【正文】 澆口附近的模腔處形成堆積，料流長度會因此而減短，導(dǎo)致模腔難于充滿。對于高黏度塑料(如聚甲基丙烯酯甲酯、聚苯醚、聚砜等 )且其制件壁厚小、流程長、形狀復(fù)雜以及精度要求較高時，注射壓力可取140— 180MPa。 22 4DqDqv vvi ?? ? (412) 式中 D—— 螺桿的基本直徑。對于厚度和尺寸都很大的制件， vi可用 8～12cm／ s。 什么是保壓力？ 2．保壓力和保壓時間 什么是保壓時間？ 保壓力持續(xù)的時間長短叫做保壓時間。 (2)保壓力、保壓時間對制件密度和收縮的影響 非結(jié)晶聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系分析： ①在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的影響可認為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。 保壓時間與制件密度之間的關(guān)系： 在保壓階段初期，隨著保壓時間延長，制件的體積質(zhì)量迅速增大，但是當(dāng)保壓時間達到一定數(shù)值(ts)后，制件的體積質(zhì)量就會停止增長。 具體方法： 先用較短的保壓時間成型制件，脫模后檢測制件的質(zhì)量，然后逐次延長保壓時間繼續(xù)進行試驗，直到發(fā)現(xiàn)制件質(zhì)量達到制件的使用要求或不再隨保壓時間延長而比容增大 (或增大幅度很小 )時為止，然后就以此時的保壓時間作為最佳值選取。背壓和塑化能力的關(guān)系，可參考式 (4— 5)進行分析，實際中經(jīng)常需把背壓的大小與螺桿轉(zhuǎn)速綜合考慮。 ①螺桿轉(zhuǎn)速與背壓密切相關(guān)，增大背壓提高塑化效果時，如果塑化能力降低，則必須依靠提高螺桿轉(zhuǎn)速的方法進行補償。 (3) 根據(jù)物料在機筒中允許使用的極限剪切速率確定螺桿轉(zhuǎn)速。（一般制件約取 30 ～ 120s） 確定閉模冷卻時間的原則： 制件脫模時具有一定剛度，不得因溫度過高翹曲和變形。 前置處理：聚苯乙烯塑料本身吸水率很小，成型前不一定要進行干燥。 物理力學(xué)性能：聚苯乙烯因性脆，力學(xué)強度差，熱膨脹系數(shù)大，制件不宜帶金屬嵌件，否則容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 成型工藝： ①一般料筒溫度控制在 210— 280℃ ，噴嘴溫度可比料筒溫度低 10～ 30℃ ；生產(chǎn)薄壁制品時，料筒溫度可提高到280— 300℃ ；生產(chǎn)厚壁制件時，為了防止熔料在料筒內(nèi)停留時間過長而分解，料筒溫度應(yīng)適當(dāng)降低至 200～ 230℃ ，料筒溫度過低，大分子定向程度增加，制品容易產(chǎn)生翹曲變形。急冷時呈碟狀液晶結(jié)構(gòu)，緩冷時呈球晶結(jié)構(gòu)。其中尼龍 — 尼龍 — 6尼龍 — 610，尼龍 — 612以及我國獨創(chuàng)品種尼龍 — 1010等均已在工業(yè)上廣泛使用。為防止噴嘴處熔體的流涎現(xiàn)象而浪費原料，無論哪一種。對尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進行熱處理。如模溫過低，冷卻速度太快，澆口過早冷凝，不僅結(jié)晶度低，密度小，而且制品內(nèi)應(yīng)力較大，甚至引起充模不滿和制件缺料的現(xiàn)象。 前置處理：聚丙烯吸水率很低，約為 0． 03％～ 0． 04％。 后置處理： 聚苯乙烯分子鏈剛硬，成型中容易產(chǎn)生分子定向和內(nèi)應(yīng)力。用于注塑的聚苯乙烯相對分子質(zhì)量約為 7萬一 20萬，成型溫度范圍較寬，在黏流態(tài)下溫度的少許波動不會影響注射模塑過程。 261 bhqGV?? ?（ 417） 2．閉模冷卻時間 閉模冷卻時間：指注射結(jié)束到開啟模具這一階段所經(jīng)歷的時間。 螺桿轉(zhuǎn)速增大后，由于物料受剪切作用增大，注射機耗散在黏性摩擦方面的能量也隨著增大，剪切產(chǎn)生的摩擦熱量會增多，于是所需的加熱能量就可以減少，至于熔體溫度曲線上出現(xiàn)的下凹現(xiàn)象，是由于減少加熱能量造成的結(jié)果。 （ 3）螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿轉(zhuǎn)速： 指螺桿塑化成型物料時的旋轉(zhuǎn)速度。表壓與背壓的關(guān)系為 注射油缸的截面積螺桿截面積背壓表壓 ?? (413) 由經(jīng)驗得，背壓的使用范圍約為 3． 4～ 27． 