注塑成型-注塑成型工艺（高分子成型课件）

（一）成型前的准备1塑料原料的检验①塑料原料的种类②塑料原料的外观：检查原料色泽、粒子大小及均匀性等。③塑料原料的工艺性能测定：原料流动性、熔融指数、收缩率、含水量、分子量、热性质等。2塑料原料的着色①染色造粒法：色剂和塑料原料充分混合后挤出造粒②干混着色法：原料与分散剂、颜料混合着色后直接注射③色母料着色法：原料与色母料按一定比例混合均匀后用于注射成型四、注塑成型工艺（一）成型前的准备3预热干燥一般情况下，粒料树脂具有一定的吸水性，含水量过多，制品表面出现银纹、气泡、缩孔等缺陷，严重时会引起原料降解，影响制品的质量。当吸水量高于成型加工的允许值时，必须进行成型前干燥处理。干燥预热的方法较多，主要有热板预热、烘箱预热、红外线预热、高频加热等，但生产中常用电热烘箱进行预热，料层厚度一般为20-50mm，物料每隔一段时间翻滚一次。对于高温下易氧化变色受热性能改变的塑料（尼龙）应采用真空烘箱干燥。高频加热时，不宜加热水分含量大的物料和非极性物料。干燥后应立即使用，以免吸湿回潮。长时间不用的塑料应重新干燥。四、注塑成型工艺（一）成型前的准备4料筒清洗筒螺杆式注射机－换料清洗①直接法（适合于新料和旧料有共同的熔融温度）

a.Tf新>Tf旧时，T料筒=T新料，加新料对空注射。

b.Tf新<Tf旧时，T料筒=T旧料，切断加热电源加新料清洗。②间接法

a.Tf新>Tf旧时，且二者之间没有共同的熔融温度范围，则需要用稳定性好的过渡料进行清洗，然后用新料置换过渡料。b.Tf新<Tf旧时，且二者之间没有共同的熔融温度范围，则用过渡性物料进行，然后新料置换过渡料。③料筒清洗剂法先升温至比料筒中物料加工温度高20℃左右，注净后加入清洗剂最后加入新料，用预塑的方式连续多空注射清洗即可。柱塞式注射机－拆卸或专用料四、注塑成型工艺（一）成型前的准备5嵌件的预热①嵌件的安装：为满足装配和使用强度的要求，有的塑料制品含有金属嵌件。带有嵌件的塑料制品在注射前，必须将嵌件放进模具内的预定位置并可靠固定。②预热原因：由于金属和塑料收缩率差别较大，从而在嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围强度下降和出现裂纹。③预热温度：金属嵌件表面有镀层：110~130℃；无镀层：150℃。PC、PS、PSF、PPO易产生应力开裂，嵌件必须预热；分子链柔顺且嵌件又小的塑件，嵌件可不预热。四、注塑成型工艺（一）成型前的准备6脱模剂的选用种类：

a.硬脂酸锌：一般塑料用（除PA除外），适合于高温模具。

b.石蜡：用于PA，适合于中低温模具。c.硅油：效果最好，但价格较贵使用方法：

a.手涂

b.喷涂注意：润滑剂的用量要适中，需表面处理的塑料件不可用脱模剂。模具保养——涂防锈油7模具保养四、注塑成型工艺螺杆式注射机模塑工作循环1基本工艺流程成型以合模（闭模）开始，至制品顶出止，完成一个循环周期。合模注射保压冷却开模顶件合模注射预塑化（二）注射成型过程四、注塑成型工艺加料：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及剪切摩擦生热作用，使得料筒中的塑料原料熔融，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。保压补缩：模具温度较低，型腔中的熔体产生收缩，在注射机柱塞或螺杆推动下，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。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。（二）注射成型过程2注射成型过程四、注塑成型工艺①锁模机构锁模力应足够大，以免在注射、保压时产生溢边现象，影响质量。②注射时机座应整体前移，使喷嘴与模具浇注口贴合，以方便物料高压高速注射入模具。③浇口冻结后进入冷却阶段，为缩短成型周期，制品冷却同时可进行物料的塑化，且预塑时间＜制品冷却时间，以免影响成型周期。④注射时每次加料量保持一定，以减少注射成型压力传递的波动。⑤热流道模具(即流道有加热装置或绝热保温层)，注射后，注射装置一般不退回。冷流道模具，则需退回。（why？a避免喷嘴与冷模长时间接触使喷嘴内料温过低，影响下次注射；b注射装置退回，便于清料。）3加工注射要点（二）注射成型过程四、注塑成型工艺⑥注塑机预塑化的物料要多一些。多余物料－缓冲料，以保证足够多物料注射时压入模腔。⑦螺杆边旋转边后退的过程实际上就是预塑化过程。但是螺杆预塑到位停止旋转后，还需要直线的倒退一段距离。此时的操作——防流延操作，后退的距离——防延量。⑧熔料各处的温度应均匀一致。热分解含量要小。⑨冷却结束时间的判断：一定是温度达到合适值时为止。⑩脱模时应尽可能使模腔内残余压力接近于零，残余压力较大，需较大顶出力，严重时甚至损坏制品。3加工注射要点（二）注射成型过程四、注塑成型工艺（三）塑件的后处理工艺退火原因：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，因而塑件脱模后一般需作退火处理。退火方法：退火时将制品放在烘箱或液体加热介质（如水、矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等）或热空气（如循环热风干燥室、干燥箱等）中静置一段时间。退火温度一般控制在高于制品使用温度10～20度或低于热变形温度10～20度。1退火处理四、注塑成型工艺（三）塑件的后处理工艺2调湿处理调湿处理：将刚脱模的塑件（PA）放入加热介质（如沸水、醋酸钾溶液）中，隔绝空气，防止氧化，同时加快吸湿平衡速度，稳定其尺寸的后处理方法。（

