【正文】 冷卻過(guò)程基本是由注塑開始而并不是注塑完成后開始 ,而冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短 ,是基于固化開模取出 ,而其固化的適度必須不致產(chǎn)生變形 ,一般冷卻時(shí)間占周期時(shí)間的 70%80%. 十二、螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿轉(zhuǎn)速影響注塑物料在螺村中輸送和塑化的熱歷程和剪切效應(yīng) ,是影響塑化能力 、塑化質(zhì)量和成型周期等因素的重要參數(shù) .隨螺桿轉(zhuǎn)速的提高 ,塑化能力提高 、熔體溫度及熔體溫度的均勻性提高 ,塑化作用有所下降 ,(一般為 50120rpm) ? 對(duì)熱敏性塑料 (如 :PVC、POM等 ),也采用低螺桿轉(zhuǎn)速 ,以防物料分解 。對(duì)熔體黏度較高的塑料 ,也就采用你螺桿轉(zhuǎn)速 . 十三 、防延量 (松退 、倒索 ) ? 防延量是指螺桿 計(jì) 量 (預(yù) 塑 )到位后 ,又直 線 地倒退一段距離 ,使用 權(quán)計(jì) 量室中熔體的空 間 增大 ,內(nèi) 壓 下降 ,防止熔體從 計(jì) 量室向外流出 (通 過(guò)噴 嘴或 間 隙 ),這 個(gè)后退 動(dòng) 作稱防流延 ,后退的距離稱防延量或防流延行程 .防流延 還 有另外一個(gè)目的就是在 噴 嘴不退回 進(jìn) 行 預(yù) 塑 時(shí) ,降低 噴 嘴流道系統(tǒng) 的 壓 力 ,減少內(nèi) 應(yīng) 力 ,并在開模 時(shí) 容易抽出主流道 .防延量的 設(shè) 置要 視塑料的黏度和制品的情況而定 ,過(guò) 大的防延量會(huì)使 計(jì) 量室中的熔料 夾雜氣泡 ,嚴(yán) 重影響制品 質(zhì) 量 ,對(duì) 黏度大的物料可不 設(shè) 防延量 (一般 為 23mm). ? 十四 、殘料量 (緩 沖 墊 ) ? 螺桿注射 結(jié) 束之后 ,并不希望把螺桿 頭 部的熔料全部注射出去 ,還 希望留存一些 ,形成一個(gè)余料量 .這樣 ,一方面可防止螺桿 頭 部和 噴 嘴接接觸發(fā) 生機(jī)械碰撞事故 。另一方面可通 過(guò) 此余料 墊 來(lái)控制注射量的重復(fù)精度 ,達(dá)到 穩(wěn) 定注塑制品 質(zhì) 量的目的 (余料 墊過(guò) 小 ,則 達(dá)不到 緩 沖的目的 ,過(guò) 大會(huì)使余料累 積過(guò) 多 ),一般殘料量 為 510mm. 十五 、噴嘴溫度 ? 噴嘴具有加速熔體流動(dòng)調(diào)整熔體溫度和使物料均化的作用 .在注塑過(guò)程中 ,噴嘴與模具直接接觸 ,由于噴嘴本身熱慣性很小 ,與較你溫度的模具接觸后 ,會(huì)使噴嘴溫度很快下降 ,導(dǎo)致熔料在噴嘴處冷凝而堵塞噴嘴孔或模具的澆注系統(tǒng) ,而且冷凝料注入模具后也會(huì)影響制品的表面質(zhì)量及性能 ,所以 ,噴嘴需要控制溫度 . ? 噴嘴溫度通常要略低于料筒的最高溫度 .一方面 ,這是為了防止熔體產(chǎn)生”流延”現(xiàn)象 。另一方面 ,由于塑料熔體在通過(guò)噴嘴時(shí) ,產(chǎn)生的摩擦熱使熔體的實(shí)際溫度高于噴嘴溫度 ,若噴嘴溫度控制過(guò)高 ,還會(huì)使塑料發(fā)生分解 ,反而影響制品的質(zhì)量 . ? 