提高，在垂直方向上则下降。
对聚甲醛的观察表明：注射时间的加长会使过渡晶区的厚度增加，注射压力的提高会使制品断裂伸长加大。
测试表明：注塑的残余应力与应变对制品质量有着重要影响，一般注塑制品有三种残余应变形式；A伴随热应力而产生的应变，B与分子冻结取向相关的残余应变，C形体应变，对一般塑料而言注射压力的增加会增加制品中的残余应力，而对AB S不十分明显。
对于制件拉伸特点的分布研究表明：一般聚合物的密度增加会提高拉伸强度，断裂伸长率和硬度，使冲击强度降低。
综上所述，如何能把这些理论应用到生产实践中去，改善工艺过程中的控制以减少材料，劳动量，达到缩短周期和减少废品的目的。
1.2注塑成型工艺流程
注塑成型过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个步骤。由于注射成型是一种间歇过程，因此保持定量加料，以保证操作稳定、塑料均匀最终获得良好制品。加料过多、受热时间过长等容易引起物料的热降解，同时注塑机的功率损耗增加；加料过少时，料桶内缺少传递介质，模腔内塑料熔体压力降低，难于补塑，容易引起制品出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。加入的塑料在料筒中加热，由固体粒子转
变为熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推到塑料桶前端；经过喷嘴、模具浇注系统进入并填满型腔，这一阶段称为“充模”。在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模中。使模腔中的塑料能形成完整而致密的的制品，这一阶段称为“保压”。当浇注系统中的塑料硬化后，继续保压以不再需要，因此可退回柱塞和螺杆，并加入新料；卸除料桶内塑料中的压力，同时并通入冷水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步冷却；这一阶段称为“冷却”。实际上冷却过程从塑料从注射入模腔就开始了，它包括从充模完成，保压到脱模前这一段时间。制品冷却到所需的温度后，就可以人工或机械方式脱模。所以注塑过程通常由塑化、冲模、保压、冷却和脱模等五个工序组成
。
1.3注塑成型设备
注塑成型机是注塑成型的主要设备；注塑机的类型和规格很多，目前其规格已经统一，以用注塑机‘一次所能注射的聚苯乙烯。克’为标准。但对于其分类还没有统一的意见。有按外形特征分类的，分为立式、卧式、旋转式；也有按塑料在料筒中的塑化方式分类的；也有按结构分类的，分为主赛事和螺杆式。目前多采用按结构特征来区分，并适当考虑外形。所以可分为柱塞式和螺杆式两类。最大注射量在60克以下的注塑机通常为柱塞式，60可以上的多数为移动螺杆式。
注塑机主要有注射系统、锁模系统、模具三部分组成。
1.4注塑成型工艺的主要影响因素
1.4.1料温
塑料的温度是由料筒控制的，多以料筒温度关系到塑料
的塑化质量。选定料筒的温度是，主要着眼于保证塑料塑化良好，能顺利实现注射而又不一起塑料局部降解等。
1.4.2模具温度
塑料充模后在模腔中冷却僵化而得到所需的形状。模具的温度影响物料熔体充满时的流动行为，并影响塑料制品的性能。模具的温度实际上决定了塑料熔体体的冷却速度，模具温度是有冷却介质控制的！
1.4.3注射压力
注射压力推动塑料熔体向料筒前端流动，塑料充满模腔而成形，所以它是塑料充满和成型的重要因素。它主要有三个方面的作用：（1）推动料筒中塑料箱前端移动，同时使塑料混合和塑化，柱塞必须提供克服固体塑料粒子和熔体在料筒和喷嘴中流动是所引起的阻力；（2）充模阶段注射压力应克服浇注系统和型腔对塑料的流动阻力，并使塑料获得足够的充模速度及流动长度，使塑料在冷却前能充满型腔；（3）保压阶段注射压力能压实模腔中的塑料，并对塑料因冷却而产生的收缩进行补料，时从不同方向先后进入模腔中的塑料融为一体，从而使制品保持形状精确，获得所需要的性能。
1.4.4注射周期和注射速度
完成一次注射成型所需的时间称注射周期。它由注射、保压时间、冷却和加料时间以及开模、辅助作业和闭模时间组成。
注射速度常用单位时间内柱塞移动的距离表示，有时也用重量或容积流率表示；注射速度主要影响塑料熔体在模腔内流动的行为，并影响模腔内压力、温度以及制品的性能。
第二章注塑成形的特点与研究概况
2.1气体辅助注射
气体辅助注射成型是从注射成型发展而来的。这一工艺克服了注射成
型的一个重要的缺限：缩痕。由于塑料固有的绝缘性，部件腔壁的冷却速度不均匀，导致了缩痕的产生。
气体辅助射出成型的工作原理是通过“欠料注射法”将树脂注入模腔中，接着将气体注入熔化的树脂。由于低压高温度，气体能够沿阻力最小的路径进入铸件的各个部分。当气体穿过成型件时，它会将壁厚部分的树脂熔液均匀地推向铸件的其他部分。
气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装置。它是独立于注塑机外的另一套系统，其与注塑机的
唯一接口是注射信号连接线。注塑机将一个注射信号注射开始或螺杆位置传递给气辅控制单元之后，便开始一个注气过程，等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号，开始另一个循环，如此反复进行。
气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体（通常为氮气），气体最高压力为35M P a，特殊者可达70M P a，氮气纯度≥98％。
气辅控制单元是控制注气时间和注气压力的装置，它具有多组气路设计，可同时控制多台注塑机的气辅生产，气辅控制单元设有气体回收功能，尽可能降低气体耗用量。今后气辅设备的发展趋势是将气辅控制单元内置于注塑机内，作为注塑机的一项新功能。气辅注塑是采用所谓的“短射”方法，即先在模腔内注入一定量的料（通常为满射时的70－95％），然后再注入气体，实现全充满过程。熔胶注射量与模具气道大小及模腔结构关系最大。气道截面越大，气体越易穿透，掏空率越高，适宜于采用较大的“短射率”。这时
如果使用过多料量，则很容易发生熔料堆积，料多的地方会出现缩痕。如果料太少，则会导致吹穿
如果气道与流料方向完全一致，那么最有利于气体的穿透，气道的掏空率最大。因此在模具设计时尽可能将气道与流料方向保持一致
2.2粉末冶金
粉末冶金是最早用来制造金属基复合材料的方法，早在1961年K o p e n a a l 等人就利用粉末冶金制造纤维体积含量为20%到40%的碳铝复合材料，但由于性能很低，也无有效措施加以提高，这种反方法已不再用来制造长纤维增强复合财力，而主要用来制造颗粒或晶须增强金属基复合材料。
2.2.1金属粉末工艺流程图
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粉末冶金法制造金属基复合材料的工艺流程图
