第六章-注射成型习题课课件.ppt

塑料工艺塑料工艺第六章 注射成型 InjectionMolding塑料工艺塑料工艺 判断：判断：注塑成型也叫注射成型注塑成型也叫注射成型,或注射模塑。注塑件从或注射模塑。注塑件从1克到几十千克到几十千克不等。成型周期从几秒到几分钟。是一种极重要的成型方克不等。成型周期从几秒到几分钟。是一种极重要的成型方法。法。注塑成型是注塑成型是连续生产连续生产 塑料制品的成型方法。塑料制品的成型方法。习题课 塑料工艺塑料工艺 1.能一次成型外形能一次成型外形 、尺寸、尺寸 可带有各种金属可带有各种金属 的塑料的塑料制品制品,制品的大小由钟表齿轮到汽车保险杠；制品的大小由钟表齿轮到汽车保险杠；2.是可加工的塑料种类繁多是可加工的塑料种类繁多,除聚四氟乙烯和超高分子量聚除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等极少数品种外乙烯等极少数品种外,几乎所有的几乎所有的 塑料塑料(通用塑料、纤维增通用塑料、纤维增强塑料、工程塑料强塑料、工程塑料)、热固性塑料和弹性体都能用这种方法方热固性塑料和弹性体都能用这种方法方便地成型制品便地成型制品;3.是成型过程自动化程度是成型过程自动化程度 ,其成型过程的合模、加料、其成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注射机自动完塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注射机自动完成。成。填空填空 塑料工艺塑料工艺注射成型的原理注射成型的原理塑料工艺塑料工艺说出下图的各部分结构名称塑料工艺塑料工艺 注塑成型的原理注塑成型的原理：粒状或粉状：粒状或粉状塑料塑料通过螺杆的旋转和外通过螺杆的旋转和外部的加热作用，使它受热熔化至流动状态，然后在螺杆的部的加热作用，使它受热熔化至流动状态，然后在螺杆的连续高压下，连续高压下，熔融熔融塑料被压缩并向前移动，通过喷嘴射出，塑料被压缩并向前移动，通过喷嘴射出，注入注入一个温度较低的一个温度较低的闭合模具中闭合模具中，充满模具的塑料经，充满模具的塑料经冷却冷却硬化硬化，即可保持模具型腔所赋予的形状，开启模具，即完，即可保持模具型腔所赋予的形状，开启模具，即完成一个注射周期成一个注射周期Molding CycleMolding Cycle。简述注射成型的原理？塑料工艺塑料工艺1.1.什么是塑化什么是塑化PlasticationPlastication2.2.注射注射InjectionInjection 对熔融物料施加对熔融物料施加 ，使熔体，使熔体 模具型腔。模具型腔。塑料工艺塑料工艺回答图中各部分结构名称回答图中各部分结构名称塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺注射机的组成？注射机的组成？注射机分为柱塞式和螺杆式注射机。都是由注射系统注射机分为柱塞式和螺杆式注射机。都是由注射系统Injection unit、锁模系统锁模系统Clamping unit和液压传动和电气和液压传动和电气控制系统控制系统Hydraulic/Control三大部分组成。三大部分组成。塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺注塑机的形式很多：注塑机的形式很多：1.1.按外形特征分：按外形特征分：立式、立式、式、式、式和式和 式各，其中式各，其中立式和直角式国内多用于立式和直角式国内多用于 型注塑机（一次注射量型注塑机（一次注射量30 cm330 cm3以以下）；下）；式用于大、中型注塑机。式用于大、中型注塑机。2.2.式注射机式注射机料筒内有分流梭，物料在其中间塑化）料筒内有分流梭，物料在其中间塑化）目前主要为目前主要为 式注塑机，式注塑机，式注塑机已很少使用。式注塑机已很少使用。注塑机的分类注塑机的分类塑料工艺塑料工艺看下图制品，想想是怎么成型的？设备有无特殊要求看下图制品，想想是怎么成型的？设备有无特殊要求塑料工艺塑料工艺1 1 注射量注射量 shot size,shot size,Barrel capacity注射量是指在注射量是指在 条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射 时，注射装置所能达到的最大物料量。时，注射装置所能达到的最大物料量。塑料工艺塑料工艺2 锁模力（吨）锁模力（吨）Clamping tonnageClamping tonnage 施加于模具上的最大施加于模具上的最大 力，直接反应成型制品面积的大小力，直接反应成型制品面积的大小塑料工艺塑料工艺 1 1注射系统注射系统Injection system：它的作用主要（它的作用主要（1)1)加热加热塑化；（塑化；（2)2)加压注射；（加压注射；（3)3)保压补缩。保压补缩。注射机的注射系统的作用注射机的注射系统的作用塑料工艺塑料工艺1.黏度大、热稳定性差的塑料，选用黏度大、热稳定性差的塑料，选用 式喷嘴式喷嘴2.黏度小的塑料，选用黏度小的塑料，选用 式喷嘴式喷嘴3.形状复杂的制品，选用喷孔小，射程远的喷嘴，如远形状复杂的制品，选用喷孔小，射程远的喷嘴，如远程直射式程直射式4.厚制品，选用喷孔尺寸厚制品，选用喷孔尺寸 ，补缩作用强的喷嘴，补缩作用强的喷嘴喷嘴选择的原则：喷嘴选择的原则：塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺塑料工艺模具模具Mold systemFig 4 A typical(three-plate)molding system 塑料工艺塑料工艺5.2.2 模具模具Mold system塑料工艺塑料工艺5.2.2 模具模具Mold system塑料工艺塑料工艺5.2.2 模具模具Mold system塑料工艺塑料工艺成型前的准备工作有哪些？