噴嘴溫度的設(shè)定還與注射成型中的其它工藝參數(shù)有關(guān) .如 :當(dāng)注射壓力較低時(shí) ,為保證物料的流動(dòng) ,應(yīng)適當(dāng)提高噴嘴的溫度 。反之 ,則應(yīng)降低噴嘴溫度 .在注射成型前 ,一般要通過(guò)”對(duì)空注射法”和制品的”直觀分析法”來(lái)調(diào)整成型工藝參數(shù) ,確定最佳料筒和噴嘴的溫度 . 模腔壓力及變化曲線 ? 模腔壓力是能夠清楚地表征注塑過(guò)程的唯一參數(shù) ,只有模腔壓力曲線能夠真實(shí)地記錄注塑過(guò)程中的注射 、壓縮和壓力保持階段 ,模腔壓力變化是反映注塑件質(zhì)量的重要特征(如 :重量 、形狀 、飛邊 、凹痕 、氣孔 、收縮及變形等 ),模腔壓力的記錄不僅提供了質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù) ,而且可準(zhǔn)確地監(jiān)控公差范圍 . ? 一 、模腔 壓 力的特征 ? 模腔 壓 力曲 線 上的典型特征點(diǎn)如右 圖 所示 .下表中所示的圖 上每一特征點(diǎn)或每一 時(shí)間 段的 壓 力 變 化效 應(yīng) .模腔 壓 力曲 線 反映表明的 過(guò) 程狀 態(tài) 具有普遍意 義 . ? 二 、最大模腔 壓 力 ? 最大模腔 壓 力取決于保持 壓 力的 設(shè) 定 值 .也會(huì)受到注射速度注塑件的幾何形狀塑料本身的特性及模具和熔體溫度的影響 . ? 三 、壓 力的作用 時(shí)間 ? 壓 力的突然下降表明壓 力保持 時(shí)間過(guò) 短 ,熔體從尚示凝固的 澆 口回流 . 四 、模腔壓力的變化曲線 ? 一般而言 ,若流動(dòng)阻力小 ,壓力損耗小 ,保壓較完全 ,澆口封口時(shí)間晚 ,補(bǔ)償收縮時(shí)間長(zhǎng) ,模腔壓力較高 . ? (1)保壓時(shí)間的影響 保壓時(shí)間越短 ,模腔壓力降低越快 ,最終模腔壓力降低 (如圖 41所示 ). ? (2)塑料熔體溫度的影響 注塑機(jī)噴嘴入口入塑料溫度越高 ,澆口越不易封口 ,補(bǔ)料時(shí)間越長(zhǎng) ,壓降越小 ,因些模腔壓力較高 (如圖 42所示 ). ? (3)模溫的影響 模壁溫度越高 ,與塑料的溫度差越小 ,溫度梯度越小 ,冷卻速率較慢 ,塑料熔體傳遞壓力時(shí)間較長(zhǎng) ,壓力損失小 ,因此模腔壓力較高 .反之 ,模溫越低 ,模腔壓力越小 (如圖 43所示 ). ? (4)塑料種類的影響 保壓及冷卻過(guò)程中 ,結(jié)晶性塑料的比體積變化較非晶性塑料大 ,模腔壓力曲線較低 (如圖 44所示 ). ? (5)流道及澆口長(zhǎng)度的影響 一般而言 ,若流道越長(zhǎng) ,壓降損耗越大 ,模腔壓力越低 ,澆口長(zhǎng)度也是與模腔壓力成反比的關(guān)系 (如圖 45所示 ). ? (6)流道及澆口尺寸的影響 流道尺寸過(guò)小造成壓力損耗較大 ,將降低模腔壓力 ? 澆口尺寸增加 ,澆口壓力損耗小 ,使模腔壓力較高 。但若截面積超過(guò)某一臨界值 ,塑料通過(guò)澆口發(fā)生的粘滯加熱效應(yīng)削弱 ,料溫降低 ,粘度提高 ,使壓力傳遞效果變差 ,反而降低模腔壓力 (如圖 46所示 ). 