常规的粉末冶金的工艺流程事先将混合粉末冷压成型,在经过烧结完成复合,其特点是设备要求相对较低,便于大批生产,制品的致密程度较低、空隙率较高，性能较低，对于力学性能要求较高的零件，通常采用挤压、轧制、锻压等二次成型手段进行致
密处理。但对于有润滑的耐磨零件，适当的空隙存在对连续油膜的形成、减少摩擦系数有利，则无需进行致密处理。
常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型，粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作用，使制件结合为具有一定强度的整体。压力越大则制件密度越大，强度相应增加。有时为减小压力合增加制件密度，也可采用热等静压成型的方法将压制成型的制件放置在采用还原性气氛的闭式炉中进行烧结，烧结温度约为基体金属熔点的2/3～3/4倍。由于高温下不同种类原子的扩散，粉末表面氧化物的被还原以及变形粉末的再结晶，使粉末颗粒相互结合，提高了粉末冶金制品的强度，并获得与一般合金相似的组织。经烧结后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，属于多孔性材料。
一般情况下，烧结好的制件能够达到所需性能，可直接使用。但有时还需进行必要的后处理。如精压处理，可提高制件的密度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。
2.2.2粉末冶金的应用
1、在汽车行业的应用。据文献报道，2003年，北美粉末冶金机械零件在轿车中的使用为12.3kg；日本轿车平均每辆为 6.5k g；欧洲平均每辆车为7kg；国内上海普通桑塔纳轿车每辆为6kg；上海通用别克轿车为12k g左右。
2、在家电行业。随着国内空调机、冰箱等家电迅速发展，粉末冶金在该领域得到了发展，其中压缩机中活塞、连杆、缸体、缸盖等重要部件都采用粉末冶金。
3、在电动工具行业。由于电动工具中存在大量齿轮，而粉末冶金齿轮的制造成本低、噪声低、自润滑性能好等优点，不少电动
具制造厂家使用粉末冶金替代机加工齿轮，扩大粉末冶金产品的应用范围。
2.3低压结构发泡注塑成型技术
随着高分子成型工艺技术的发展，结构发泡注塑与气体辅助注塑两项成型工艺越加完善，应用领域不断扩大。但是，随着人们生活水平的日渐提高，对很多产品提出了更高的要求，比如在音响号筒领域大家越来越关注音质效果以及产品的耐用性、外观效果等等。传统的注塑已经很难满足这些塑件的需求，低压结构发泡注塑的诞生填补了传统注塑技术的空白。最早是20世纪20年代初期的泡沫胶木，用类似制造泡沫橡胶的方法制取；30年代出现硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫；50年代则有可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫。现在，基本上所有的塑料，包括热塑性和热固性的都可以发泡。工业上的制备方法有：挤出发泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等等。其中，注塑发泡是最重要的成型方法之一，也是低压结构发泡注塑的前身。
2.3.1发泡工艺流程
1、将我们通常用的材料如：A BS、HI PS、P P等（注意必须是成型温度与A C发泡剂发泡温度接近的塑料），与A C进行一定比例的混合，通常比例为0.5%-5%。
2、混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭。
3、气体辅助设备运转向密封模具内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡。
4、当模腔压力达到0.8-2.0M P A时，自锁式喷嘴阀门打开开始注
射，熔融塑料通过模具内的热流道的加热，让发泡剂达到发泡温度。
5、塑料即将填满模腔时（通常在90%-95%左右），气体辅助设备开始排气，与此同时塑料件内部也充分进行发泡，最后添满整个模腔。
2.3.2常见的缺陷及解决
1、注塑件缩水：由于填充过于饱和经常会造成发泡不充分，因而造成筋位和柱位的缩水。解决方法：减少注射量、降低注气时间、降低注气压力、提高喷嘴温度。
2、注塑件欠注：由于注塑量不足经常会有欠注现象。解决方法：适当增加注塑量。
3、熔体破裂、气痕：由于充填不均匀或者发泡的时机不对，在注塑件表面会有橘皮状缺陷或者有类似于熔接痕的缺陷。
解决方法：调整注塑件充填平衡，适当降低浇口位置填充速度、降低气体压力，适当提高气体排放的斜率、降低料管温度，避免材料在料管中提前发泡。其他的缺陷处理办法与传统注塑比较接近，在此不再重复说明。主要是通过气体辅助设备调整模具内部的压力，进而控制发泡剂发泡的时机
2.4热固塑料注射成型
2.4.1热固塑性成型发展
热固性树脂在受热或在固化剂的作用下，能发生交联而变成不熔不溶状态的树脂。
热固性塑料在热固性树脂中加入增强材料、填料及各种助剂所制得的制品称为热固性塑料热固性塑料具有耐热好、刚性大、
价格低等优点，随着塑料工业的发展，热固性塑料制品的应用也越来越广泛。
20世纪60年代前，→ 压制和挤出工艺加工
20世纪60年代后，→ 注射成型工艺。
其中日本已有85％的热固性塑料制品是用注射成型方法获得的， 我国70年代开始推广应用热固性塑料注射成型工艺，目前只占所有热固性塑料制品的3％～4％，
可见热固性塑料注射成型工艺技术在我国是大有发展空间。
2.4.2成型原理及工艺过程
加热
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注射 反应 冷却
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热固性塑料受热成型过程中不仅发生物理状态的变化，而且还发生不可逆的化学变化。这种历程的快慢取决于温度和经历的时间。为使注射过程顺利进行，应控制使物料通过喷嘴时必须达到最好的流动性，
物料进入模腔后，反应基团与加入的固化剂发生交联反应，使线性树脂逐渐变成体型结构。
反应过程中，会逐渐释放出低分子物(如氨、水等)，必须及时排出，才能保证反应顺利进行。
当交联反应进行到使模内物料的物理—力学性能达到最佳值时，即可以从模内脱出，成为制品。
2.4.3热固性材料加工的要求
1、在工艺条件方面，对于温度、压力与时间的控制均要因料筒、模具内物料的
运动与反应阶段而进行选择。
2、在原料方面，不同塑料顺利变成注射制品的难易程度是不同的。例如，酚醛塑料具有较好的成型工艺性。
3、在设备方面，要求设备有精确的加热控温精度，较高的注射压力和较高的锁模力吨位。注射成型机的锁模系统还应伴随有排气动作等。
2.5电磁动态塑化注射成型
2.5.1电磁动态塑化注射成型简介
