注射工艺参数的选择

1、注射成型工艺参数的选择注射成型工艺参数的选择1在实际的注射成型制品生产中，要获得优质产品，在实际的注射成型制品生产中，要获得优质产品， 首先是选择合适的原材料、首先是选择合适的原材料、 确定加工设备、确定加工设备、 设计与加工合理的模具结构，设计与加工合理的模具结构，前提条件确定后，工艺条件的选择和控制成为主要前提条件确定后，工艺条件的选择和控制成为主要考虑因素。考虑因素。注射成型最重要的注射成型最重要的工艺条件工艺条件是影响塑化、流动和冷是影响塑化、流动和冷却的却的温度、压力温度、压力和相应的各个作用和相应的各个作用时间时间。26.5.1. 6.5.1. 温度温度注射成型过程需要控制的温度有

2、注射成型过程需要控制的温度有 料筒温度料筒温度 喷嘴温度喷嘴温度 模具温度模具温度3主要影响塑料的主要影响塑料的塑化和流动塑化和流动主要是影响塑料的流主要是影响塑料的流动和冷却动和冷却na.a.料筒温度料筒温度n料筒温度选择的原则料筒温度选择的原则-要保证塑料得到良好的塑化，要保证塑料得到良好的塑化，能顺利实现快速流动注射，不出现降解现象。能顺利实现快速流动注射，不出现降解现象。n为了实现这一原则，须从以下多个方面加以考虑为了实现这一原则，须从以下多个方面加以考虑。从塑料原料的热性能考虑从塑料原料的热性能考虑不同塑料具有不同的流动温度，料筒的适宜温度不同塑料具有不同的流动温度，料筒的适宜温度应

3、在应在T Tf f或或T Tm mT Td d之间。之间。4n在充模结束后，物料温度保持在在充模结束后，物料温度保持在TgTg以上的时间延长，有以上的时间延长，有利于取向大分子解取向，减小制品的收缩率，可提高制品利于取向大分子解取向，减小制品的收缩率，可提高制品表观质量。表观质量。n而对于而对于T Tf f（T Tm m）T Td d区间较宽的塑料，可适当取高一些区间较宽的塑料，可适当取高一些（比（比T Tf f或或T Tm m更高）。更高）。n对于对于T Tf f（T Tm m）T Td d区间狭窄的塑料，料筒温度的选择应偏区间狭窄的塑料，料筒温度的选择应偏低（比低（比T Tf f或或T T

4、m m稍高）；稍高）；n提高料筒温度有利于注射压力向模腔内传递，熔料在模提高料筒温度有利于注射压力向模腔内传递，熔料在模腔内的流动性增加，减少充模时间并使充模完善。腔内的流动性增加，减少充模时间并使充模完善。在确定温度时要顾及塑料的热稳定性能，尽管未在确定温度时要顾及塑料的热稳定性能，尽管未达到达到TdTd温度，但是，受热时间延长，熔体将发生温度，但是，受热时间延长，熔体将发生降解。降解。5因此，对热敏性塑料，如聚甲醛、聚氯乙烯，聚因此，对热敏性塑料，如聚甲醛、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯等，三氟氯乙烯等，除严格控制料筒最高除严格控制料筒最高温度外，还应控制塑料温度外，还应控制塑料在加热料筒内的停留

5、时在加热料筒内的停留时间。间。同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，度及分解温度是有差别的，这是由于平均相对分子质量和相对分子质量分布这是由于平均相对分子质量和相对分子质量分布不同所致。不同所致。凡是平均相对分子质量高、分布较窄的塑料，熔凡是平均相对分子质量高、分布较窄的塑料，熔体粘度都偏高；体粘度都偏高；而平均相对分子质量较低、相对分子质量分布较而平均相对分子质量较低、相对分子质量分布较宽的塑料，熔体粘度则偏低。宽的塑料，熔体粘度则偏低。为了获得适宜的流动性，前者较后者应适当提高为了获得适宜的流动性，前者较后者应适当提高料筒温