塑料性能與注塑工藝條件的關(guān)系 ? 塑料的種類目前有 300多種 ,注塑常用的塑料有近 20種 ,每種塑料的性能都不同 ,各種塑料的熔點(diǎn) 、粘度 、結(jié)晶度 、熔融指數(shù) (流動(dòng)特性 )、加工溫度 、吸水性 、收縮率 、分解溫度 熱 、穩(wěn)定性及其它物性都不一樣 . ? 注塑技術(shù)人員在設(shè)定注塑工藝條件前需要熟悉所用的塑料成型性能 ,了解其加工溫度 、對(duì)溫度或壓力的敏感性 、注射壓力 、背壓 、干燥條件 、模具溫度熔融指數(shù) (FMI)等方面的知識(shí) ,才能正確設(shè)定相關(guān)的注塑工藝條件 ,僅憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)機(jī)是不夠的 ,特別是沒有使用過(guò)的塑料或注塑新材料時(shí)更是如此 ,避免盲目性或設(shè)定不合理的注塑工藝條件 ,導(dǎo)致注塑不良或原料浪費(fèi) . ? 有關(guān)注塑常用塑料 (如 :PS、HIPS、AS、BS、ABS、PMMA、PE、PP、PA、POM、PC、EVA、PVC、PPO、PBT、PET、PSF、CAB等 )的工藝性能及應(yīng)用方面知識(shí) ,將在 ”塑料性能與應(yīng)用 ”的專題講座中詳細(xì)介紹 (在此不詳述 ). ? 對(duì)于熔融指數(shù) (FMI)大 、粘度低 、流動(dòng)性好的塑料 (如 :PA、PP)等 ,其注射壓力及末端注射速度應(yīng)設(shè)定低一些 ,反之則要設(shè)定高一些 . ? 對(duì)于熱穩(wěn)定性差的塑料 (如 :PVC、POM)等 ,注塑過(guò)程中要嚴(yán)格控制熔料溫度 ,螺桿轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快 ,殘量要少 ,以免熔料過(guò)熱分解 . ? 對(duì)于結(jié)晶性塑料 (如 :PP、PA、POM、PE等 ),要想提高其結(jié)晶度 ,就要提高模溫 ,讓熔料在冷卻過(guò)程中充分結(jié)晶 ,以改善其制品的尺寸精度 . ? 對(duì)于粘度受溫度變化不敏感的塑料 (如 :PPABS等 ),要想改善其流動(dòng)性 ,降低其粘度 ,需采用提高剪切速率 (如 :螺桿轉(zhuǎn)速和注射壓力 /速度 )的條件 ,才能達(dá)到預(yù)期的效果 . ? 對(duì)于吸濕性大或?qū)λ菝舾械乃芰?(如 :PA、PC、ABS、PET等 ),在成型加工前需進(jìn)行充分干燥 . ? 下面介紹一些與注塑成型工藝條件有關(guān)的塑料特性 : ? A、吸水性 ? 通常的印象是 :塑料不吸水 ,確 實(shí) 塑料的吸水率很小 .但是在注塑成型 時(shí)少量吸附的水受 熱 而氣化 ,造成塑件內(nèi)的氣泡 ,外 觀 和 強(qiáng) 度都受到影響或破壞 。一些水解性塑料 ,如 PC、PET等吸濕后 ,在加工成型的高溫下 ,微量水分也會(huì)造成塑料的降解 ,所以加工成型前要按塑料的吸濕情況予以干燥 . 塑料注塑時(shí)允許的含濕量和干燥的溫度一覽表 ? B、熱 性 質(zhì) ? 塑料加工 過(guò) 程中受 熱 能 軟 化和熔融 ,甚至可能 產(chǎn) 生分解 . ? 如果我 們 把塑料在溫度不斷慢慢升高的烘箱內(nèi) ,會(huì)有什么 變 化呢 ?