聚合物动态注射成型技术以及实现该技术的塑化注射装置。注射成型加工过程中使注射螺杆产生轴向脉动的激振力，可以利用电磁、机械、液压等方式来产生。电磁式振动塑化注射装置结构紧凑、振动频率高；模块化设计的液压激振装置结构简单，输出功率高，方便对传统塑料注射机进行改造。新技术具有加工能耗低制品质量高等特点，通过控制振动频率与振幅可以对制品的质量进行调控。
2.5.2电磁动态塑化注射成型技术
注射成型过程中引入振动，使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动，则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化，改变外加振动力的振动频率与振幅，熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化，熔体进入模腔进行填充压实的效果也必然会发生相应的变化。通过调控外加振动力的振动频率与振幅，可以使注射成型在比较低的加工温度下进行，或者是可以降低注射压力和锁模力，从而减小成型过程所需的能耗，减小制品中的残余应力，提高制品质量。
在动态注射成型过程中，塑化计量、注射、保压阶段螺杆均处于周期性脉动状态。在不同外加振动频率与振幅下，动态注射充模过程的模腔压力变化的。外加振动频率或振幅为零的情况相当于传统的注射成型充模。动态注射充模过程的模腔压力上升比较快，而且可以达到比较高的峰值，表明该过程的压力损耗要小，这主要是熔体表观粘度下降的结果。相应地，熔体的充模能力也将有所提高。
参考文献
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常用塑料注塑工艺参数表
常用塑料注塑工艺参数表：
常用塑料注塑工艺参数（2） 2010-06-16 20:02:13| 分类：个人日记| 标签：|字号大中小订阅 聚甲醛加工参数聚甲醛的成型收缩率聚甲醛的后收缩九、PC注塑工艺特性与工艺参数的设定1、聚集态特性属于无定型塑料，Tg 为149～150℃；Tf为215～225℃；成型温度为250～310℃； 2、热稳定性较好，并随分子量的增大而提高。但PC高温下遇水易降解，成型时要求水分含量在0.02%以下。高温下水分对PC特别有害。在成型前，PC树脂必须进行充分干燥（并且应当充分注意防止干燥过的物料再吸湿）。干燥效果的快速检验法，是在注塑机上采用“对空注射”。 3、熔体粘度高，流动性较差，其流动特性接近于牛顿流体，熔体粘度受剪切速率影响较小，而对温度的变化十分敏感，在适宜的成型加工温度范围内调节加工温度，能有效地控制PC的粘度。4、由于粘度高，注射压力较高，一般控制在80～120MPa。对于薄壁长流程、形状复杂、浇口尺寸较小的制品，为使熔体顺利、及时充模，注射压力要适当提高至120～150MPa。保压压力为80～100MPa。 5、成型时，冷却固化快，为延迟物料冷凝，需控制模温为80～120℃。6、PC分子主链中有大量苯环，分子链的刚性大，注塑中易产生较大的内应力，使制品开裂或影响制品的尺寸稳定性；（在100℃以上作长时间热处理，它的刚硬性增加，内应力降低）。PC的典型干燥曲线台湾奇美典型牌号加工参数：十、PA及玻纤增强PA注塑工艺特性与工艺参数设定 1、常用品种及其熔点：q 品种：尼龙-66；尼龙-610；尼龙-1010；尼龙-1212；尼龙-46尼龙-6；尼龙-7；尼龙-9；尼龙-11；尼龙-12；尼龙-66/6、尼龙-66/610；尼龙-6∕66∕1010；尼龙-66/6/610q 熔点：尼龙n系列：尼龙－6 215～220℃；尼龙－12为178℃；尼龙m,n系列：尼龙－46 295 ℃；尼龙－66 255～265℃；尼龙－610 215～223℃；尼龙－1010 200℃；共缩聚尼龙：由于分子链的规整性较差，结晶性和熔点一般较低，如尼龙－6∕66∕1010的熔点仅为155～175℃，但其有较好的透明性和弹性。2、熔点高，熔化范围窄（约10℃）。考虑到PA熔点高、热稳定性较差，故加工温度不宜太高，一般高于熔点30℃左右即可。3、吸湿性大，且酰胺基易于高温水解，引起分子量严重降低；（须严格干燥至含水量低于0.05％，尤其是回料使用时更应严格干燥，必要时可添加“增粘剂”。）4、熔体粘度低，表观粘度对温度敏感，由于熔体的冷却速率快，要防止塑料堵塞喷孔、流道、浇口等。为阻止熔体逆流，螺杆头应装有止逆环；另外，为防止喷嘴处熔体的“流涎”现象，应选用自锁式喷嘴。5、注射PA时不需高的注射压力，一般选取范围为70～100MPa，通常不超过120MPa。注射速率宜略快些，这样可防止因冷却速率快而造成波纹及充模不足等问题。 6、模具温度一般控制在40～90℃。模具温度对制品的性能影响较大。 7、酰胺基在高温下对氧敏感，容易发生氧化变色（必要时可添加尼龙专用的热稳定剂）； 8、高结晶性，成型收缩率大，易产生结晶应力，并且明显随制品的厚度增大而增加；9、成型后制品的缓慢吸湿易引起尺寸精度的较大变化。这点也被利用来进行调湿处理，通常可在沸水或醋酸钾水溶液（醋酸钾与水的比例为1.25∶1，沸点为121℃）中进行。 10、熔体着色所适用的有机颜料品种较少（酰胺基具有还原性，加之成型温度高）。尼龙吸水率尼龙及玻纤增强尼龙成型温度PA46安全加工温度－时间组合图玻璃纤维增强尼龙（GF－PA）工艺特性1、GF-PA中由于含大量玻纤，注塑中存在四大问题：（1）流动性差。（2）收缩率小，且各向异性明显。（3）制品性能易出现波动。（4）制品表面粗糙度数值大。 2、由于流动性差，且加入玻纤后的熔体冷凝硬化快，需要比未加玻纤时提高温度约10－30 ℃；3、应采用较大的注射速率和较高的注射压力； 4、由于大量玻纤引起的高粘度，增强尼龙可用通用喷嘴；5、对机筒的磨损大；6、为使增强尼龙制品有较高的强度，需要注意尽可能地保护玻纤的长度，减少玻纤损伤；（从螺杆、喷嘴、浇口等装备因素到注塑工艺条件）7、玻纤增强料成型加工中最常有缺陷：“浮纤”或称“玻纤外露”；玻纤取向引起的各向异性；熔接痕处强度特低；纤维取向不同厚度处的取向状况皮－芯效应与熔接痕前锋料遇到障碍后分流－合流－熔接玻纤含量与熔接痕强度十一、PMMA注塑工艺特性与工艺参数的设定 PMMA树脂俗称“压克力”，国内著名商品牌号有372＃（实为MS）1、PMMA无定形聚合物，Tg为105℃，熔融温度大于160℃，而分解温度高达270℃以上，成型的温度范围较宽；2、PMMA树脂颗粒易吸收水份，而这些水分的存在，在成型过程中由于受热挥发，导致熔体起泡、膨胀、使制品出现银丝、气泡、透明度变差、有糊斑等问题。PMMA在热风循环干燥设备上的干燥，其干燥工艺参数：温度为70～80℃，时间为2～4h；3、 PMMA熔体粘度对温度变化比较敏感。注射温度的改变对熔体流动长度的影响要比注射压力与比注射速率明显些，更比模具温度显著得多。故在成型时改变PMMA的流动性主要是从注射温度着手。但选用高料温时易受其它工艺参
薄壁注塑成型技术的研究进展
