《参数选择》PPT课件.ppt

6.5.注射成型工艺参数的选择注射成型工艺参数的选择1n在在实际的注射成型制品生的注射成型制品生产中，要中，要获得得优质产品，品，n首先是首先是选择合适的原材料、合适的原材料、n确定加工确定加工设备、n设计与加工合理的模具与加工合理的模具结构，构，n前前提提条条件件确确定定后后，工工艺条条件件的的选择和和控控制制成成为主主要要考考虑因素。因素。n注注射射成成型型最最重重要要的的工工艺条条件件是是影影响响塑塑化化、流流动和和冷冷却的却的温度、温度、压力力和相和相应的各个作用的各个作用时间。/26.5.1.6.5.1.温度温度n注射成型注射成型过程需要控制的温度有程需要控制的温度有n料筒温度料筒温度n喷嘴温度嘴温度n模具温度模具温度主要影响塑料的主要影响塑料的塑化和流塑化和流动主要是影响塑料的流主要是影响塑料的流动和冷却和冷却na.a.料筒温度料筒温度n料筒温度料筒温度选择的原的原则-要保要保证塑料得到良好的塑化，塑料得到良好的塑化，能能顺利利实现快速流快速流动注射，不出注射，不出现降解降解现象。象。n为了了实现这一原一原则，须从以下多个方面加以考从以下多个方面加以考虑。3n从塑料原料的从塑料原料的热性能考性能考虑n不同塑料具有不同的流不同塑料具有不同的流动温度，料筒的适宜温度温度，料筒的适宜温度应在在T Tf f或或T Tm mT Td d之之间。n在充模在充模结束后，物料温度保持在束后，物料温度保持在TgTg以上的以上的时间延延长，有，有利于取向大分子解取向，减小制品的收利于取向大分子解取向，减小制品的收缩率，可提高制品率，可提高制品表表观质量。量。/n而而对于于T Tf f（T Tm m）T Td d区区间较宽的塑料，可适当取高一些的塑料，可适当取高一些（比（比T Tf f或或T Tm m更高）。更高）。n对于于T Tf f（T Tm m）T Td d区区间狭窄的塑料，料筒温度的狭窄的塑料，料筒温度的选择应偏低（比偏低（比T Tf f或或T Tm m稍高）；稍高）；n提高料筒温度有利于注射提高料筒温度有利于注射压力向模腔内力向模腔内传递，熔料在模，熔料在模腔内的流腔内的流动性增加，减少充模性增加，减少充模时间并使充模完善。并使充模完善。4n在确定温度在确定温度时要要顾及塑料的及塑料的热稳定性能，尽管未定性能，尽管未达到达到TdTd温度，但是，受温度，但是，受热时间延延长，熔体将，熔体将发生生降解。降解。注意注意因此，因此，对热敏性塑料，如聚甲敏性塑料，如聚甲醛、聚、聚氯乙乙烯，聚，聚三氟三氟氯乙乙烯等，等，除除严格控制料筒最高格控制料筒最高温度外，温度外，还应控制塑料控制塑料在加在加热料筒内的停留料筒内的停留时间。/5n同同一一种种塑塑料料，由由于于来来源源或或牌牌号号不不同同，其其流流动温温度及分解温度是有差度及分解温度是有差别的，的，n这是是由由于于平平均均相相对分分子子质量量和和相相对分分子子质量量分分布布不同所致。不同所致。n凡凡是是平平均均相相对分分子子质量量高高、分分布布较窄窄的的塑塑料料，熔熔体粘度都偏高；体粘度都偏高；n而而平平均均相相对分分子子质量量较低低、相相对分分子子质量量分分布布较宽的塑料，熔体粘度的塑料，熔体粘度则偏低。偏低。n为了了获得得适适宜宜的的流流动性性，前前者者较后后者者应适适当当提提高高料筒温度。料筒温度。/6n无机物填充塑料，使熔料流无机物填充塑料，使熔料流动性改性改变。n例例如如：玻玻璃璃纤维增增强的的热塑塑性性塑塑料料，随随着着玻玻璃璃纤维含含量量的的增增加加，熔熔料料流流动性性降降低低，因因此此要要相相应提提高料筒温度。