压注成型原理及工艺

压注成型原理及工艺压注成型又称传递成型，是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，能成型外形复杂、薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件的塑件。压注成型与压缩成型有许多共同之处，压注模与压缩模的型腔结构、脱模机构、成型零件的结构及计算方法、加热方式等也基本相同，两者最大的区别在于压注模有单独的加料室和浇注系统。一压注成型原理及特点压注成型原理如图2-3所示。压注成型时，将热固性塑料原料(和压缩成型时一样，塑料原料为粉料或预压成锭的坯料)装入闭合模具的加料室内，使其在加料室内受热塑化，如图2-3a所示；塑化后熔融的塑料在压柱压力的作用下，通过加料室底部的浇注系统进入闭合的型腔，如图2-3b所示；塑料在型腔内继续受热、受压而固化成型，最后打开模具取出塑件，如图2-3c所示。图2-3压注成型原理压注成型与压缩成型相比具有以下一些特点：成型周期短，生产效率高塑料在加料室首先被加热塑化，成型时塑料高速通过浇注系统被压入型腔，未完全塑化的塑料与高温的浇注系统相接触，使塑料升温快而均匀。同时，熔料在通过浇注系统的窄小部位时吸收摩擦热使温度进一步提高，有利于塑料制件在型腔内迅速硬化，从而缩短了硬化时间。压注成型的硬化时间只相当于压缩成型的1/3〜1/5。塑件的尺寸精度高、表面质量好由于塑料受热均匀，交联硬化充分，因此改善了塑件的机械性能，使塑件的强度、力学性能、电性能都得以提高。塑件高度方向的尺寸精度较高，飞边很薄。可以成型带有细小嵌件、较深侧孔及较复杂的塑件由于塑料是以熔融状态压入型腔的，因此对细长型芯、嵌件等产生的挤压力比压缩模小。一般的压缩成型在垂直方向上成型的孔深不大于其直径的3倍，侧向孔深不大于其直径的1.5倍，而压注成型可成型孔深不大于直径10倍的通孔、不大于直径3倍的盲孔。消耗原材料较多由于存在浇注系统凝料，故塑料消耗比较多，这对小型塑件尤为突出。压注成型收缩率大于压缩成型收缩率一般酚醛塑料在压缩成型时的收缩率为0.8%，但压注成型时的收缩率则为0.9%〜1%，而且收缩率具有方向性。这是由于物料在压力作用下的定向流动而引起的，因此影响塑件的精度，但对于用粉状填料填充的塑件则影响不大。压注模的结构比较复杂，工艺条件要求严格由于压注时熔料是通过浇注系统进入模具型腔成型的，因此压注模的结构比压缩模复杂，工艺条件要求严格，特别是成型压力较高(比压缩成型时的压力要大的多)，而且操作比较麻烦，制造成本也大，因此，只有在用压缩成型无法达到要求时才用压注成型。二压注成型工艺压注成型工艺过程和压缩成型工艺过程基本相似，它们的主要区别在于压缩成型过程是先加料后闭模，而一般结构的压注模在压注成型时则要求先闭模后加料。三压注成型的工艺参数压注成型的主要工艺参数包括成型温度、成型压力和成型周期等，它们均与塑料品种、模具结构、塑件情况等因素有关。成型温度成型温度包括加料室内的物料温度和模具本身的温度。为了保证物料具有良好的流动性，料温必须适当地低于交联温度10〜20°C。压注成型的模具温度通常要比压缩成型的模具温度低15〜30C，一般为130〜190C。由于塑料通过浇注系统时能从中获取一部分摩擦热，故加料室和模具的温度可稍低一些。成型压力成型压力指压力机通过压柱或柱塞对加料室熔体施加的压力。由于熔体通过浇注系统时有压力损失，所以压注成型时的成型压力一般为压缩成型时的2〜3倍。酚醛塑料粉和氨基塑料的压注成型压力通常为50〜80MPa，更高的压力可达100〜200MPa；纤维填料的塑料为80〜160MPa；环氧树脂、硅酮等低压封装塑料为2〜10MPa。成型周期压注成型周期包括加料时间、充模时间、交联固化时间、脱模取件时间和清模时间等。压注成型的充模时间通常为5〜50s，而固化时间取决于塑料品种、塑件的大小、形状、壁厚、预热条件和模具结构等，通常可取30〜180s。压注成型要求塑料在未达到硬化温度以前应具有较大的流动性，而达到硬化温度后，又要具有较快的硬化速度。常用压注成型的材料有：酚醛塑料、三聚氤胺和环氧树脂等塑料。表2-6是酚醛塑料压注成型的主要工艺参数，其它部分热固性塑料压注成型的工艺参数见表2-7。表2-6酚醛塑料压注成型的主要工艺参数模具工艺参数罐式柱塞式未预热高频预热高频预热预热温度/C—100〜110100〜110成型压力/MPa16080〜10080〜100充模时间/min4〜51〜1.50.25〜0.33固化时间/min833成型周期/min12〜134〜4.53.5表2-7部分塑料压注成型的主要工艺参数塑料填料成型温度/C成型压力/MPa压缩率成型收缩率/%环氧双酚A塑料玻璃纤维138〜1937〜343.0〜7.00.001〜0.008矿物填料121〜1930.7〜212.0〜3.00.001〜0.002环氧酚醛塑料矿物和玻纤121〜1931.7〜210.004〜0.008矿物和玻纤190〜1962〜17.21.5〜2.50.003〜0.006

玻璃纤维143〜16517〜346〜70.0002三聚氤胺纤维素14955〜1382.1〜3.10.005〜0.15酚醛织物和回收料149〜18213.8〜1381.0〜1.50.003〜0.009聚酯（BMC、TMC①）玻璃纤维138〜160—0.004〜0.005聚酯（SMC、TMC）导电护套料②138〜1603.4〜1.41.00.0002 〜0.001聚酯（BMC）导电护套料138〜160—0.0005 〜0.004醇酸树脂矿物质160〜18213.8〜1381.8〜2.50.0