6、度。料筒温度。6无机物填充塑料，使熔料流动性改变。无机物填充塑料，使熔料流动性改变。例如：玻璃纤维增强的热塑性塑料，随着玻璃纤例如：玻璃纤维增强的热塑性塑料，随着玻璃纤维含量的增加，熔料流动性降低，因此要相应提维含量的增加，熔料流动性降低，因此要相应提高料筒温度。高料筒温度。7不同类型的注射机（柱塞式或螺杆式），不同类型的注射机（柱塞式或螺杆式），物料在料筒内的塑化过程不同，选择料筒的物料在料筒内的塑化过程不同，选择料筒的温度也不相同。温度也不相同。8n对于柱塞式注射机，物料在料筒内仅靠料筒壁和分流对于柱塞式注射机，物料在料筒内仅靠料筒壁和分流梭的热传导吸取热量塑化，传热速率低，需要较高的料梭

7、的热传导吸取热量塑化，传热速率低，需要较高的料筒温度。筒温度。n在螺杆式注射机中，螺杆对物料起到搅拌、混合作用，在螺杆式注射机中，螺杆对物料起到搅拌、混合作用，并伴随有剪切摩擦热产生，使传热加快，选择料筒温度并伴随有剪切摩擦热产生，使传热加快，选择料筒温度可低一些（一般比柱塞式注射机低可低一些（一般比柱塞式注射机低10102020）。）。应结合制品及模具结构特点来选择料筒温度。应结合制品及模具结构特点来选择料筒温度。薄壁制品的模腔比较狭窄，熔体注入时阻力大，薄壁制品的模腔比较狭窄，熔体注入时阻力大，冷却又快，料筒温度应选择高一些。冷却又快，料筒温度应选择高一些。相反，在注射厚壁制品时，充模流动

8、阻力小，制相反，在注射厚壁制品时，充模流动阻力小，制品在模腔中冷却时间延长，料筒温度则可选择低品在模腔中冷却时间延长，料筒温度则可选择低一些。一些。对于形状复杂或带有嵌件的制品，对于熔体充模对于形状复杂或带有嵌件的制品，对于熔体充模流程曲折或较长的情况，料筒温度也应选择高一流程曲折或较长的情况，料筒温度也应选择高一些。些。9通常从料斗开始至喷嘴，呈由低到高的分布，以通常从料斗开始至喷嘴，呈由低到高的分布，以利于塑料逐步塑化流动。利于塑料逐步塑化流动。由于螺杆式注射机的剪切摩擦热有助于塑化，因由于螺杆式注射机的剪切摩擦热有助于塑化，因此前段的温度不妨略低于中段，以防塑料的过热此前段的温度不妨略低

9、于中段，以防塑料的过热分解。分解。10b.b.喷嘴温度喷嘴温度喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度，喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度，喷嘴低温的影响可从塑料通过喷嘴注射时产生较喷嘴低温的影响可从塑料通过喷嘴注射时产生较大摩擦热而得到补偿。大摩擦热而得到补偿。喷嘴温度也不能过低，会使得熔料早凝而将喷嘴喷嘴温度也不能过低，会使得熔料早凝而将喷嘴堵死，或将早凝料注射入模腔中影响制品质量。堵死，或将早凝料注射入模腔中影响制品质量。11料筒和喷嘴温度选择受到其工艺条件的影响。料筒和喷嘴温度选择受到其工艺条件的影响。 例如例如: :选择较低的注射压力时，为保证塑料的流动，应选择较低的注射压力时，为保证塑料的流