高料筒温度。7n不同不同类型的注射机（柱塞式或螺杆式），型的注射机（柱塞式或螺杆式），n物物料料在在料料筒筒内内的的塑塑化化过程程不不同同，选择料料筒筒的的温度也不相同。温度也不相同。n对于柱塞式注射机，物料在料筒内于柱塞式注射机，物料在料筒内仅靠料筒壁和分流靠料筒壁和分流梭的梭的热传导吸取吸取热量塑化，量塑化，传热速率低，需要速率低，需要较高的料高的料筒温度。筒温度。n在螺杆式注射机中，螺杆在螺杆式注射机中，螺杆对物料起到物料起到搅拌、混合作用，拌、混合作用，并伴随有剪切摩擦并伴随有剪切摩擦热产生，使生，使传热加快，加快，选择料筒温度料筒温度可低一些（一般比柱塞式注射机低可低一些（一般比柱塞式注射机低10102020）。）。/8n应结合制品及模具合制品及模具结构特点来构特点来选择料筒温度。料筒温度。n薄薄壁壁制制品品的的模模腔腔比比较狭狭窄窄，熔熔体体注注入入时阻阻力力大大，冷却又快，料筒温度冷却又快，料筒温度应选择高一些。高一些。n相相反反，在在注注射射厚厚壁壁制制品品时，充充模模流流动阻阻力力小小，制制品品在在模模腔腔中中冷冷却却时间延延长，料料筒筒温温度度则可可选择低低一些。一些。n对于于形形状状复复杂或或带有有嵌嵌件件的的制制品品，对于于熔熔体体充充模模流流程程曲曲折折或或较长的的情情况况，料料筒筒温温度度也也应选择高高一一些。些。/9a.a.料筒温度的分布：料筒温度的分布：n通通常常从从料料斗斗开开始始至至喷嘴嘴，呈呈由由低低到到高高的的分分布布，以以利于塑料逐步塑化流利于塑料逐步塑化流动。n由由于于螺螺杆杆式式注注射射机机的的剪剪切切摩摩擦擦热有有助助于于塑塑化化，因因此此前前段段的的温温度度不不妨妨略略低低于于中中段段，以以防防塑塑料料的的过热分解。分解。/10b.b.喷嘴温度喷嘴温度n喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度，嘴温度通常是略低于料筒最高温度，n喷嘴嘴低低温温的的影影响响可可从从塑塑料料通通过喷嘴嘴注注射射时产生生较大摩擦大摩擦热而得到而得到补偿。n喷嘴嘴温温度度也也不不能能过低低，会会使使得得熔熔料料早早凝凝而而将将喷嘴嘴堵堵死死，或或将将早早凝凝料料注注射射入入模模腔腔中中影影响响制制品品质量。量。/11n料筒和料筒和喷嘴温度嘴温度选择受到其工受到其工艺条件的影响。条件的影响。n例如例如:n选择较低低的的注注射射压力力时，为保保证塑塑料料的的流流动，应适当提高料筒温度；适当提高料筒温度；n反之，料筒温度偏低就需要反之，料筒温度偏低就需要较高的注射高的注射压力。力。n由由于于影影响响因因素素很很多多，一一般般都都在在成成型型前前通通过“对空空注注射射法法”或或制制品品的的“直直观分分析析法法”来来进行行调整整，以便从中确定最佳的料筒和以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。嘴温度。/12nc.c.模具温度模具温度n模模具具温温度度对塑塑料料制制品品内内在在性性能能和和表表观质量量影影响响很很大。大。模具温模具温度高低度高低决定于决定于塑料是否塑料是否结晶、晶、制品的尺寸、制品的尺寸、结构、性能要求构、性能要求及其它工及其它工艺条件条件熔料温度、熔料温度、注射速度、注射速度、注射注射压力及力及模塑周期等模塑周期等控制模温方法：控制模温方法：模具通水冷却；模具通水冷却；模具不冷却；模具不冷却；模具加模具加热。