薄壁注塑成型技术的研究进展 摘要：由于3C产品向轻、薄、短、小方向发展得越来越快，所以薄壁注塑成型技术也受到人们的高度重视，而薄壁注塑成型数值模拟技术是薄壁注塑成型技术得以应用的重要保证。本文介绍了薄壁注塑成型技术产生的背景和科学意义，综述了薄壁注塑成型中的制品设计、模具设计、注塑机和材料选用以及薄壁注塑成型数值模拟技术的研究与应用概况，探讨了薄壁注塑成型数值模拟技术发展中所面临的一些关键问题，指出了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究发展方向。关键词：薄壁注塑成型；模具设计；数值模拟；流长厚度比；冷凝层。近年来，笔记本电脑和移动电话等3C（Computer, Communication and Consumer）产品更新换代的速度非常快，这类产品的设计理念正朝着“轻、薄、短、小”方向发展，同时人们对这些产品的需求也在快速增长，于是在常规注塑成型（Conventional Injection Molding, CIM）技术的基础上，薄壁注塑成型（Thin-Wall Injection Molding , TWIM）技术迅速发展起来。薄壁化因具有减小产品重量及外形尺寸、便于集成设计及装配、缩短生产周期、节约材料和降低成本等优点成为塑料消费行业追求的目标，已成为塑料成型行业中新的研究热点。薄壁注塑成型技术是一种仅有十几年发展历史的新兴技术，其理论体系尚未形成，缺少系统性的研究，而薄壁注塑成型数值模拟研究也只是近几年才提出的，还有许多理论上和实践中的问题尚待解决。薄壁注塑成型技术的概念目前关于薄壁注塑成型还没有统一的定义，Mahishi 和Maloney把其定义为流长厚度比L/T（L：Length，流动长度；T：Thickness，塑件厚度；L/T也简称为流长比）在100或者150以上的注塑为薄壁注塑；而Whetten和Fasset是这样定义薄壁注塑成型的：所成型塑件的厚度小于1mm，同时塑件的投影面积在50cm2以上的注塑成型。由此可见要给出一个统一的定义还是比较困难的；同时随着技术的发展，薄壁注塑成型定义的临界值也将发生变化，它应该是一个相对的概念。常规注塑成型工艺已为人们所熟悉，但薄壁注塑成型则不然，因为随着壁厚的减薄，聚合物熔体在型腔中的冷却速度加剧，在很短的时间内就会固化，这使得成型过程变得复杂，成型难度加大，常规的注塑成型工艺条件已不能满足需要。常规注塑成型的一个不足就是填充过程和冷却过程往往是交织在一起的，但由于常规塑件的尺寸比较大，所以对成型过程影响不大，但在薄壁注塑成型中这个不足就成为致命的问题。所以，不能把常规注塑成型中的理论和操作简单地照搬到薄壁注塑成型中去。薄壁注塑成型中的制品设计、模具设计、注塑机及材料选用薄壁制品的设计思想和方法更为复杂，并进一步受到成型局限及材料选择的影响。薄壁制品要求应该具有高的冲击强度、良好的外观质量和尺寸稳定性，并能承受大的静态载荷，成型材料的流动性要好。设计过程中要重点考虑制品的刚性、抗冲击性和可制造性。成型薄壁制品时一般需要专门设计的薄壁制品专用模具。与常规制品的标准化模具相比，薄壁制品的模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都发生了重大变化。主要表现在以下几个方面：（1）模具结构：为承受成型时的高压，薄壁成型模具的刚度要大、强度要高。因此模具的动、定模板及其支承板重量较大，厚度通常比传统模具的模板要厚。支撑柱要多，模具内可能要多设置内锁，以保证精确定位和良好的侧支撑，防止弯曲和偏移。另外，高速射出速度增加了模具的磨损，因此模具要采用较高硬度的工具钢，高磨损、高冲蚀区（如浇口处）硬度应大于HRC55。（2）浇注系统：成型薄壁制品，特别是制品厚度非常小时，要使用大浇口，而且浇口应该大于壁厚。如是直浇口应设置冷料井，以减少浇口应力，协助填充，减少制品去除浇口时的损坏。为保证有足够的压力充填薄的模腔，流道系统中应尽可能减少压力降。为此，流道设计要比传统的大一些，同时要限制熔体的驻留时间，以防止树脂降解劣化。当是一模多腔时，浇注系统的平衡性要求远高于常规模具的要求。值得注意的是薄壁制品模具的浇注系统中还引入了两项先进技术，即热流道技术和顺序阀式浇口（SVG）技术。（3）冷却系统：薄壁制品不像传统壁厚件那样可以承受较大的因传
注塑成型工艺流程图
注塑成型工艺流程图 一、注塑成型的基本原理： 注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。 二、注塑成型的四大要素: 1.塑胶模具 2.注塑机 3.塑胶原料 4.成型条件 三、塑胶模具 大部份使用二板模、三板模，也有部份带滑块的行位模。 基本结构: 1.公模（下模）公模固定板、公模辅助板、顶针板、公模板。2.母模（上模) 母模板、母模固定板、进胶圈、定位圈。3.衡温系统冷却.稳（衡）定模具温度。 四、注塑机 主要由塑化、注射装置，合模装置和传动机构组成；电气带动电机，电机带动油泵，油泵产生油压，油压带动活塞，活塞带动机械，机械产生动作； 1、依注射方式可分为： 1.卧式注塑机 2.立式注塑机 3.角式注塑机 4.多色注塑机 2、依锁模方式可分为： 1.直压式注塑机 2.曲轴式注塑机 3.直压、曲轴复合式 3、依加料方式可分为：
1.柱塞式注塑机 2.单程螺杆注塑机 3.往复式螺杆注塑机4、注塑机四大系统： 1.射出系统 a.多段化、搅拌性及耐腐蚀性。 b.射速、射出、保压、背压、螺杆转速分段控制。 c.搅拌性、寿命长的螺杆装置。 d.料管互换性，自动清洗。 e.油泵之平衡、稳定性。 2.锁模系统 a.高速度、高钢性。 b.自动调模、换模装置。 c.自动润滑系统。 d.平衡、稳定性。 3.油压系统 a.全电子式回馈控制。 b.动作平顺、高稳定性、封闭性。 c.快速、节能性。 d.液压油冷却，自滤系统。 4.电控系统 a.多段化、具记忆、扩充性之微电脑控制。 b.闭环式电路、回路。 c.SSR(比例、积分、微分)温度控制。
热塑性弹性体的注塑成型工艺
TPR/TPE热塑性弹性体的注塑成型工艺
TPR的干燥 根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPR含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。 TPR染色 以SBC为基础的TPE在颜色上优于大多数其它TPR材料。所以，它们只需要较少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果，而且所产生的颜色比其它TPR更为纯净。一般说来，色母料的粘度应该比TPR的粘度低，这是因为TPR的熔融指数比色母料高，这将有利于分散过程，使得颜色分布更加均匀。 对于以SBS为基础的TPE，推荐采用聚苯乙烯类载色剂。 对于以较硬的SEBS为基础的TPR，推荐采用聚丙烯(PP)载色剂。 对于以较软的SEBS为基础的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。对于较软的品种，不推荐采用PP载色剂，因为复合材料的硬度将受到影响。 对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。 注塑前需要清洗料筒 新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于TPR材料，可用所加工的新料置换出过渡清洗料。TPR的成型温度 在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是进行TPR加工注塑时温度设定的一些建议。 进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定