5 MPa，下限值適用于大多數(shù)塑料，尤其是熱敏性塑料。 保壓時間： 取 20～ 120s，與料溫、模溫、制件壁厚以及模具的流道和澆口大小有關(guān)。 結(jié)論：保壓力和溫度對結(jié)晶聚合物的比體積或密度之影響比對非結(jié)晶聚合物的影響來得強烈，而且在 100～150℃ 左右，無論保壓力大小如何，結(jié)晶聚合物的比體積都會迅速減小。無法實現(xiàn)正常補縮功能，制件內(nèi)部可能出現(xiàn)真空泡和凹陷等不良現(xiàn)象。 ②螺桿式注射機比柱塞式注射機可提供較大的注射速度，需要采用高速高壓成型的情況下 (如流道長、澆口小、制件形狀復(fù)雜和薄壁制品等 )，應(yīng)盡量采用螺桿式注射機，否則難保證成型質(zhì)量。 綜上所述，注射速度選擇不宜過高，也不宜過低 (過低時制件表層冷卻快，對繼續(xù)充模不利，容易造成制品缺料、分層和明顯的熔接痕等缺陷 )。如實際設(shè)計的模具流動比大于表中數(shù)值，而注射壓力又小于表中數(shù)值，制品難于成型。對于黏度不高的塑料 (如聚苯乙烯等 )且其制品形狀不太復(fù)雜以及精度要求一般時，注射壓力可取 70～ 100MPa。因此，注射壓力選擇要適中，在可能的情況下盡量把注射壓力選擇得大一些，這樣有助于提高充模速度及料流長度，還可能使制件的熔接痕強度提高、收縮率減小。 注射壓力，與注射速度相輔相成，對塑料熔體的流動和充模具有決定性作用；保壓力，和保壓時間密切相關(guān)，主要影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量；背壓力，與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，大小影響物料的塑化過程、塑化效果、和塑化能力。 ② 為了改變聚碳酸酯 、 聚砜和聚苯醚等高黏度塑料的流動和充模性能 ， 并力求使它們獲得致密的組織結(jié)構(gòu) ， 需要采用較高的模具溫度 。 模溫直接影響熔體的充模流動行為、制件的冷卻速度和成型后的制件性能等。 如 ， 注射同一塑料時 ， 螺桿式機筒溫度可比柱塞式低10～ 20℃ 。 料溫太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也較大，故成型比較困難，成型后的制件容易出現(xiàn)熔接痕、表面無光澤和缺料等缺陷。 應(yīng)指出 ， 并非所有塑料制件都要進行后處理 ， 通常 ，只是對于帶有金屬嵌件 、 使用溫度范圍變化較大 、 尺寸精度要求高和壁厚大的制品才有必要 。 為了解決這些問題 ， 可對制件進行一些適當(dāng)?shù)暮筇幚?。 脫模溫度：不宜太高 ，否則 ， 制件脫模后會產(chǎn)生較大的收縮 ， 容易在脫模后發(fā)生熱變形 。 分析結(jié)論： ①保壓時間長時，澆口凍結(jié)溫度低冷卻定型開始時模腔壓力比較高，冷卻定型時的制件密度比較大。 保壓力時，保壓時間要長一些， 分析推論： ①如果保壓時間短，則保壓作用終止時模內(nèi)熔體溫度較高，澆口凍結(jié)溫度也高；開始冷卻定型時的模腔壓力低，情況相反。 倒流對于注射成型不利： a、使制品內(nèi)部產(chǎn)生真空泡或表面出現(xiàn)凹陷等成型缺陷。保壓時間足夠長，可使?jié)部诨蚰Ｇ粌?nèi)的熔體完全固化，倒流不易發(fā)生，模腔壓力將隨著圖 4— 15中虛線緩慢下降。而注射壓力提高后，熔體內(nèi)的剪切作用加強，流動取向效應(yīng)將增大，最終可能導(dǎo)致制品出現(xiàn)比較明顯的各向異性并引起熱穩(wěn)定性變差。 AC段和圖4— 11噴嘴壓力曲線上的AC段對應(yīng) 。 b、充模期內(nèi)，熔體流入模腔，模腔壓力急劇上升；注射壓力和噴嘴壓力也會隨之增加到最大值 (或最大值附近 )，然后停止變化或平緩下降，這時注射壓力對熔體起 兩方面作用，一是克服熔體在模腔內(nèi)的流動阻力，二是對熔體進行一定程度的壓實。 熔體注射過程中會遇到機筒 、 噴嘴 、 模具澆注系統(tǒng) 、模腔表壁對熔體的外摩擦 ， 及熔體內(nèi)部產(chǎn)生的黏性內(nèi)摩擦 。 II、不同結(jié)構(gòu)的注射機，塑化能力不相同： ①柱塞式注射機的理論塑化能力 ? ?VKm tppp ??????54 2（ 44） 式中 mpp—— 柱塞式注射機的塑化能力， kg／ h； α—— 熱擴散率， m2／ h； Ap—— 塑化物料接受的傳熱面積，與機筒內(nèi)徑和分 流錐直徑有關(guān)， m2； ρ—— 物料密度， kg／ m3； Kt—— 熱流動系數(shù)，與加熱系數(shù)有關(guān)，參見圖 410， ξ—— 常數(shù)，無分流錐時 ξ=1，有分流錐時 ξ= 2； V—— 受熱物料的總體積， m3。 