塑料注射成型

1、第六章第六章 塑料注射成型塑料注射成型学习目的与要求学习目的与要求1.掌握热塑性注射成型工艺和基本工艺参数；2.了解塑料注射成型设备的主要技术参数。挤出成型产品示例挤出成型产品示例注射成型产品示例注射成型产品示例 什么是塑料什么是塑料注射成型？注射成型？ 概述概述 注射成型是将塑料加热熔融塑化后，在注射成型是将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品。经过冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程，这种成型方法是一种间歇

2、式的操作过程，可生产结构复杂的制品，其成型制品占可生产结构复杂的制品，其成型制品占目前全部塑料制品的目前全部塑料制品的20203030，是塑料，是塑料成型加工中重要方法之一。成型加工中重要方法之一。注射成型原理注射成型原理模具模具成型方法简介成型方法简介注射成型也称注射成型也称注塑注塑，是塑料的一种重要成型方法。，是塑料的一种重要成型方法。适用原料：适用原料： 除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。些热固性塑料，如酚醛塑料等。3. 3. 成型周期

3、成型周期 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。等。注塑成型特点注塑成型特点生产周期短、生产效率高；生产周期短、生产效率高；能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品；能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品；成型塑料品种多；成型塑料品种多；易于实现自动化。易于实现自动化。 因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的制品占目前全部塑料制品的

4、20203030。注射成。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。高速化和自动化方向发展。第一节第一节 塑料注射成型原理塑料注射成型原理一、塑料注射成型机的主要技术参数一、塑料注射成型机的主要技术参数注射量注射压力注射速度塑化能力合模力合模装置的基本尺寸注射量：注射量是指机器对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射成型时，注射装置所能达到的最大注射量。表示方法质量体积我国注射机生产情况，注射量规定为1640000cm3 。注射压力：注射压力是指在注射时，螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积的力，其单位为MPa。注射压力

5、作用：克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等阻力。注射压力注射压力过大，制品可能产生毛边，脱模困难，影响制品的表观质量，甚至内应力较大；对注塑机的影响也较大。注射压力过低，则会造成熔料难以充满模腔，甚至不能成型。注射速度、注射速率、注射时间注射速度(U)是指注射时螺杆或柱塞移动；注射速率(V)是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量；注射时间是指螺杆或柱塞作一次注射量所需要的时间。U=StV =Qt合理地提高注射速度：能减少熔料在模内的温差，改善压力传递效果，保持制品密度均匀和制品精度，缩短生产周期。注射速度过高：（1）熔料离开喷嘴后产生不规则流动，产生大的剪切热，易焦烧物料；（2）高速注射时，模内的气

6、体来不及排出，夹杂在物料中严重影响制品质量。塑化能力是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的千克数。W=3.6Q/tW-塑化能力，塑化能力，kg/hQ-注射量，注射量，g t-循环时间，循环时间，s合模力合模力是指注射机合模装置对模具所能施加的最大夹紧力。其主要作用：使模具不被模腔压力所产生的胀模离顶开。合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸模板尺寸拉杆距离模板最大开距动模板行程模具最大厚度最小厚度二、塑料注射工艺过程二、塑料注射工艺过程1.基本工艺过程合模注射座前移注射 保压制品冷却开模顶出制品注射座后移塑化 螺杆后退喷嘴中心与模具流道中心一致完全吻合行程周期说明：（1）为缩短成型周期，聚合物

7、在螺杆内内的预塑化与制品在模具内的保压冷却不仅同时进行，且预塑化时间应稍小于冷却时间；（2）注射装置是否需要退回，根据所加工的塑料工艺性能而定，一般与喷嘴的温度有关。（3）螺杆预塑化过程是一边转动，一边后退。其后退行程应由注射制品的体积大小决定，一般物料要过量一些。第二节第二节 注射工艺参数的设置注射工艺参数的设置温度、压力、时间温度、压力、时间一、温度料筒温度喷嘴温度模具温度料筒温度结晶性塑料无定形塑料TdTTfTdTTm料筒温度选择Tf ( Tm)Td较窄的塑料：料筒的温度选择应偏低。Tf ( Tm)Td较宽的塑料：料筒的温度选择应偏高。喷嘴温度喷嘴温度通常略低于料筒温度，喷嘴低温的影响可