注塑成型工艺
目录 第一章注塑成型 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 注射成型的工艺过程 (1) 第二章注射成型 (3) 2.1加料 (3) 2.2加热塑化 (3) 2.3注射成型 (4) 第三章设备选型 (6) 3.1 设备选型总原则及要求 (6) 3.1.1 设备选型的原则 (6) 3.1.2 设备选型的要求 (6) 3.2 注塑机的选择 (7) 第四章参考文献 (8)
第一章注塑成型 1.1 概述 注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑还可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，注射成型是通过注塑机和模具来实现的。 塑料注塑是塑料制品的一种方法，将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型得到想要各种塑料件。有专门用于进行注塑的机械注塑机。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。 1.2 注射成型的工艺过程 完整的注塑成型工艺过程包括成型前的准备，注射成型和成型后的加工处理三个阶段，归纳见图1-1： 塑料性能检测丨丨切除流到货物 预热、干燥丨制品初检→热处理 着色、造粒↓↑丨机械加工 嵌件预热、安放→→注射成型丨热处理 涂脱模剂↑丨修饰 试模丨丨装配 清洗料筒质量检验 成型前准备注射成型成型后的加工处理 图1-1 注塑成型工艺过程 1.2.1 计量加料与预塑化 加料量应等于制品的质量与浇道内料柱质量之和。加料时由料斗口下端的计量装置控制。当注射保压动作完成后，螺杆后退时，粒料均匀的落入机筒内被预塑化。 预塑化是当加入机筒内的粒料在一定温度范围内被转动的螺杆推向机筒前端，在温度作用下再加上螺杆转动中的挤压，剪切和摩擦力等综合条件影响，原料塑化成熔融状
常用塑料注塑成型缺陷及解决方案设计
第一章注塑成型缺陷及解决方法 第一节欠注 一．名词解释 熔料进入型腔后没有充填完全，导致产品缺料叫做欠注或短射。如图所示。 二. 故障分析及排除方法： 1.设备选型不当。在选用注塑设备时，注塑机的最大注射量必须大于塑件重量。在验核时，注射总量（包括塑件、浇道及飞边）不能超出注射机塑化量的85%。 2. 供料不足，加料口底部可能有“架桥”现象。可适当增加射料杆注射行程，增加供料量。 3. 原料流动性能太差。应设法改善模具浇注系统的滞流缺陷，如合理设置浇道位置、扩大浇口、流道和注料口尺寸以及采用较大的喷嘴等。同时，可在原料配方中增加适量助剂，改善树脂的流动性能。 4. 润滑剂超量。应减少润滑剂用量及调整料筒与射料杆间隙，修复设备。 5.冷料杂质阻塞流道。应将喷嘴拆卸清理或扩大模具冷料穴和流道的截面。 6. 浇注系统设计不合理。设计浇注系统时，要注意浇口平衡，各型腔塑件的重量要与浇口大小成正比，是各型腔能同时充满，浇口位置要选择在厚壁部位，也可采用分流道平衡布置的设计方案。若浇口或流道小、薄、长，熔料的压力在流动过程中沿程损失太大，流动受阻，容易产生填充不良。对此应扩大流道截面和浇口面积，必要时可采用多点进料的方法。 图5-1 制品缺料示意图
7. 模具排气不良。应检查有无冷料穴，或其位置是否正确，对于型腔较深的模具，应在欠注部位增设排气沟槽或排气孔，在合理面上，可开设0.02-0.04mm，宽度为5-10mm的排气槽，排气孔应设置在型腔的最终充填处。使用水分及易挥发物含量超标的原料时也会产生大量气体，导致模具排气不良，此时应对原料进行干燥及清除易挥发物。此外，在模具系统的工艺操作方面，可通过提高模具温度，降低注射速度、减小浇注系统流动阻力，以及减小合模力，加大模具间隙等辅助措施改善排气不良。 8. 模具温度太低。开机前必须将模具预热至工艺要求的温度。刚开机时，应适当节制模具冷却剂的通过量。若模具温度升不上去，应检查模具冷却系统设计是否合理。 9. 熔料温度太低。在适当的成型围，料温与充模长度接近于正比例关系，低温熔料的流动性能下降，式的充模长度减短。应注意将料筒加热到仪表温度后还需恒温一段时间才能开机。如果为了防止熔料分解不得不采取低温注射时，可适当延长注射循环时间，克服欠注。 10. 喷嘴温度太低。在开模时应使喷嘴与模具分离。减少模温对喷嘴温度的影响，使喷嘴处的温度保持在工艺要求的围。 11. 注射压力或保压不足。注射压力与充模长度接近于正比例关系，注射压力太小，充模长度短，型腔充填不满。对此，可通过减慢射料杆前进速度，适当延长注射时间等办法来提高注射压力。 12. 注射速度太慢。注射速度与充模速度直接相关。如果注射速度太慢，熔料充模缓慢，而低速流动的熔体很容易冷却，使其流动性能进一步下降产生欠注。对此，应适当提高注射速度。 13. 塑件结构设计不合理。当塑件厚度与长度不成比例，形体十分复杂且成 图5-2 流道过细而凝固 图5-3 困气产生背压阻料
注塑成型的基本知识及常见不良