塑化效果與物料受熱方式和注射機結(jié)構(gòu)有關(guān)： ①柱塞式注射機，物料在機筒內(nèi)只能接受柱塞的推擠力，幾乎不受剪切作用，塑化所用的熱量主要從外部裝有加熱裝置的高溫機筒上取得。 注意；含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則影響制品的透明度。 為什么要預(yù)熱嵌件？ 3．預(yù)熱嵌件 什么情況下嵌件需預(yù)熱？ ①分子鏈剛性大的塑料 (如聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯和聚砜等 )，一般均需預(yù)熱嵌件，因它們本身很容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。③最近研制成功了一種機筒清洗劑，是一種粒狀無色高分子熱彈性材料， 100℃ 時具有橡膠特性，但不熔融或粘結(jié)，將它通過機筒，可以像軟塞一樣把機筒內(nèi)的殘料帶出，這種清洗劑主要適用于成型溫度在 180～ 280℃ 內(nèi)的各種塑性塑料以及中小型注射機。 (3)預(yù)熱干燥 預(yù)熱干燥成型物料的方法：①在空氣循環(huán)干燥箱中進行。 染料：具有著色力強、色彩鮮艷和色譜齊全的特點，但由于對熱、光和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性比較差，在塑料中較少應(yīng)用；當(dāng)塑料成型溫度不高又希望制品透明時，可采用耐熱性較好的蒽醌類和偶氮類染料。 注射機的主要技術(shù)參數(shù)包括注射、合模、綜合性能等三個方面，如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開模力、開模合模速度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時間、機器的功率、體積和質(zhì)量等。螺桿的作用是送料、壓實、塑化與傳壓。 按塑料在料筒中的塑化方式分為兩類。 一、注射機分類 按外形特征可分為如下三類。 注塑機分以下幾部分： 1．注射裝置 主要作用：使固態(tài)的塑料顆粒均勻地塑化呈熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將塑料熔體注入到閉合的型腔中。 應(yīng)力敏感性：指有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時質(zhì)脆易裂。 ③結(jié)晶形塑料固態(tài)的密度與熔融時的密度相差較大，結(jié)晶形塑料的成型收縮率大，達到 ％一 ％ 。 ②流動性一般的，有 ABS、有機玻璃、聚甲醛、聚氯醚。 圖 4— 1塑件的材料為尼龍 — 1010，壁厚 4mm，查表4— 2得，高度方向的收縮小于水平方向的收縮，其百分比為 70％，收縮率范圍為 1． 4％～ 1． 6％，高度方向取平均 ④收縮量很大的塑料，可利用現(xiàn)有的或者材料供應(yīng)部門提供的計算收縮率的圖表來確定收縮率。第二篇 注射成型工藝及模具 第四章 注射成型工藝 一、 熱塑性塑料的工藝性能 二、 注射機的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 三、 注射成型原理及其工藝過程 四、 注射成型工藝條件的選擇與控制 五、 幾種常用塑料的注射成型特點 重點掌握 什么是注射成型工藝？ 注射成型生產(chǎn)中，運用一定的技術(shù)方法，將塑料原料、注射設(shè)備和注射所用的模具聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法就叫做注射成型工藝。 ③制件各部分尺寸的收縮率不盡相同，應(yīng)根據(jù)實際情況加以選擇。 ①流動性好的，有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素。 ②制件在模內(nèi)冷卻時，結(jié)晶形塑料要比無定形塑料放出更多的熱量，因此結(jié)晶形塑料在冷卻時需要較長的冷卻時間。 四、塑料的其他工藝性能 水敏性：指有的塑料 (如聚碳酸酯等 )即便含有少量水分，在高溫和高壓下也容易分解。 注射成型時注射模具安裝在注射機的動模板和定模板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。液壓傳動系統(tǒng)是注射機的動力系統(tǒng)；電器控制系統(tǒng)則是控制各個動力液壓缸完成開啟、閉合和注射、推出等動作的系統(tǒng)。缺點：加料較困難，嵌件或活動型芯安放不便 ， 只適用于小注射量的場合，注射量一般為 20～ 45g。 2．螺桿式注射機 工作原理