8、以从塑料通过喷嘴注射时产生的较大摩擦热而得到补偿。喷嘴温度不可太低，否则会使得熔料早凝而将喷嘴堵死，或者将凝料注射入模腔中影响制品质量。模具温度模具温度的高低决定于塑料是否结晶、制品的尺寸、结构性能要求以及其他工艺条件。模温控制物料加热电加热熔体在模腔中冷却成型无定型塑料：结晶性塑料：熔体进入模腔后，随温度的不断降低而固化，并不发生相的转变，模温主要影响冲模速率。模温一般中等，其冷却速度中等，塑料分子链的结晶及取向适中。二、压力参数二、压力参数注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，这些压力都直接影响塑料的塑化和制品质量。塑化压力（背压）：指采用螺杆式注射成型时，螺杆顶部熔料在螺杆旋转

9、后退时所受到的压力。增加背压： 好处为由于剪切作用的加强会使熔体温度升高，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；缺点是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。注射压力：指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。注射压力：指柱塞或螺杆顶部对塑料所施加的压力。 克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力, , 使熔体具有一定充满型腔的速率。使熔体具有一定充满型腔的速率。 作用：作用：注射压力增大，塑料的充模速度加快，流动长度增加，制品中熔注射压力增大，塑料的充模速度加快，流动长度增加，制品中熔接强度提高，制品的重量可能增加，制品的大多数物

10、理机械性能接强度提高，制品的重量可能增加，制品的大多数物理机械性能均有所提高。均有所提高。注射压力与制品成型关系注射压力与制品成型关系成型大尺寸，形状复杂，薄壁制品，熔体粘度大，成型大尺寸，形状复杂，薄壁制品，熔体粘度大，TgTg高的，则宜选高的，则宜选择较高的注射压力，但需退火处理，以消除高压下产生的内应力。择较高的注射压力，但需退火处理，以消除高压下产生的内应力。注射压力 保压压力保压压力保压作用：保压作用：对型腔内的熔体进行压实，是塑料紧贴于模壁以获得对型腔内的熔体进行压实，是塑料紧贴于模壁以获得精确的形状，使不同时间和不同方向进入型腔同一部位的塑料熔精确的形状，使不同时间和不同方向进入

11、型腔同一部位的塑料熔合成一个整体，补充冷却收缩。合成一个整体，补充冷却收缩。 保压与射出两个阶段区别在于：保压与射出两个阶段区别在于：射出时型腔未满射出时型腔未满, ,压力可压力可以释放以释放, ,不存在压力太大的变化不存在压力太大的变化, ,以速度控制为主。而保以速度控制为主。而保压阶段型腔已打满压阶段型腔已打满, ,材料流动速度已无法控制材料流动速度已无法控制, ,而以压力而以压力大小来控制。大小来控制。保压压力保压压力保压压力高保压压力高长处：密度较高长处：密度较高, ,尺寸收缩小尺寸收缩小, ,力学性能较好的制品。力学性能较好的制品。 缺点：脱模后的制品内残余应力较大缺点：脱模后的制品

12、内残余应力较大, ,压缩强烈的制压缩强烈的制品在压力解除后还会产生较大的回弹品在压力解除后还会产生较大的回弹, ,可能卡在型腔可能卡在型腔内内, ,造成脱模困难。造成脱模困难。 注射压力与熔料温度注射压力与熔料温度塑料原料注射成型面积图塑料原料注射成型面积图一般地，注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、一般地，注射过程要经历加料、塑化、充模、冷却、脱模等步骤。脱模等步骤。 1.1.加料加料 注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作注射成型是一间歇过程，保持定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。稳定，塑料塑化均匀，获得良好制品。 加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解

13、，加料过多：受热时间过长，容易引起物料的热分解，注射机功率消耗增加。注射机功率消耗增加。 加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压加料过少：料筒内缺少传压物质，模腔中塑料熔体压力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等力降低，难于补塑，易引起制品收缩、凹陷、空洞等缺陷。缺陷。 三、成型周期三、成型周期 2.2.塑化塑化 加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，加入的塑料在料筒中进行加热，由固体粒子变成熔体，经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤经过混合和塑化后，塑化好的熔体被柱塞或螺杆推挤至料筒的前端。至料筒的前端。 3.3.充模充模 经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满