注塑成型的基本知识及常见不良 （结合本公司设备进行） 一、注塑的基本原理： 1将原料预热，去除原料中的水份（预加工）； 2.原料进入料筒进行加热，（固体原料变为液体），压注入模具里； 3?经冷却（液体变为固体）后出模，去除飞边、退火等加工后变为成品。 螺杆式注射机的模塑原理：先动模与定模全模，注射油缸活塞推动螺杆按要求的注射压力和注射速度将已塑化的塑料经喷嘴及模具的浇注系统射入型腔，当塑料充满型腔后，螺杆继续对塑料保持一定压力，促使塑料补充塑件冷却收缩所需之料，同时阻止塑料倒流。经一定时间的保压后，注射油缸活塞压力消失，螺杆开始转动，这时，由料斗落入料筒的塑料在料筒中塑化。当模具型腔内的塑件（部品）冷却定型后，模具打开，在模具推出机构的作用下（顶针），塑件由模具型腔中脱出。 二、注塑的基本操作： 本公司有全自动和半自动两种形式。 1.关安全门---- 自动锁模------- 射台前进——射胶------ 溶胶 ----- 倒索 再循循------ 开安全门------ 顶针顶出 ---- 开模----- 射台后退呻 「1?热固性塑料：在受热或其他条件作用下，能固化成不熔，不熔性物料；塑料V 2 .热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却凝固。 三、常用塑料及性能 1.常用热固性塑料：酚醛、氨基（三聚氰胺、脲醛）、聚邻苯=甲酸丙烯酯（DAP）、硅酮、环 氧村脂、玻璃纤维增强塑料等。 2.常用热塑性塑料：硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丁苯橡胶改性聚苯 乙烯、聚苯乙烯改性有机玻璃、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁=烯-丙烯腈共聚物 （ABS ）、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、氯化聚醚、聚砜、聚苯醚、氟塑料、醋酸纤维素、聚酰亚胺等。 公司常用：ABS （苯乙烯-丁=烯-丙烯腈共聚物）、POM （聚甲醛）、PPS（聚苯硫醚）、PA （聚酰胺） 四、注塑部品的常见不良：
常用塑料模具零部件材料解析
６.4 常用塑料模具零部件材料 塑料注射模具结构比较复杂,一套完整的模具有各种各样的零件，各个零件在模具中所处的位置、作用不同,对材料的性能要求就有所不同。合理选择模具零件的材料,是生产高质量模具、提高效率、降低成本的基础。 ６.4.１塑料注射模具对材料的基本要求 对于塑料注射模具,模具零件材料的基本要求如下。 1. 具有良好的机械加工性能 塑料注射模具零件的生产，大部分由机械加工完成。良好的机械加工性能是实现高速加工的必要条件。良好的机械加工性能能够延长加工刀具的寿命,提高切削性能，减小表面粗糙度值，以获得高精度的模具零件。 2.具有足够的表面硬度和耐磨性 塑料制品的表面粗糙度和尺寸精度、模具的使用寿命等,都与模具表面的粗糙度、硬度和耐磨性有直接的关系。因此，要求塑料注射模具的成型表面有足够的硬度，其淬火硬度应不低于55 ＨRC,以便获得较高的耐磨性,延长模具的使用寿命。 ３. 具有足够的强度和韧性 由于塑料注射模具在成型过程中反复受到压应力（注射机的锁模力)和拉应力（注射模型腔的注射压力)的作用,特别是大中型和结构形状复杂的注射模具,要求其模具零件材料必须有高的强度和良好的韧性,以满足使用要求。 4. 具有良好的抛光性能 为了获得高光洁表面的塑料制品,要求模具成型零件表面的粗糙度值小，因而要求对成型零件表面进行抛光以减小其表面粗糙度值。为保证抛光效果，模具材料不应有气孔、杂质等缺陷。 5.具有良好的热处理工艺性 模具材料经常依靠热处理来达到必要的硬度,这就要求材料具有较好的淬硬性和淬透性。塑料注射模具的零件往往形状较复杂，淬火后进行加工较为困难，甚至根本无法加工，因此模具零件应尽量选择热处理变形小的材料，以减少热处理后的加工量。 6.具有良好的耐腐蚀性
注塑成型技术手册
常用膠粒及特性 一.ABS ABS是簡稱，全名:Acrylonitrle -butadiene-styrene plastics, 中文名:丙烯錛---丁二烯---笨乙烯塑膠 ABS特性： 1.簡易分辨法： 易燃燒,火焰拿走后不熄滅 火焰的顏色-----黃色黑煙 燃燒后的狀態-----熔融落下 氣味-----------------橡膠味..辣味 2.成形條件 加熱溫度（。C)：190-260 模具溫度（。C)：50-70 射出壓力（kg/cm2):500-1500 收縮率（1/1000)：3~8 3.特征與用途： 特征:乳白色半透明,沖擊性比PS差,流動性佳,化學電鍍密著佳,耐熱性佳。 用途： 電氣-------電氣零件,機身外殼 機械-------機械之構造體.金屬化用品 建筑-------陳列櫥 日用品----文具.容器.吸塵機零件 4.射出成形時注意事項 (1).有吸濕性,成形時須預備干燥(80。C-- 90。C之溫度約4-8小時,以后需間隙烘干,建議烘干15分鐘,間 隙45分鐘)。 (2).流動性佳,可制各種成品。 (3).成形性因其組成之成分不同而有極大差異,須特別注意。 (4).加熱溫度依成分不同而異,須特別注意。 (5).熔融時流動性比PS差,因此注道流道須較大。 (6).超過260 。C則熱分解會變質。 (7).為防止凹入情形宜加大射出壓力并保壓。 (8).離型性不良宜多用離型劑 二.PC PC是簡稱,PC的英文名：Polycarbonate,PC的中文名：聚碳酸酯 PC特性： 1.成形條件： 加熱溫度（。C):260~320 模具溫度（。C)：80~120 射出壓力（kg/cm2):1000~1500 收縮率（1/1000)：5~8 2.特征與用途： 特征：高低溫之機械性良,特別耐沖墼,低溫安定性好,耐候.透明 用途： 電氣-------計算機零件.電氣零件
成型工艺流程及条件介绍
成型工艺流程及条件介绍第一節成型工艺 1.成型工艺参数类型 (1). 注塑参数 a.注射量 b.计量行程 c.余料量 d.防诞量 e.螺杆转速 f.塑化量 g.预塑背压 h.注射压力和保压压力 i.注射速度 (2)合模参数 a.合模力 b.合模速度
c.合模行程. d.开模力 e.开模速度 f.开模行程 g.顶出压力 h.顶出速度 i.顶出行程 2.温控参数 a.烘料温度 b.料向与喷嘴温度 c.模具温度 d.油温 3.成型周期 a.循环周期 b.冷却时间 c.注射时间
d.保压时间 e.塑化时间 f.顶出及停留时间 g.低压保护时间 成型工艺参数的设定须根据产品的不同设置. 第二节成型条件设定 按成型步骤:可分为开锁模,加热,射出,顶出四个过程. 开锁模条件: 快速段中速度 低压高压速度 锁模条件设定: 1锁模一般分: 快速→中速→低压→高压 2.快锁模一般按模具情况分,如果是平面二板模具,快速锁模段可用较快速度,甚至于用到特快,当用到一般快速时,速度设到55-75%,完全平面模可设定到
80-90%,如果用到特快就只能设定在45-55%,压力则可设定 于50-75%,位置段视产品的深浅(或长短)不同,一般是开模 宽度的1/3. 3.中速段,在快速段结束后即转换成中速,中速的位置一般 是到模板(包括三板模,二板模)合在一块为止,具体长度应 视模板板间隔,速度一般设置在30%-50%间,压力则是 20%-45%间. 4.低压设定,低速设定一般是在模板接触的一瞬间,具体位 置就设在机台显示屏显示的一瞬间的数字为准,这个数字一般是以这点为标准,,即于此点则起不了高压,高于此点则大,轻易起高压.设定的速度一般是15%-25%,视乎不同机种而定,压力一般设定于1-2%,有些机则可设于5-15%,也是视乎不同机种不同. 5.高压设定,按一般机台而言,高压位置机台在出厂时都已 作了设定,相对来讲,是不可以随便更改的,比如震雄机在 50P.速度相对低压略高,大约在30-35%左右,而压力则视乎 模具而定,可在55-85%中取,比如完全平面之新模,模具排气良好,甚至于设在55%即可,如果是滑块较多,原来生产时毛 边也较多,甚至于可设在90%还略显不足. 加热工艺条件设定