從外 觀 上可以看到它會(huì) 經(jīng)歷 下面的 過(guò) 程 : ? 硬 → 彈 性 → 軟 化 → 熔化 → 分解 變 黑 ? 認(rèn)識(shí) 下面曲 線 所表示的三種狀 態(tài) ,有助我 們 正確 選 用塑料的加工溫度和使用范圍 . ? ★注塑成型溫度 應(yīng) 取用 Tf(粘流溫度 )以上 。 ? ★ 彈 性材料成型 應(yīng) 取用 Tg(玻璃化溫度 )以上 ,因太高會(huì)失去 彈 性 。 ? 塑料在加工溫度下除了受 熱 而 軟 化或熔融外 ,還 會(huì)發(fā) 生以下兩種反 應(yīng) : ? 塑料化學(xué)降解反 應(yīng) ? 降解反 應(yīng) 是塑料的大分子 鏈 被打斷 ,分子量下降 ,導(dǎo)致其機(jī)械物理性能下降 ,塑料 顏 色泛黃 . ? 塑料化學(xué)交 聯(lián) 反 應(yīng) ? 交 聯(lián) 反 應(yīng) 是大分子 鏈 之 間產(chǎn) 生了新的化學(xué) 鏈 ,因而引起分子量增加 .在參數(shù)改 變 的情況下 ,稍 為 有微小的交 聯(lián) 就可能會(huì)改善塑件的 強(qiáng) 度 、硬度及耐 熱 性 ,但大分子 鏈間 太多交 聯(lián)鏈 的生成 ,分子 結(jié) 極 為 網(wǎng)狀 ,于是塑料就會(huì) 變 成硬而脆 ,不易再 變 回熔融的塑膠了 ,這樣 就不能再翻用 . C、粘流性 ? 加工塑料的熔融性質(zhì)不僅影響到加工性能 ,而且對(duì)塑件的性能及再加工性都有很大的影響其熔融的粘度大小是我們選取加工溫度參數(shù)的依據(jù) . ? 例如 PP塑料 ,粘度小的做拉絲之用 ,因?yàn)樗芰辖z要從一個(gè) 孔噴出 ,高的粘度則難以加工 。中等粘度多用于注塑制品 ,它要求流動(dòng)性好 ,但強(qiáng)度也要求高 。不同的粘度應(yīng)用于不同的產(chǎn)品 ,錯(cuò)誤配用就會(huì)引致難以控制 .塑料在熔融時(shí)粘度都很高 ,它的粘度習(xí)慣用熔融流動(dòng)指數(shù)(MFI)表示 ,MFI的測(cè)定是在特定的儀器中 ,在一定的溫度和壓力條件下以熔融塑料于 10分鐘內(nèi)流出的重量來(lái)表示 (其數(shù)值為 g/10min),流動(dòng)性越好 MFI越高 .每種不同的塑料測(cè)試溫度和壓力均不相同 ,所以不能互相換算 . ? MFI值與塑料分子量的大小有直接的聯(lián)系 ,分子量大 MFI值越小 .從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō) ,是分子鏈越長(zhǎng) ,枝化越多 ,流動(dòng)性越小 。反之分子量越小 MFI值越高 . ? 分子鏈的長(zhǎng)度除可影響塑料熔融流動(dòng)外 ,對(duì)施加于塑料熔體上的剪切力也有很大影響 .如在注塑時(shí)模腔未填滿或出現(xiàn)凹痕時(shí) ,究竟應(yīng)升高溫度以提高塑料的流動(dòng)還是提高壓力 /速度以增加塑料的流動(dòng)性能 ,這個(gè)問(wèn)題就是所謂的 (流變學(xué) )中的熔體粘度與剪切速率的關(guān)系 . 一些常用塑料的流長(zhǎng)比和型腔壓力 ? 大部分塑料的表現(xiàn)粘度隨剪切速率增加而降低 ,常見于提高注塑機(jī)的注射壓力后 ,塑料熔體的流動(dòng)增加 ,這是由于大分子鏈在高速剪切下拉直的原故 。