塑件成型工艺过程及参数重庆科创学院

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江河。

——荀子2/5/20231问题：1.注射过程分为哪几个阶段？2.注射成型工艺条件有哪些？2/5/20232目的和要求：1.掌握注射成型原理及其成型特点；2.了解注射成型工艺过程及工艺条件的选择；3.掌握注射成型工艺条件对塑件质量的影响。2/5/20233重点和难点：难点：工艺条件与各个因素之间的关系重点：成型温度成型压力成型时间2/5/20234一、注射成型原理2/5/202352/5/20236注射成型压机注射原理

注射成型产品

2/5/202371.注射机的主要作用顶出塑件开模与合模动作注射结束，进行保压与补缩在一定压力和速度下将塑料注入型腔加热熔融塑料，达到粘流态2/5/202382.注射机的分类注射机按塑化方式分为：柱塞式和螺杆式。2/5/20239按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。2/5/202310塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。3.柱塞式注射机①塑化不均：柱塞式注射机存在的缺点：⑤易产生层流现象且料筒难于清洗④注射速度不均：2/5/202311很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。②最大注射量受限：③注射压力损失大：从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。⑤易产生层流现象且料筒难于清洗④注射速度不均：2/5/2023124.螺杆式注射机合模注射保压冷却开模顶件合模注射冷却总时间预塑2/5/202313螺杆式注射机的优点：借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑化能力大。周期短、效率高，可实现自动化。可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。加热料筒內的材料滞留少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。2/5/202314

螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较2/5/202315——又称注射模塑(InjectionMolding)，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。颗粒、粉状塑料注射机料筒加热熔融充模冷却固化塑件注射成型颗粒、粉状塑料2/5/202316原料检验预处理合模注射装入料斗保压装入嵌件清理料筒清理模具涂脱模剂嵌件清理、预热预塑化塑件后处理冷却加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模脱模2/5/2023171、注射成型原理2/5/2023182.注射过程3.成型后处理1.成型前准备原料的检验、染色和干燥模具清理、涂脱模剂、预热嵌件预热料筒清理退火处理调湿处理加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模2/5/2023191.成型前准备原料检验原料染色原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥2/5/202320原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、粒度及均匀性、流动性（熔体指数、粘度）热稳定性及收缩率的检验。塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解，影响塑料制件的外观和内在质量。如PA,PC,ABS

1）成形前准备：2/5/202321物料干燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥；大批量生产，采用沸腾干燥或真空干燥。料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降低嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质量。脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、液态石蜡和硅油。2/5/202322加料

将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。塑化

通过注射机加热装置的加热，使得螺杆中的塑料原料熔融，成为具有良好的可塑性的塑料熔体。充模

塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔。2）注射过程：2/5/202323保压补缩

从熔体充满型腔后，在注射机柱塞或螺杆推动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要，并且可以防止熔体倒流。2/5/202324浇口冻结后的冷却

经过一段时间使型腔内的熔融塑料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足够的刚度，不致产生翘曲或变形。脱模

塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模外。2/5/202325由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀；或由于金属嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免地存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂，因此，应该设法消除之。3）塑件后处理2/5/202326退火处理

将塑件在定温的加热液体介质（如热水、热油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种热处理工艺。温度：高于使用温度10°-15°或低于热变形温度10°-20°时间：与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每毫米约半小时计算。作用：消除塑件的内应力，稳定塑件尺寸，提高结晶度、稳定结晶结构，从而提高其弹性模量和硬度。2/5/202327调湿处理：将刚脱模的塑件放入加热介质（如沸水、醋酸钾溶液）中，加快吸湿平衡速度的一种后处理方法。（主要用于吸湿性很强且又容易氧化的塑料，如PA）温度：100-121℃（热变形温度高时取上限，反之取下限）。时间：与塑件厚度有关，通常取2-9h。目的：消除残余应力；使制品尽快达到吸湿平衡，以防止在使用过程中发生尺寸变化。2/5/202328温度压力时间料筒温度喷嘴温度模具温度—控制塑料的塑化和流动影响塑料的流动和冷却塑化压力（背压）注射压力重要参数2/5/202329当θf(θm)-θd范围窄时，料筒温度取偏低值。料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；在θf(θm)-θd之间，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；1.温度①料筒温度：2/5/202330柱塞式料筒温度高于螺杆式料筒温度10～20℃。

塑件及模具结构特点：对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件；形状复杂或带有嵌件的制件料筒温度也应高一些。2/5/202331

判断料筒温度是否合适，可采用对空注射法观察或直接观察塑件质量的好坏。对空注射时，如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明料温合适；如果料流毛糙，有银丝或变色现象，则说明料温不合适。2/5/202332温度过高②喷嘴温度：略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。2/5/2023332/5/202334③模具温度：温度过高——成型周期长，翘曲变形，影响尺寸精度；温度太低——产生较大内应力，开裂，表面质量下降。2/5/202335模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的；也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热达到平衡的方式来保持的；在特殊情况下，也可用电阻丝和电阻加热棒对模具加热来保持模具的定温。但无论怎样，对塑料熔体来说，都是冷却的过程。2/5/202336①塑化压力：在塑料熔融、塑化过程中，熔料不断移向料筒前端（计量室内），且越来越多，逐渐形成一个压力，推动螺杆向后退。

2.压力2/5/202337

塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、色料的混合均匀并排出熔体中的气体。但塑化速率降低，延长成型周期。一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越好，一般为6MPa左右，通常很少超过20MPa。2/5/202338②注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40～130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。

注射压力与塑料品种、注射机大小类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程等因素有关。2/5/202339一般情况下：粘度高的塑料注射压力>粘度低的塑料；薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高；模具结构简单，浇口尺寸较大，注射压力较低；柱塞式注射机注射压力>螺杆式注射机；料筒温度、模具温度高，注射压力较低。2/5/202340