【正文】 從注塑的角度進(jìn)行 模具設(shè)計(jì) （教材） 注塑成型工藝基礎(chǔ) 注塑周期 周期 循環(huán)結(jié)束 開(kāi)模 ,頂出 冷卻時(shí)間 循環(huán)開(kāi)始 合模 噴嘴前進(jìn) 注射 保壓 預(yù)塑 噴嘴后退 設(shè)置的冷卻時(shí)間 四種關(guān)鍵成型工藝參數(shù)： 溫度 速度 壓力 產(chǎn)品性能基本就由它們決定。 溫度如何影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 加熱： 塑料膨脹； 粘度下降； 冷卻： 使分子相互靠近； 凝固使應(yīng)力集中； 溫度來(lái)源 預(yù)熱：料筒加熱元器件； 機(jī)臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后：絕大部分由螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切 /摩擦熱； 顯示料筒內(nèi)壁的金屬溫度 體積變化 通常每 20℃ 膨脹約 1%。 螺桿行程控制，注射的重量會(huì)變化。 例如：注射溫度每上升 10℃ ，注射體積的重量會(huì)下降約 %。 粘度變化 結(jié)晶型塑料 :每升高 1℃ 會(huì)使粘度下降 35%。 非結(jié)晶型塑料 :每升高 1℃ 會(huì)使粘度下降 710%。 例如： 當(dāng)溫度由 200℃ 升到 210℃ 將導(dǎo)致 ： ?結(jié)晶性塑料 ─ 粘度下降 30％ 50％ ?結(jié)晶性塑料 ─ 粘度下降 70％ 100％ 降解 /分解 不同的塑料有不同的抵抗 熱 降解的能力，但如果加 熱過(guò) 量，所有的塑料最 終 都 會(huì) 降解 。 降解將打斷塑料本身的高分子鏈： 粘度下降，流動(dòng)性好； 強(qiáng)度降低。 速度如何影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 速度： 剪切熱； 分子排向； 剪切流動(dòng)是熔融流體在外力下的相對(duì)滑動(dòng)。 固定 移動(dòng) 固定 固定 (1) 剪切流動(dòng) (Shear Flow) 剪切率是熔融流體剪切流動(dòng)的速率。 (2) 剪切率 (Shear Rate) 固定 慢速移動(dòng) 低剪切速率 固定 快速移動(dòng) 高剪切速率 剪切應(yīng)力是熔融流體剪切流動(dòng)的抵抗力，高粘度造成高剪切應(yīng)力。 (3) 剪切應(yīng)力 (Shear Stress) 固定 慢速移動(dòng) 低剪切應(yīng)力 固定 快速移動(dòng) 高剪切應(yīng)力 剪切 分子排向 各相異性： 在流 動(dòng) 方向和垂直方向有不同的 強(qiáng) 度性能，在 這兩個(gè) 方向的 縮 水量也不同。 當(dāng) 塑料 進(jìn) 入型腔 后會(huì) 形成一 個(gè) 流 動(dòng) 波前，在中心的地方流 動(dòng) 快，在靠近 模 壁的地方流 動(dòng) 慢。由於流 動(dòng) 速度不同 產(chǎn) 生剪切， 從而導(dǎo)致 分子 排 向。 熔體流率如何影響分子排向 排向數(shù)量和程度 低 高 慢 快 熔體流率 A B C 壓力如何影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 壓力： 使分子緊靠在一起； 收縮 /密度； 注射速度（ V）與注射壓力（ P）的關(guān)系 分階段 :充填、壓縮 分主次： 最大注射壓力設(shè)置得太低將限制充填速度控制系統(tǒng)提供快注射速度的能力。 ， 在模具許可的情況下 ， 往上設(shè) 。 ， 導(dǎo)致有時(shí)候調(diào)速度失效 。 、 位置控制同時(shí)設(shè)置 ， 哪個(gè)先到哪個(gè)起作用 。 注射壓力配合注射速度 通過(guò)控制進(jìn)入注射液壓缸油的流率來(lái)控制模具中的塑料的流率。 多段充填 多段充填 多段保壓 目的： 操作： 保壓壓力 充填完畢后，使用幾個(gè)不同的注射壓力，改變保壓速率設(shè)置幾個(gè)連續(xù)的保壓壓力段。 結(jié)晶結(jié)構(gòu) 模具溫度越高，凝固時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)晶體越大，收縮越大。 不均勻結(jié)晶將導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力大。 