几种注塑成型技术要点
几种注塑成型技术要点Newly compiled on November 23, 2020
河南机电高等专科学校 先进制造技术课程论文 论文题目：几种注塑成型技术、技术特点、应用 情况分析研究 系部：机械工程系 专业：机械制造与自动化 班级：机制 113 学生姓名 学号： 指导教师： 2013年 10 月 10 日 绪论 随着塑料工业的迅速发展，塑料成型设备也得以相应的发展，塑料成型加工的方法很多，其中注射成型是最重要的成型方法之一，注塑成型占塑料制品占总量的30%以上。注射成型是使热塑性或热固性模塑料先在加热机筒中均匀塑化。而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。注塑成型具有一次能成型形状复杂，尺寸精度高和带有金属嵌件等特点。 第一章注塑成型技术介绍 引言 注塑成型即成注射成型或者注射模塑，使热塑性塑料的一种重要成型方 法。迄今为止除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方 法；它的特点是生产周期快、适应性强、生产效率高自动化高，因此可以 广泛的应用与塑料制品的生产中。从塑料产品的形状来看。除了管、棒、
板等型材不能采用此方法生产外、其他都可以用此方法成型；它所生产的产品占目前塑料制品生产的20%~30%。 近年来无论在注塑理论和实践方面，还是在注塑工艺和成型设备方面都有较深的研究和进展。 注塑时，首先遇到的是注塑的可成型性，这是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎质量要求的品。并希望能在满足质量要求的前提下，以最短注塑周期进行高效率生产。 不同的高分子材料对其加工的工艺条件及设备的感性别很大，材料性和工艺条件将最终影响塑料制品的理机械性能，因此全面了解注塑周期内的工作程序，搞清可成型性和成型工艺条件及各种因素的相互作用和影响，对注塑加工有重要意义。 在对充模压力的影响实验表明：高聚物的非牛顿特性越强，则需要的压越低；结晶型比非结晶型高聚物制品有更大的收收缩，在相变中比容变化较大。 在对注塑过程中大分子取向的机理研究证明聚合物熔体受剪切变形时，大分子由无规卷曲状态解开，并向流动方向延伸和有规则的排列，如果熔体很快冷却到相变温度以下，则大分子没有足够的时间松和恢复到它原来的无规则卷曲的构象程度，这时的聚合物就要处于冻结取向状态，这种冻结取向使注塑制品在双折射热传导以及力学性质方面显示出各向导性。由于流变学和聚合物凝固过程的形变原因，制品取向可能在一个方向占优势形成单轴取向，也可能在两个方向上占优势，形成双轴取向。双轴取向会使制品得到综合的机械特性，所以在注塑制品中总希望得到双轴取向制品。而在纡维抽丝过程中却希望得到单轴取向。 对于取向分布的试验表明：取向最大是发生在距离制件表面20%的厚度处，发现取向程度随熔体温度与模温减小而增加，而提高注射压力或延长注射时间会增加制品的取向程度。 对聚苯乙烯试样表明：拉伸强度在平行取向方向上随取向度增加而提高，在垂直方向上则下降。 对聚甲醛的观察表明：注射时间的加长会使过渡晶区的厚度增加，注射压力的提高会使制品断裂伸长加大。 测试表明：注塑的残余应力与应变对制品质量有着重要影响，一般注塑制品有三种残余应变形式；A伴随热应力而产生的应变，B与分子冻结取向相
注塑机工艺流程
塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——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，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。（莱普乐注塑机节能改造网提供） 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。高速填充时剪切率较高，塑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。 低速填充。热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，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，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（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差。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。熔接痕不仅影响塑件外观，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。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，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 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。 在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域，塑料较
常用塑料注塑成型缺陷及解决方案
. 第一章注塑成型缺陷及解决方法 第一节欠注 一．名词解释 。如图所示。熔料进入型腔后没有充填完全，导致产品缺料叫做欠注或短射 图5-1 制品缺料示意图 二. 故障分析及排除方法： 1.设备选型不当。在选用注塑设备时，注塑机的最大注射量必须大于塑件重量。在验核时，注射总量（包括塑件、浇道及飞边）不能超出注射机塑化量的85%。 2. 供料不足，加料口底部可能有“架桥”现象。可适当增加射料杆注射行程，增加供料量。 3. 原料流动性能太差。应设法改善模具浇注系统的滞流缺陷，如合理设置浇道位置、扩大浇口、流道和注料口尺寸以及采用较大的喷嘴等。同时，可在原料配方中增加适量助剂，改善树脂的流动性能。 4. 润滑剂超量。应减少润滑剂用量及调整料筒与射料杆间隙，修复设备。 5.冷料杂质阻塞流道。应将喷嘴拆卸清理或扩大模具冷料穴和流道的截面。 6. 浇注系统设计不合理。设计浇注系统时，要注意浇口平衡，各型腔内塑件的重量要与浇口大小成正比，是各型腔能同时充满，浇口位置要选择在厚壁部位，也可采用分流道平衡布置的设计方案。若浇口或流道小、薄、长，熔料的压力在流动过程中沿程损失太大，流动受阻，容易产生填充不良。对此应扩大流道截面和浇口面积，必要时可采用多点进料的方法。 . .