10、动，应适当提高料筒温度；适当提高料筒温度；反之，料筒温度偏低就需要较高的注射压力。反之，料筒温度偏低就需要较高的注射压力。由于影响因素很多，一般都在成型前通过由于影响因素很多，一般都在成型前通过“对空对空注射法注射法”或制品的或制品的“直观分析法直观分析法”来进行调整，来进行调整，以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。12c.c.模具温度模具温度模具温度对塑料制品内在性能和表观质量影响很大。模具温度对塑料制品内在性能和表观质量影响很大。13模具温模具温度高低度高低决定于决定于塑料是否结晶、塑料是否结晶、制品的尺寸、制品的尺寸、结构、性能要求结构、性能要求及其它工艺

11、条件及其它工艺条件熔料温度、熔料温度、注射速度、注射速度、注射压力及注射压力及模塑周期等模塑周期等控制模温方法：控制模温方法：模具通水冷却；模具通水冷却；模具不冷却；模具不冷却；模具加热。模具加热。不管采取什么方法使模具保持定不管采取什么方法使模具保持定温，对塑料熔体来说都是冷却，温，对塑料熔体来说都是冷却，保持模温低于塑料的保持模温低于塑料的TgTg或热变形或热变形温度，才能使塑料成型达到一定温度，才能使塑料成型达到一定刚度而脱模。刚度而脱模。无定形塑料熔体无定形塑料熔体注入模腔后，随着温度的不断降注入模腔后，随着温度的不断降低而固化，但并不发生相的转变。模温主要影响低而固化，但并不发生相的

12、转变。模温主要影响熔体的粘度，也就是充模速率。熔体的粘度，也就是充模速率。如果充模顺利，可采用低模温，这样可以缩短冷如果充模顺利，可采用低模温，这样可以缩短冷却时间，提高生产效率，所以对于粘度较低或中却时间，提高生产效率，所以对于粘度较低或中等的熔体（如等的熔体（如PSPS、醋酸纤维素等），模具温度常、醋酸纤维素等），模具温度常偏低；偏低；反之，对于粘度高的熔体（如反之，对于粘度高的熔体（如PCPC、PPOPPO、聚砜等），、聚砜等），则必须采取较高模温。对于这类塑料，提高模温则必须采取较高模温。对于这类塑料，提高模温可以调整制品的可以调整制品的冷却速率冷却速率，使之均匀一致，防止，使之均匀一

13、致，防止制品因温差过大而产生凹痕、内应力、裂纹等缺制品因温差过大而产生凹痕、内应力、裂纹等缺陷。陷。14结晶性塑料熔体结晶性塑料熔体注入模腔后，注入模腔后，结晶速率结晶速率冷却速率冷却速率模具温度模具温度 影响制品的结晶影响制品的结晶度和结晶结构。度和结晶结构。模具温度高，模具温度高，冷却速率小，结晶速率可能大，其次，冷却速率小，结晶速率可能大，其次，还有利于分子的松弛过程，分子取向效应小，还有利于分子的松弛过程，分子取向效应小，15因为模温高会延长成型周期，并使制品发脆，因为模温高会延长成型周期，并使制品发脆，这种条件仅适于结晶速率很这种条件仅适于结晶速率很小的塑料，如小的塑料，如PETPE

14、T等，等，模温中等时，模温中等时，冷却速度适宜，分子结晶和取向适冷却速度适宜，分子结晶和取向适中中，模具温度过低时，模具温度过低时，冷却速率大，熔体的流动与结冷却速率大，熔体的流动与结晶同时进行，但熔体在结晶温度区停留的时间短，晶同时进行，但熔体在结晶温度区停留的时间短，不利于晶体或球晶的生长，致使制品的结晶度较不利于晶体或球晶的生长，致使制品的结晶度较低。低。 16176.5.26.5.2压力压力a a. .塑化压力（背压）塑化压力（背压） 采用螺杆式注射成型机时，螺杆顶部熔料在螺采用螺杆式注射成型机时，螺杆顶部熔料在螺杆旋转后退时所受到的压力称为塑化压力，也称杆旋转后退时所受到的压力称为塑

