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注塑成型工艺的影响因素

来源:中新华美官网 发布日期: 2017.10.13
信息摘要:
注塑成型的核心问题,是要采用一切措施来得到塑化良好的塑料熔体,并把它注射到模腔中去,在控制条件下冷却定型,使制品达到合乎要求的质量。在注塑成…

注塑成型的核心问题,是要采用一切措施来得到塑化良好的塑料熔体,并把它注射到模腔中去,在控制条件下冷却定型,使制品达到合乎要求的质量。在注塑成型中,最重要的工艺条件是温度、压力和相应的各个作用时间。下面对这些工艺条件的影响分别加以讨论。

一、温度

在注塑成型中,温度是极为重要的参数,需要控制的温度主要有塑料熔体的温度和模具温度,前者温度主要影响塑料的塑化和流动,后一种温度主要影响塑料的流动和冷却。

1,熔体温度的选择

塑料熔体的温度是由料筒控制的,所以料筒温度高低关系到塑料的塑化质量。料筒温度的选择与所使用的塑料特性有关,选择料筒温度时,主要着眼于保证塑料塑化良好,能顺利地实现注射而又不引起熔体的局部降解。

塑料的热氧化降解机理十分复杂,且随外界条件的变化可以出现不同形式,一般温度越高,时间越长,越容易降解。因此对热敏性塑料,除须严格控制料筒最高温度外,还应控制塑料在料筒中停留的时间。

同一塑料,由于产地或牌号不同,其流动温度及降解温度是有差别的,这是由于平均分子量和分子量分布不同所致。凡是平均分子量高、分布较窄的塑料,其熔融黏度都偏高,反之,则偏低。为了获得适宜的流动性,前者较后者应该适当提高料筒温度。

料筒温度的选择也与注塑机类型有关,柱塞式注塑机中的塑料,仅靠料筒壁及分流梭表面进行传热,传热速率小,因此需要较高的料筒温度。在螺杆式注塑机中,由于螺杆的转动,还可以获得较多的摩擦热,使传热加快。因此,选择的料筒温度可低些。

选择料筒温度还应结合制品与模具的结构特点,对于薄壁速率,由于模腔较窄,熔体注入的阻力大,冷却快,为顺利充模,料筒温度应高些;而注塑厚壁塑件时,料筒温度可低些。对于形状复杂或带嵌件的制品,或流道曲折、较长时,料筒温度也应高一些。

熔体温度对成型加工过程、塑料的成型性质、成型条件以及制品的物理机械等性能影响很大。通常随着温度的升高,熔体黏度降低,料筒、喷嘴和模具浇注系统中压力降减小,熔体在模具中的流动长度增加,从而改善了成型能。注射速率增大,熔体时间和充模时间减少,注塑周期缩短,制品表面光洁度提高。但温度过高时,塑料易产生热降解,使性能劣化。

2,模具温度的选择

模具的温度影响塑料熔体充满时的流动行为,并影响塑料制品的性能。模具的温度实际上决定了熔体的冷却速度。冷却速度越快,熔体温度降低越快,使黏度增大,流动困难,造成注射压力损失增加,有效充模压力降低,甚至引起充模不足。通常,模温的确定应根据所加工塑料的性能、制品的性能要求、制品的形状与尺寸,以及成型过程的工艺条件等进行综合考虑。

(1)对黏度较大的塑料,如PC、宜用较高模温;而黏度小的塑料,如PA、PS等,则用较低模温。随着模温的降低,塑料的凝固速度和冷却速度增加,有利于提供生产率和缩短生产周期。

(2)为使脱模时不变形,模温通常应低于塑料的玻璃化温度或不易引起制品变形的温度,但制品的脱模温度则应稍高于模温。而脱模温度与制品的壁厚和残余应力有关。

(3)模温对塑料结晶、分子取向、制品内应力和各种力学机械新能有关。模温低时则有利于聚合物的结晶。对于厚壁制品,由于充模时间和冷却时间均较长,若模温过低,会引起制品内部形成真空泡和收缩,并引起内应力,故厚壁制品不宜采用低模温。

一、     注射压力

注射压力是熔体充模和成型的重要因素,它推动熔体向料筒的前端流动,并迫使熔体充满模腔而成型。

1,          注射压力的作用

(1)推动料筒中的熔体向前端流动,同时使塑料混合和塑化。

(2)应能克服浇注系统和型腔对熔体的流动阻力,使熔体能获得足够的充模速度及流动长度。

(3)应能压实模腔中的熔料,并对熔体因冷却而产生的收缩进行补料。

2,          料筒中注射压力

对螺杆式注塑机来说,通过螺杆的旋转,物料在熔化的同时被推向前方。注射时料筒中的阻力主要来自熔体的摩擦阻力和喷嘴处的阻力。由于料筒前端温度较高,熔体与料筒的摩擦因数较小,所引起的压力降也较小。但柱塞式注塑机则不同,柱塞不仅推动熔体前进,而且还要推动未熔和半熔的物料前进,由未熔固体粒子等引起的压力降可达料筒总压力的80%。所以柱塞式注塑机料筒的压力损失要比螺杆式的大得多。

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