不管采取什么方法使模具保持定不管采取什么方法使模具保持定温，温，对塑料熔体来塑料熔体来说都是冷却，都是冷却，保持模温低于塑料的保持模温低于塑料的TgTg或或热变形形温度，才能使塑料成型达到一定温度，才能使塑料成型达到一定刚度而脱模。度而脱模。/13n无无定定形形塑塑料料熔熔体体注注入入模模腔腔后后，随随着着温温度度的的不不断断降降低低而而固固化化，但但并并不不发生生相相的的转变。模模温温主主要要影影响响熔体的粘度，也就是充模速率。熔体的粘度，也就是充模速率。n如如果果充充模模顺利利，可可采采用用低低模模温温，这样可可以以缩短短冷冷却却时间，提提高高生生产效效率率，所所以以对于于粘粘度度较低低或或中中等等的的熔熔体体（如如PSPS、醋醋酸酸纤维素素等等），模模具具温温度度常常偏低；偏低；n反反之之，对于于粘粘度度高高的的熔熔体体（如如PCPC、PPOPPO、聚聚砜等等），则必必须采采取取较高高模模温温。对于于这类塑塑料料，提提高高模模温温可可以以调整整制制品品的的冷冷却却速速率率，使使之之均均匀匀一一致致，防防止止制制品品因因温温差差过大大而而产生生凹凹痕痕、内内应力力、裂裂纹等等缺陷。缺陷。/14n结晶性塑料熔体晶性塑料熔体注入模腔后，注入模腔后，n结晶速率晶速率冷却速率冷却速率模具温度模具温度 影响制品的影响制品的结晶晶度和度和结晶晶结构。构。n模具温度高，模具温度高，冷却速率小，冷却速率小，结晶速率可能大，其次，晶速率可能大，其次，还有利于分子的松弛有利于分子的松弛过程，分子取向效程，分子取向效应小，小，因因为模温高会延模温高会延长成型周期，并使制品成型周期，并使制品发脆，脆，这种条件种条件仅适于适于结晶速率很晶速率很小的塑料，如小的塑料，如PETPET等，等，15n模温中等模温中等时，冷却速度适宜，分子冷却速度适宜，分子结晶和取向适晶和取向适中中，n模具温度模具温度过低低时，冷却速率大，熔体的流冷却速率大，熔体的流动与与结晶同晶同时进行，但熔体在行，但熔体在结晶温度区停留的晶温度区停留的时间短短，不利于晶体或球晶的生，不利于晶体或球晶的生长，致使制品的，致使制品的结晶度晶度较低。低。/1617压力压力na a.塑化塑化压压力（背力（背压压）n 采采用用螺螺杆杆式式注注射射成成型型机机时，螺螺杆杆顶部部熔熔料料在在螺螺杆杆旋旋转后后退退时所所受受到到的的压力力称称为塑塑化化压力力，也也称称背背压。n这一一压力力的的大大小小可可以以通通过调整整液液压系系统中中的的溢溢流流阀来来调节。/压力压力塑化压力塑化压力注射压力注射压力直接影响塑料的塑化和制品质量直接影响塑料的塑化和制品质量18n塑化塑化压力增加力增加-n其其一一，由由于于剪剪切切作作用用的的加加强会会使使熔熔体体温温度度提提高高，改改善善温温度的均匀性和熔料的混度的均匀性和熔料的混炼效果，便于排出熔体中的气体，效果，便于排出熔体中的气体，n其其二二，将将使使熔熔体体在在螺螺杆杆的的逆逆流流与与漏漏流流增增加加，使使塑塑化化速速率率减小，易造成塑料的降解等。减小，易造成塑料的降解等。n因因此此，对其其中中的的优、缺缺点点进行行权衡衡，视螺螺杆杆的的结构构、塑塑料的种料的种类以及制品的以及制品的质量要求而加以抉量要求而加以抉择。/n塑化塑化压力的确定力的确定:n在保在保证制品制品质量前提下越低越好，其具体数量前提下越低越好，其具体数值应随所用塑料的品种而异，但通常很少超随所用塑料的品种而异，但通常很少超过2MPa2MPa。19b b.注射压力注射压力n注注射射压力力-指指柱柱塞塞或或螺螺杆杆头部部对塑塑料料所所施施加加的的压力。力。