15、化压力，也称背压。背压。这一压力的大小可以通过调整液压系统中的溢流这一压力的大小可以通过调整液压系统中的溢流阀来调节。阀来调节。18压力压力塑化压力塑化压力注射压力注射压力直接影响塑料的塑化和制品质量直接影响塑料的塑化和制品质量塑化压力增加塑化压力增加-其一，其一，由于剪切作用的加强会使熔体温度提高，改善温由于剪切作用的加强会使熔体温度提高，改善温度的均匀性和熔料的混炼效果，便于排出熔体中的气体，度的均匀性和熔料的混炼效果，便于排出熔体中的气体，其二，其二，将使熔体在螺杆的逆流与漏流增加，使塑化速率将使熔体在螺杆的逆流与漏流增加，使塑化速率减小，易造成塑料的降解等。减小，易造成塑料的降解等。因

16、此，对其中的优、缺点进行权衡，视螺杆的结构、塑因此，对其中的优、缺点进行权衡，视螺杆的结构、塑料的种类以及制品的质量要求而加以抉择。料的种类以及制品的质量要求而加以抉择。19n塑化压力的确定塑化压力的确定: :n在保证制品质量前提下越低越好，其具体数值在保证制品质量前提下越低越好，其具体数值应随所用塑料的品种而异，但通常很少超过应随所用塑料的品种而异，但通常很少超过2MPa2MPa。b b. .注射压力注射压力注射压力注射压力-指柱塞或螺杆头部对塑料所施加的压指柱塞或螺杆头部对塑料所施加的压力。力。其作用其作用-克服塑料从料筒流向模腔的一切流动阻克服塑料从料筒流向模腔的一切流动阻力，给予熔体一

17、定的充模速率以及对熔体进行压实。力，给予熔体一定的充模速率以及对熔体进行压实。注射压力大小的选取注射压力大小的选取- -取决于注射成型机的类型、取决于注射成型机的类型、模具结构、塑料种类和注射工艺等。模具结构、塑料种类和注射工艺等。20对成型形状复杂、长流程的薄壁制品宜用高的注射压对成型形状复杂、长流程的薄壁制品宜用高的注射压力，而对于大尺寸厚壁制品，注射压力可相应下降；力，而对于大尺寸厚壁制品，注射压力可相应下降；对于熔体粘度大、玻璃化温度高的塑料（如聚碳酸酯、对于熔体粘度大、玻璃化温度高的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）宜用较高的注射压力；聚砜等）宜用较高的注射压力；注射过程中，注射压力与塑料温

18、度是相互有联系的，注射过程中，注射压力与塑料温度是相互有联系的，熔体温度高时可降低注射压力，反之所需注射压力大；熔体温度高时可降低注射压力，反之所需注射压力大；21柱塞式注射机的注射压力应比螺杆式注射机大，柱塞式注射机的注射压力应比螺杆式注射机大，因为前者在注射过程中压力损失要比后者大得多；因为前者在注射过程中压力损失要比后者大得多；22v型腔充满后，注射压力型腔充满后，注射压力保压压力，保压压力，v保压压力高，模腔内将流入更多的塑料，并使模腔保压压力高，模腔内将流入更多的塑料，并使模腔内的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收缩量小内的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收缩量小、力学性能也较好

19、。、力学性能也较好。v但保压压力过高时，将会出现较大的残余应力，使但保压压力过高时，将会出现较大的残余应力，使强度反而下降，甚至易造成脱模困难或溢料。强度反而下降，甚至易造成脱模困难或溢料。236.5.36.5.3时间（成型周期）时间（成型周期）它实际包括以下几部分：它实际包括以下几部分：注射加压时间注射加压时间包括注射时间、保压时间；包括注射时间、保压时间；冷却时间冷却时间包括预塑化时间、浇口凝封后至开模前的包括预塑化时间、浇口凝封后至开模前的冷却时间；冷却时间；其它时间其它时间包括开模、制品脱模、涂脱模剂、安放嵌包括开模、制品脱模、涂脱模剂、安放嵌件和闭模时间等。件和闭模时间等。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自成型周期中的其它时间则与