內(nèi)應(yīng)力 類(lèi)型：分子間的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力 單分子內(nèi)的排向應(yīng)力 來(lái)源： 溫度不均勻 收縮不均勻 結(jié)晶差異 分子排向 如果分子不受應(yīng)力影響，他們之間有一平均距離。 拉應(yīng)力 (Internal tensile stress)─ 分子 間 距比自然情況 下要 遠(yuǎn) 。 壓應(yīng)力 力 (Internal pression stress) ─ 分子 間 距比自然 情況 下要 近 。 長(zhǎng) 度方向截面的 應(yīng)力 澆 口的一端 遠(yuǎn)離澆 口的一端 更大的 收縮 產(chǎn) 品厚度截面的 應(yīng)力 ，在冷 卻 期 間拉應(yīng)力 增加 體 形成 導(dǎo)致的應(yīng)力 分子 堆疊成緊密結(jié)構(gòu)（結(jié)晶體） ： 大小 /結(jié)晶 量 ： 小晶 體 百分比 慢冷 卻 ： 大 結(jié)晶 百分比 產(chǎn) 品上，外部 將 有小晶 體 ，內(nèi)部有大晶 體。 塑料比非 結(jié)晶 塑料 收縮 大 體 比小晶 體收縮 大 冷卻速度的變化對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響 較低模溫 （ 快速冷卻 ） （ initial shrinkage) （ postmold shrinkage） 較高模溫 （ 慢速冷卻 ） 則反之 不均勻冷卻對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響 產(chǎn)品較慢冷卻的一側(cè) ?較慢冷卻側(cè)的壓應(yīng)力降低 ?最高拉應(yīng)力區(qū)域向較慢冷卻側(cè)移動(dòng) ?較慢冷卻側(cè)的收縮更大 注意：大部分產(chǎn)品的設(shè)計(jì)本身就具有不均勻的冷卻 。 設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻系統(tǒng) ， 使產(chǎn)品冷卻均勻 。 公母模通常要求用溫度控制來(lái)消除翹曲 。 熔體溫度的變化對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響 增加熔體溫度 ?降低沿模穴長(zhǎng)度方向的壓力差 注塑成型流變力學(xué) 如果對(duì)一種液體施加一個(gè)力，則根據(jù)流動(dòng)速度可以測(cè)出它的粘度 ? 快速流動(dòng) =低粘度液體 ? 較慢流動(dòng) =高粘度液體 a. 熔融指數(shù) (melt index)測(cè)試 ? 在一個(gè)預(yù)定溫度 ， 用一個(gè)預(yù)定的重量來(lái)使熔化的塑料通過(guò)一個(gè)小標(biāo)準(zhǔn)信道 。 熔融指數(shù)就是在 10分鐘內(nèi)被擠壓通過(guò)這個(gè)裝置的塑料的克數(shù)：高熔融指數(shù) =低粘度 ， 低熔融指數(shù) =高粘度 。 b. 熔料流變儀 (melt rheometer) ? 熔料流變儀是一個(gè)測(cè)量粘度的裝置 ， 它迫使塑料通過(guò)一個(gè)小口 ， 這個(gè)裝置能夠在測(cè)量壓力時(shí) ， 改變流動(dòng)速度 ? 用熔料流變儀 ， 能繪出一個(gè) “ 壓力 ─ 流動(dòng)速度 ” 曲線 測(cè)量粘度 溫度對(duì)粘度的影響 分子長(zhǎng)度對(duì)粘度的影響 短分子 ─更容易流動(dòng) ， 所以粘度較低 長(zhǎng)分子 ─更易糾纏在一起 ， 不易流動(dòng) ， 所以粘度較高 添加劑對(duì)粘度的影響 有的添加劑加快流動(dòng) ， 如：潤(rùn)滑劑 (Lubricants) 有的添加劑減少流動(dòng) ， 如：填料 (Fillers), 纖維 (Fibers) 粘度影響因素 流動(dòng)對(duì)粘度的影響 剛開(kāi)始流動(dòng)時(shí) ， 分子相互糾纏在一起 ， 流動(dòng)阻力很大 。 當(dāng)流動(dòng)速度增加時(shí) ， 糾纏的分子會(huì)變順 ，從而使分子間磨擦減小 ， 流動(dòng)變得更容易 。 整個(gè)塑料體的流動(dòng)變得更容易 ， 因?yàn)樵诳拷鼔Ρ诘姆肿颖焕?。 粘度下降 流動(dòng)產(chǎn)生熱 在分子相互滑過(guò)的區(qū)域 ， 在分子間會(huì)產(chǎn)生磨擦或剪切 ， 剪切會(huì)產(chǎn)生熱量 。 最高剪切區(qū)域是在靠近模穴的墻壁的區(qū)域 。 流動(dòng)分子間剪切產(chǎn)生的局部熱將： ?近一步降低粘度 ?