主要用于吸湿性很强且又容易氧化的塑料，如PA）。调湿处理方法：调湿处理的温度一般为100~120℃（热变形温度高时取上限，反之取下限）。调湿处理的保温时间与塑件厚度有关，通常取2~9h。调湿处理目的：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。注意：并不是所有塑件都要进行后处理，但对刚性较大、壁厚较大、金属嵌件、尺寸精度要求较高,使用温度范围宽，内应力大，且不易消除，应进行必要的后处理。四、注塑成型工艺五、注塑成型工艺参数（一）温度1料筒温度①影响料筒温度的因素a塑料的黏流温度或熔点：料筒温度应在粘流温度Tf（或熔点Tm）

和热分解温度Td之间。对于Tf

（或Tm）~Td区间较窄的物料，机筒温度可相对较低；对于Tf（或Tm

）~Td区间较宽的物料，机筒温度可高一些。b塑料特性：热敏性塑料如POM、PVC等要严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间。c塑料的分子量和分子量分布：M高，分布窄，T高d注射机类型：螺杆式注射较注塞式注射机料筒温度较低10~20℃。e塑件及模具结构：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。f添加剂种类：为玻璃纤维或无机填料时，由于熔体流动性变差，相应提高料筒温度；若添加剂为增塑剂或软化剂时，料筒温度可适当低些。五、注塑成型工艺参数（一）温度1料筒温度②料筒温度的分布料筒温度的分布一般遵循前高后低的原则，即料筒加料口处温度最低，料筒末端温度最高。但是对于螺杆式注射机，为防止因螺杆与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导致塑料热降解，可使料筒最后端温度略低于中段。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。③温度合适与否的判断五、注塑成型工艺参数（一）温度2喷嘴温度喷嘴温度通常略低于料筒温度：因为喷嘴处产生较大摩擦热使物料出现较大温升，如果喷嘴温度过高则在直通式喷嘴处会发生“流涎现象”。喷嘴温度不能太低：否则熔体会过早凝结而堵死喷嘴或将早凝料注射入模腔影响制品质量。从工艺条件间关系考虑：采用较低的注射压力时料筒温度和喷嘴温度应相应高一些。五、注塑成型工艺参数（一）温度3模具温度——影响冷却时间，进而影响制品成型周期和生产效率。模具温度的选择（1）物料性能：

①对流动性较好的无定型聚合物，由于充模顺利，模具温度可低一些，以便缩短成型周期；对于粘度高的无定型聚合物，模温高一些，让分子链松弛，减小内应力。②结晶型高聚物-Ｔ适中，合适的结晶速率和高的生产效率。（2）制品的形状与尺寸：厚制品，采用较高模温；薄制品，采用较低模温。（3）其它工艺条件：料筒温度高，模温高五、注塑成型工艺参数（一）温度3模具温度模具温度控制方法：1）通入定温的冷却介质来控制的；2）靠熔融料注入模具自然升温和自然散热达到平衡而控制。3）特殊情况下，还可采用电加热丝或电热棒对模具加热控制模温。油温是指液压系统的压力油温度。油温的变化影响注塑工艺参数，如：注射压力、注射速率等的稳定性。一般而言，油温升高↑，油的粘度↓,油的泄漏量↑，注射压力和注射速率↓，从而影响制品质量和生产效率。正常的油温应保持在30-50度。4油温五、注塑成型工艺参数（二）压力1塑化压力（背压）塑化压力（背压）：采用螺杆式注射机时，阻止螺杆旋转后退过快时的反向压力。塑化压力增加，有利于物料的混合塑化，熔体的温度及温度均匀性提高，并利于排出熔体中的气体。但塑化压力增加，会使螺杆后退变慢，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。塑化压力的大小可以提供液压系统中的溢流阀来调整。五、注塑成型工艺参数（二）压力2注射压力定义：注射时柱塞或螺杆对塑料熔体所施加的力。作用：使熔体克服在机筒、喷嘴、模具浇注系统和模腔中流动时的阻力，推动熔体前进，并以一定的速度和压力充满模腔。注射压力通常为40~130Mpa

之间，其大小与注射机的类型、塑料的品种、模具结构、模具温度、塑件的壁厚及浇注系统的结构和尺寸等。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。五、注塑成型工艺参数（二）压力常见塑料的注射压力参考值制品形状要求注射压力/MPa适用塑料品种1．熔体黏度较低、精度一般、流动性好、形状简单2．中等黏度、精度有要求、形状复杂3．黏度高、薄壁长流程、精度高且形状复杂4．优质、精密、微型70～100100～140140～180180～250PE、PS等PP、ABS、PC等聚砜、聚苯醚、PMMA等工程塑料2注射压力五、注塑成型工艺参数（二）压力3保压压力保压压力：保压是指在模腔充满后，对模内熔体进行压实、补缩的过程。处于该阶段的注射压力称为保压压力。当保压压力较高时，制品的收缩率减小，表面光洁度、密度增加，熔接痕强度提高，制品尺寸稳定。但脱模后制品中的残余应力较大、造成脱模困难。实际生产中，保压压力的设定，可与注射压力相等，一般稍低于注射压力。五、注塑成型工艺参数（三）作用时间（成型周期）成型周期：完成一次注塑过程所需的时间称为注塑成型周期。成型周期时间包括注射时间（充模时间和保压时间）、冷却时间及其它辅助时间(如开模、脱模、嵌件安放、闭模等)，注射成形周期中不另含加料塑化时间。（why？）成型周期各时间所占比例：1）充模时间：很短（约3~5s，一般不超过10s）。2）保压时间：保压时间