少數(shù)塑料熔體的表現(xiàn)粘度隨剪切速率的增加而增加 . ? 圖 (1)為各種通用塑料的熔體表現(xiàn)粘度和剪切率的關(guān)系 ,有助于我們選擇加工條件 ,從圖中可知 PP注塑時(shí)提高壓力對(duì)增加流動(dòng)性非常有效 。而PC料注射壓力的提高對(duì)流動(dòng)性基本上沒有太大的影響 ,曲線還是平的 .若為使 PC充滿型腔而提高壓力 ,不僅沒有效果反而會(huì)增加塑件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力 . 模具結(jié)構(gòu)與注塑工藝的關(guān)系 ? 注塑工藝條件的確定 ,除了與塑料的性能 、膠的大小 /結(jié)構(gòu) /壁厚 、產(chǎn)品的質(zhì)量要求和注塑機(jī)的種類有關(guān)外 ,還與注塑模具的結(jié)構(gòu) (如 :流道系統(tǒng)的長(zhǎng)短 /粗細(xì) 、澆口的形式 /大小 /位置 /數(shù)量 、模具的冷卻效果 、冷料穴 、模具的排氣效果 、側(cè)抽芯 (行位 )結(jié)構(gòu)及模具的光潔度等有很大的關(guān)系 . ? １、流道系 統(tǒng) ? 若主流道或分流道的直徑 較 大且 長(zhǎng) 度 較 短 ,熔料溫度和一段注射 壓 力 /注射速度可低一些 ,冷卻 時(shí)間 需 長(zhǎng) 一些 。若主流道或分流道 過(guò)細(xì) 、過(guò)長(zhǎng) (如下 圖 ),熔料在流道中容易冷卻 ,流 動(dòng) 性 變 差 ,流 動(dòng) 阻力就會(huì) 變 大 ,則 熔料溫度 /模具溫度需高一些 ,一段注射 壓 力 /注射速度需高一些 ,冷卻 時(shí)間 可短一些 . 澆口形式 ? 若 澆 口的尺寸 過(guò) 小或 過(guò) 薄 ,進(jìn) 入 澆 口 處 的熔料容易冷卻 ,封膠 時(shí)間 早 ,對(duì) 于易 縮 水的 產(chǎn) 品很 難 通 過(guò) 提高保 壓時(shí)間 來(lái) 補(bǔ) 膠 ,模具溫度 、熔料溫度需高一些保 壓 切 換 位置 遲 一點(diǎn) ,保 壓時(shí)間 可短一些 (小 澆 口保 壓時(shí)間 太 長(zhǎng) 沒作用 ). ? 澆 口的位置和 澆 口的數(shù)量直接與熔料在模具內(nèi)的流 動(dòng)長(zhǎng) 度有關(guān) ,決定了塑工 藝 條件的 選 定 .若 澆 口數(shù)量多 ,進(jìn)澆 口位置合適 ,熔料的流程短 ,且同到達(dá) 終 點(diǎn) ,熔料溫度、模具溫度、注射 壓 力和注射速度就可以低一些 ,產(chǎn) 品的內(nèi) 應(yīng) 力就會(huì)小一些 ,膠件出 現(xiàn) 的披峰會(huì)少得多 . 各種澆口位置的塑料流動(dòng)狀況 模具的冷卻系統(tǒng) ? 模具的冷卻水道開 設(shè) 得是否合理 ,直接影響到注塑 過(guò) 程中的冷卻效果 (快慢及均勻性 )和模具溫度差的大小 .若模具冷卻系 統(tǒng) 開 設(shè) 得科學(xué)合理 ,模具溫度 則 均勻 ,有利于注塑 時(shí)間 、品質(zhì) 的 穩(wěn) 定及注塑工 藝 條件確定 . 模具的排氣系統(tǒng) ? 模具的排氣