會(huì)使部份塑料過(guò)熱并降解 螺桿控制優(yōu)化設(shè)定 螺桿的功能 ?熔化 ?混合 ?注射熔體進(jìn)入型腔 ?螺桿后退位置設(shè)定決定了可用于注射的熔體量 ?螺桿后退位置是螺桿停止旋轉(zhuǎn)的點(diǎn) ?決定了可用于注射的熔體量和料墊量 ?確保在擠壓 、 保壓時(shí)存有料墊量 螺桿后退位置或停止點(diǎn)設(shè)定 ?有的機(jī)器采用閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)保證料墊量； ?在成型的過(guò)程中 ， 任何原因?qū)е碌牧蠅|量變化 ， 會(huì)使螺桿后退位置在兩周期之間自動(dòng)調(diào)整； ?料墊量自動(dòng)控制可以防止短射 ， 但也可掩蓋止回環(huán)的泄漏問(wèn)題； 一般來(lái)說(shuō)料墊量要盡量小 ——使熔體溫度變化最小化 。 料墊量控制 背壓設(shè)定 背壓 當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)以熔化 ， 輸送下一次注射所需的塑料時(shí) ， 為防止螺桿后退 ， 注射液壓缸中的壓力 。 背壓設(shè)定將影響： 1. 熔體溫度 2. 塑料混合的程度 3. 螺桿復(fù)位時(shí)間 背壓增加將： 1. 熔體溫度增加 2. 混合效果增加 3. 復(fù)位時(shí)間增加 如何決定背壓范圍： 1. 每一周期都升高背壓 ， 直到螺桿在開(kāi)模前來(lái)不急返回到開(kāi)始位置； 2. 這是此時(shí)所用熔體溫度 、 RPM的上限背壓； 背壓設(shè)定最好的開(kāi)始點(diǎn)： ?零與可用背壓上限之間的中間范圍； 技術(shù)要點(diǎn)：當(dāng)用小背壓成型大件時(shí) ， 螺桿的復(fù)位時(shí)間比所需冷卻時(shí)間還長(zhǎng) 。 這種情況下可以增加一噴嘴閥 ， 噴嘴閥可以使螺桿在保壓 、 冷卻甚至開(kāi)模的過(guò)程中旋轉(zhuǎn) ， 這時(shí)保持型腔壓力靠的是噴嘴閥 ， 而不是螺桿 。 螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定： ?確定理想的螺桿轉(zhuǎn)速范圍 1） 必須足夠快 ， 以便在開(kāi)模之前完成塑化； 2） 但不要設(shè)得太高 ， 以防止過(guò)度剪切 ， 產(chǎn)生降解； ?理想的螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)該是在開(kāi)模之前的很少的幾秒鐘便完成塑化 ， 使等待注射過(guò)程中熔體溫度變化最小 。 螺桿松退 （ 壓力釋放 ） 設(shè)定： ?熔體或螺桿壓力釋放是指在熔體塑化完成之后 ，螺桿稍微向后退； ?典型的熔體壓力釋放設(shè)置為 ——2mm或更少； ?如果不進(jìn)行壓力釋放 ， 將導(dǎo)致流涎； ?松退量太大料筒將吸入空氣； 流涎建立起的冷料可損壞 噴嘴 、 噴嘴加熱器 、 熱電偶 。 影響熔體溫度的方面： ?螺桿設(shè)計(jì) ?背壓設(shè)置 ?轉(zhuǎn)速設(shè)定 ?料筒溫度設(shè)定 為何存在差異： ?熔體溫度測(cè)量與料筒溫度讀數(shù)可能會(huì)相差很大 ， 因?yàn)槿垠w絕大多數(shù)熱量來(lái)自螺桿的剪切熱 ， 而不是料筒加熱器； 溫度差異程度： ?在一般的成型周期中 ， 熔體與料筒金屬的溫度差異可以高達(dá) 25 C ； 精確測(cè)量熔體溫度： ?中斷成型 ， 注射單元后退； ?向金屬容器注射； ?繼續(xù)成型； ?將熱電偶放于熔體中 ， 測(cè)量熔體的溫度； ?在一定范圍內(nèi)移動(dòng)熱電偶； ?讀數(shù)會(huì)出現(xiàn)峰值 ， 用其作為熔體溫度； 康佳學(xué)院 模塑現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題分析與解決對(duì)策 縮水、縮痕 Sink Mark 制品 表面產(chǎn)生凹陷的現(xiàn)象 。 由 塑膠體積收縮產(chǎn)生 ,常見(jiàn)于 局部 肉厚 區(qū)域 ， 如加強(qiáng) 肋或柱位 與 面 交接區(qū)域 。 原因及對(duì)策 縮水 (1) 注射壓力 、 保壓壓力不足 、 塑膠熔體補(bǔ)縮不足 。 (2) 保壓壓力保持時(shí)間不足 ， 塑膠熔體補(bǔ)縮不足 ， 同時(shí)也容易造成回流 (back flow)。 (3) 注射速度過(guò)慢 ， 塑膠熔體補(bǔ)縮不足 。 (4) 注射量不足 。 (5) 料溫 、 模溫偏高 ， 冷卻慢 ，