流道过细而凝固图5-2 模具排气不良。应检查有无冷料穴，或其位置是否正确，对于型腔较深7. 在欠注部位增设排气沟槽或排气孔，在合理面上，可，的模具应开设0.02-0.04mm，宽度为5-10mm的排气槽，排气孔应设置在型腔的最终充填处。使用水分及易挥发物含量超标的原料时也会产生大量气体，导致模具排气不良，此时应对原料进行干燥及清除易挥发物。此外，在模具系统的工艺操作方面，可通过提高模具温度，降低注射速度、减小浇注系统流动阻力，以及减小合模力，加大模具间隙等 辅助措施改善排气不良。 图5-3 困气产生背压阻料 8. 模具温度太低。开机前必须将模具预热至工艺要求的温度。刚开机时，应适当节制模具内冷却剂的通过量。若模具温度升不上去，应检查模具冷却系统设计是否合理。 9. 熔料温度太低。在适当的成型范围内，料温与充模长度接近于正比例关系，低温熔料的流动性能下降，式的充模长度减短。应注意将料筒加热到仪表温度后还需恒温一段时间才能开机。如果为了防止熔料分解不得不采取低温注射时，可适当延长注射循环时间，克服欠注。 10. 喷嘴温度太低。在开模时应使喷嘴与模具分离。减少模温对喷嘴温度的影响，使喷嘴处的温度保持在工艺要求的范围内。 11. 注射压力或保压不足。注射压力与充模长度接近于正比例关系，注射压力太小，充模长度短，型腔充填不满。对此，可通过减慢射料杆前进速度，适当延长注射时间等办法来提高注射压力。 12. 注射速度太慢。注射速度与充模速度直接相关。如果注射速度太慢，熔料充模缓慢，而低速流动的熔体很容易冷却，使其流动性能进一步下降产生欠注。对此，应适当提高注射速度。 13. 塑件结构设计不合理。当塑件厚度与长度不成比例，形体十分复杂且成. . 使型腔很难充满。熔体很容易在塑件薄壁部位的入口处流动受阻，型面积很大时，在应注意塑件厚度与熔料极限充模长度有关。因此，在设计塑件的形体结构时，。通常，塑件厚度超3-6mm1-3mm，大型塑件为注射成型时，塑件的厚度应采用 0.5mm都对注塑成型不利，设计时应避免采用这样的厚度。过8mm或小于
常用塑料注射成型工艺参数
附录Ⅰ：常用塑料注射成型工艺参数 附表1 常用热塑性塑料注射成型工艺参数 注射机类型 柱塞式 螺杆式 柱塞式 螺杆式 螺杆式 柱塞式 螺杆式 柱塞式 螺杆式 螺杆式 螺杆转速/(r/min) — 30~60 — 30~60 30~60 — 20~30 — 30~60 30~60 喷嘴 形式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 温度/℃ 150~170 150~180 170~190 170~190 180~190 140~150 150~170 160~170 160~170 180~190 料筒温度/℃ 前段 170~200 180~190 180~200 180~200 190~200 160~190 170~190 170~190 170~190 200~210 中段 — 180~200 190~220 200~220 210~220 — 165~180 — 170~190 210~230 后段 140~160 140~160 150~170 160~170 160~170 140~150 160~170 140~160 140~160 180~200 模具温度/℃ 30~45 30~60 50~70 40~80 70~90 30~40 30~60 20~60 20~50 50~70 注射压力/MPa 60~100 70~100 70~100 70~120 90~130 40~80 80~130 60~100 60~100 70~90 保压压力/MPa 40~50 40~50 40~50 50~60 40~50 20~30 40~60 30~40 30~40 50~70 注射时间/s 0~5 0~5 0~5 0~5 2~5 0~8 2~5 0~3 0~3 3~5 保压时间/s 15~60 15~60 15~60 20~60 15~40 15~40 15~40 15~40 15~40 15~30 冷却时间/s 15~60 15~60 15~50 15~50 15~40 15~30 15~40 15~30 10~40 15~30 成型周期/s 40~140 40~140 40~120 40~120 40~100 40~80 40~90 40~90 40~90 40~70 注射机类型 柱塞式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 柱塞式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆转速/(r/min) 30~60 30~60 20~50 30~60 20~30 — 20~40 20~50 20~50 20~50 喷嘴 形式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式 自锁式 温度/℃ 190~200 190~200 180~190 190~200 180~200 180~200 170~180 200~210 180~190 250~260
注塑成型工艺流程及工艺参数
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 注塑成型工艺流程及工艺参数 塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——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 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时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，高速填充时剪切率较高，塑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。λ 低速填充。如图1-3所示，热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，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，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。λ 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（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差。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。熔接痕不仅影响塑件外观，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。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，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 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成
注塑成型工艺培训资料
注塑成型技术培训资料 一、如何解决注塑产品存在的品质缺陷 1、注塑产品存在的品质缺陷： 塑料制品的成型加工过程中，由于加工设备不一，成型性能各异，原料品种繁多，加之设备的运行状态，模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响，使得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有：缩水、飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等。 2、如何解决缩水 ●缩水产生的原因 制件在模具中冷却时，由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕。解决缩水的原理是：在制件冷却过程中，熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。 ●在注塑工艺上的解决办法： （1）注塑条件问题： ①注射量不足； ②提高注射压力； ③增加注射时间； ④增加保压压力或时间； ⑤提高注射速度； ⑥增加注射周期； ⑦操作原因造成的注射周期反常。 （2）温度问题： ①物料太热造成过量收缩； ②物料太冷造成充料压实不足； ③模温太高造成模壁处物料不能很快固化； ④模温太低造成充模不足； ⑤模子有局部过热点； ⑥改变冷却方案。 （3）模具问题： ①增大浇口；
②增大分流道； ③增大主流道； ④增大喷嘴孔； ⑤改进模子排气； ⑥平衡充模速率； ⑦避免充模料流中断； ⑧浇口进料安排在制品厚壁部位； ⑨如果有可能，减少制品壁厚差异； ⑩模子造成的注射周期反常。 （4）设备问题： ①增大注压机的塑化容量； ②使注射周期正常； （5）冷却条件问题： ①部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； ②将制件在热水中冷却。 3、如何解决飞边 ●产生飞边的原因： 产品溢边往往由于模子的缺陷造成，其他原因有：注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。 ●如何判断产生飞边的原因： 在一般情况下，采用短射的办法。即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出制件90％的样板，检查样板是否出现飞边，如果出现，则是模具没有配好或注塑机的锁模压力不足，如果没有出现，则是由于注塑条件变化而引起的飞边，比如：保压太大、注射速度太快等。 ●常见的飞边产生的原因及解决飞边的办法 ⑴模具问题： ①型腔和型芯未闭紧； ②型腔和型芯偏移； ③模板不平行； ④模板变形；
八大塑料注塑成型技术及特点
八大塑料注塑成型技术及特点气辅注塑（GAIM） 成型原理： 气辅成型（GAIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体，气体推动融熔塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替塑胶保压过程的一种新兴的注塑成型技术。 特点： ?减少残余应力、降低翘曲问题； ?消除凹陷痕迹； ?降低锁模力； ?减少流道长度； ?节省材料； ?缩短生产周期时间； ?延长模具寿命； ?降低注塑机机械损耗； ?应用于厚度变化大之成品。 GAIM可用于生产管状和棒状制品、板状制品以及厚薄不均的复杂制品。 水辅注塑(WAIM) 成型原理： 水辅注塑(WAIM)是在GAIM 基础上发展起来的一种辅助注塑技术,其原理和过程与GAIM类似。WAIM用水代替GAIM的N2做为排空、穿透熔体和传递压力的介质。
特点： 与GAIM相比,WAIM具有不少优势 ?水的热传导率和热容量比N2大得多,故制品冷却时间短,可缩短成型周期; ?水比N2更便宜,且可循环使用; ?水具有不可压缩性,不容易出现手指效应,制品壁厚也较均匀; ?气体易渗入或溶入熔体而使制品内壁变粗糙,其至在内壁产生气泡,而水不易渗入或溶入熔体,故可制得内壁光滑的制品。 精密注塑 成型原理： 精密注塑是指能成型内在质量、尺寸精度和表面质量均要求很高的产品的一类注塑技术。其生产出来的塑胶制品的尺寸精度，可以达到0.01mm 以下，通常在0.01～0.001mm之间。 特点： ?制件的尺寸精度高，公差范围小，即有高精度的尺寸界限精密塑胶制件的尺寸偏差会在0.03mm以内，有的甚至小到微米级，检测工具依赖于投影仪。 ?制品重复精度高 主要表现在制件重量偏差小，重量偏差通常在0.7%以下。 ?模具的材料好，刚性足，型腔的尺寸精度、光洁度以及模板间的定位精度高 ?采用精密注射机设备 ?采用精密注射成型工艺 精确控制模具温度、成型周期、制件重量、成型生产工艺。