14、型腔的过程。经过喷嘴、模具浇注系统进入并充满型腔的过程。 4.4.补塑补塑 在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞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具或螺杆，迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模具中。中。5.5.保压保压 使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品。 6.6.退回柱塞或螺杆，加入新料退回柱塞或螺杆，加入新料 7.7.冷却冷却 卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，卸除料筒中塑料的压力，通冷却水、油等冷却介质，对模具进一步冷却。对模具进一步冷却。8.8.脱模脱模 冷却到

15、所需温度，可用人工或机械的方式脱模。冷却到所需温度，可用人工或机械的方式脱模。 成型周期成型周期 完成一次注射过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。完成一次注射过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。 成型周期成型周期 注射时间注射时间充模时间（柱塞或螺杆前进时间）充模时间（柱塞或螺杆前进时间） 保压时间（柱塞或螺杆停留在前进位置的保压时间（柱塞或螺杆停留在前进位置的 时间）时间） 闭模冷却时间（包括柱塞后撤或螺杆转动后退）的时间）闭模冷却时间（包括柱塞后撤或螺杆转动后退）的时间）其它时间（开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件、闭模）其它时间（开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件、闭模） 成型周期直

16、接影响劳动生产率和设备利用率，生产中成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率，生产中应在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各时间。应在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各时间。 充模时间直接反比于充模速率，一般充模时间直接反比于充模速率，一般3 35s5s；保压时间：即对型腔中塑料的压实时间，一般保压时间：即对型腔中塑料的压实时间，一般2020120s120s；冷却时间：决定于制品厚度及塑料性能，一般冷却时间：决定于制品厚度及塑料性能，一般3030120s120s。四、多级注塑四、多级注塑 多级注塑：在一个注射过程中，螺杆向模具推进熔体时，要求实现在多级注塑：在一个注射过程中，螺杆向模具推进

17、熔体时，要求实现在不同位置上的有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。不同位置上的有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。多级注射控制程序可以根据流道的结构、浇口的形式及注塑件结构的不多级注射控制程序可以根据流道的结构、浇口的形式及注塑件结构的不同，来合理设定多段注射压力、注射速度、保压压力和熔胶方式，有利同，来合理设定多段注射压力、注射速度、保压压力和熔胶方式，有利于提高塑化效果、提高产品质量、降低不良率及延长模具于提高塑化效果、提高产品质量、降低不良率及延长模具/ /机器寿命。机器寿命。设定多级注射程序的方法设定多级注射程序的方法1 1、一般的塑件注塑时至少要设定三段或四段射胶

18、才是比较科学的。水口流、一般的塑件注塑时至少要设定三段或四段射胶才是比较科学的。水口流道为第一段、进浇口处为第二段、产品进胶到道为第一段、进浇口处为第二段、产品进胶到90%90%左右时为第三段、剩余的左右时为第三段、剩余的部分为第四段部分为第四段( (亦称末段亦称末段) )。2 2、对于结构简单且外观质量要求不高的胶件注塑时，可采用三段射胶的程、对于结构简单且外观质量要求不高的胶件注塑时，可采用三段射胶的程序。但对结构比较复杂、外观缺陷多、质量要求高的胶件注塑时，需采用序。但对结构比较复杂、外观缺陷多、质量要求高的胶件注塑时，需采用四段以上的射胶控制程序。四段以上的射胶控制程序。 3、设定几段射胶程序，一定要根据流道的结构、浇口的形式、设定几段射胶程序，一定要根据流道的结构、浇口的形式/ /位置位置/ /数量数量/ /大小、注塑件结构、产品质量状况及模具的排气效果等因素进行科学分析、大小、注塑件结构、产品质量状况及模具的排气效果等因素进行科学分析、合理设定。合理设定。常用热塑性塑料的注射成型常用热塑性塑料的注射成型1、聚乙烯（、聚乙烯（PE）工艺特性：温度及剪切敏感性塑料， 分解温度300以上 吸湿性较小成型设备：螺杆式与柱塞式均可原材料准备：熔体流动速率较低产品。成型工艺注射温度：HDPE180220, LDPE140180模具温度： HDPE5