n其其作作用用-克克服服塑塑料料从从料料筒筒流流向向模模腔腔的的一一切切流流动阻阻力，力，给予熔体一定的充模速率以及予熔体一定的充模速率以及对熔体熔体进行行压实。n注注射射压力力大大小小的的选取取-取取决决于于注注射射成成型型机机的的类型型、模具模具结构、塑料种构、塑料种类和注射工和注射工艺等。等。/20n对成成型型形形状状复复杂、长流流程程的的薄薄壁壁制制品品宜宜用用高高的的注注射射压力，而力，而对于大尺寸厚壁制品，注射于大尺寸厚壁制品，注射压力可相力可相应下降；下降；n对于于熔熔体体粘粘度度大大、玻玻璃璃化化温温度度高高的的塑塑料料（如如聚聚碳碳酸酸酯、聚聚砜等）宜用等）宜用较高的注射高的注射压力；力；n注注射射过程程中中，注注射射压力力与与塑塑料料温温度度是是相相互互有有联系系的的，熔熔体体温温度度高高时可可降降低低注注射射压力力，反反之之所所需需注注射射压力力大大；/总结：总结：柱塞式注射机的注射柱塞式注射机的注射压力力应比螺杆式注射机大，比螺杆式注射机大，因因为前者在注射前者在注射过程中程中压力力损失要比后者大得多；失要比后者大得多；21v型腔充型腔充满后，注射后，注射压力力保保压压力，力，v保保压压力高，模腔内将流入更多的塑料，并使模腔内力高，模腔内将流入更多的塑料，并使模腔内的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收的料流更好地熔合，得到的制品密度高、收缩量小、量小、力学性能也力学性能也较好。好。v但保但保压压力力过高高时，将会出，将会出现较大的残余大的残余应力，使力，使强度反而下降，甚至易造成脱模困度反而下降，甚至易造成脱模困难或溢料。或溢料。/2223时间（成型周期）时间（成型周期）n它它实际包括以下几部分：包括以下几部分：n注射加注射加压时间包括注射包括注射时间、保、保压时间；n冷冷却却时间包包括括预塑塑化化时间、浇口口凝凝封封后后至至开开模模前前的的冷却冷却时间；n其其它它时间包包括括开开模模、制制品品脱脱模模、涂涂脱脱模模剂、安安放放嵌嵌件和件和闭模模时间等。等。n成成型型周周期期中中的的其其它它时间则与与生生产过程程是是否否连续化化和和自自动化程度有关。化程度有关。/完成一次注射完成一次注射过程所需要的程所需要的时间称称为成型周期，成型周期，2425n成成型型各各阶段段的的时间与与塑塑料料品品种种、制制品品性性能能要要求求工工艺条件条件有关，有关，n最重要的是最重要的是注射注射时间和冷却和冷却时间，对制品制品质量有决量有决定性意定性意义。n注射注射时间中的中的充模充模时间与充模速度与充模速度有关，有关，对熔体在熔体在模腔中的流模腔中的流动类型有很大影响型有很大影响././在保在保证顺利安全操作和制品利安全操作和制品质量的前提下，尽可量的前提下，尽可能地能地缩短成型周期中的短成型周期中的辅助助时间，以提高生，以提高生产率。率。26n注射注射时间中的中的保保压时间 依依赖于料温、模温以于料温、模温以及主流道和及主流道和浇口的大小，口的大小，在整个注射在整个注射时间内所内所占的比例占的比例较大，一般大，一般约20-100s20-100s，大型和厚制，大型和厚制品可达品可达25min25min，甚至更多。，甚至更多。n冷却冷却时间取决于制品的厚度、塑料的取决于制品的厚度、塑料的热性能、性能、结晶性能以及模具温度等晶性能以及模具温度等。n冷却冷却时间以保以保证制品脱模制品脱模时不不变形形翘曲，而曲，而时间又又较短短为原原则，一般，一般为30120s30120s././27