成型前的准备工作有哪些？。原原料料的的预预处处理理：干干燥燥处处理理。有有些些含含亲亲水水基基团团的的塑塑料料如如PCPC、PMMAPMMA、ABSABS等等容易吸湿，使制品表面产生水纹内部产生气泡。容易吸湿，使制品表面产生水纹内部产生气泡。料筒的清洗料筒的清洗:应注意若原来使用物料为热敏性树脂或工程塑料；或现应注意若原来使用物料为热敏性树脂或工程塑料；或现在使用的物料为工程塑料或在使用的物料为工程塑料或PPPP、PEPE等料应用较稳定的树脂等料应用较稳定的树脂PEPE清洗。若清洗。若原来使用熔点高的物料而现在使用熔点低的热敏性塑料则应用较稳定原来使用熔点高的物料而现在使用熔点低的热敏性塑料则应用较稳定的的PEPE清理高熔点的物料再用熔点低的物料清理清理高熔点的物料再用熔点低的物料清理PEPE。嵌件的处理嵌件的处理:嵌件预热嵌件预热,对于刚性分子链的塑料如聚碳酸酯、聚砜和聚对于刚性分子链的塑料如聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等应将嵌件加热至苯醚等应将嵌件加热至110150110150。尽量使嵌件与塑料收缩率减少。尽量使嵌件与塑料收缩率减少差别差别.减少应力集中。减少应力集中。脱模剂的选用脱模剂的选用注塑成型工艺过程注塑成型工艺过程塑料工艺塑料工艺制件的后处理制件的后处理塑料工艺塑料工艺制件的后处理制件的后处理塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注塑制品的缺陷及原因分析注塑制品的缺陷及原因分析塑料工艺塑料工艺注射成型新技术 精密注射成型是与常规注射成型相对而言，指成型精密注射成型是与常规注射成型相对而言，指成型制品的精度要求很高，使用通用的注塑机和常规注塑工制品的精度要求很高，使用通用的注塑机和常规注塑工艺都难以达到要求的一种注射成型方法。艺都难以达到要求的一种注射成型方法。特点：特点：尺寸精度高，公差小。尺寸精度高，公差小。制品重复精度高，稳定性好制品重复精度高，稳定性好模具的材料好，刚性足，型腔的尺寸精度，光洁度及模模具的材料好，刚性足，型腔的尺寸精度，光洁度及模板间的定位精度高。板间的定位精度高。采用精密成型工艺。采用精密成型工艺。选择适当的精密成型材料，这些材料有选择适当的精密成型材料，这些材料有POMPOM、PAPA及增强的及增强的材料、材料、PBTPBT及增强的材料、及增强的材料、PCPC。一、精密注塑成型一、精密注塑成型塑料工艺塑料工艺Injection-compression molding 塑料工艺塑料工艺二、气体辅助注塑成型GAIM 气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机问世以气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机问世以来来,注射成型技术最重要的发展之一。注射成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面,利利用气体保压用气体保压,减少制品残余内应力减少制品残余内应力,消除制品表面缩痕消除制品表面缩痕,减少用料减少用料,显示出传统注射成型无法比拟的熔体完全充显示出传统注射成型无法比拟的熔体完全充填过程。填过程。塑料工艺塑料工艺Benefits of Gas Assisted Injection Molding模具方面：设计简单，成本低。模具方面：设计简单，成本低。产品外观：消除凹痕，翘曲变小。产品外观：消除凹痕，翘曲变小。产品重量降低产品重量降低510%。制品的残余应力小。制品的残余应力小。注射压力降低，可用小型注射机注射大型产品；注射压力降低，可用小型注射机注射大型产品；还降低了锁模力，提高了效率。还降低了锁模力，提高了效率。塑料工艺塑料工艺二、气体辅助注塑成型GAIM 塑料工艺塑料工艺二、气体辅助注塑成型GAIM 塑料工艺塑料工艺设备设备 气辅设备和工艺与传统注射成型配接方便。气辅注射气辅设备和工艺与传统注射成型配接方便。气辅注射成型设备如图成型设备如图1 1所示所示,主要由氮气制备与回收装置和气压主要由氮气制备与回收装置和气压控制单元组成。来自制备装置的氮气经加压后通过控制控制单元组成。来自制备装置的氮气经加压后通过控制单元进入模具单元进入模具,当保压阶段结束以后当保压阶段结束以后,保持在气辅制品内保持在气辅制品内部的高压氮气也将通过控制单元予以回收部的高压氮气也将通过控制单元予以回收,实现循环使用。实现循环使用。在模具上气体的注入与回收功能则通过称为气针的进气在模具上气体的注入与回收功能则通过称为气针的进气元件实现。注塑成型机通过与螺杆行程连在一起的位移元件实现。注塑成型机通过与螺杆行程连在一起的位移传感器和气体压力控制单元相连接传感器和气体压力控制单元相连接,可以控制熔体可以控制熔体-气体气体注入的转换时间。注入的转换时间。塑料工艺塑料工艺1电气系统2液压系统3控制单元4气缸图气体辅助注射示意图塑料工艺塑料工艺气体辅助注射的工艺过程的三个阶段:Gas assist molding can be divided into three stages:resin injection,primary gas penetration,and secondary gas penetration(See Figure 1).Stage 1:Resin Injection 起始阶段为熔体注射起始阶段为熔体注射 The polymer is injected into the mold as a short shot or partially packed cavity.把塑料熔体注入型腔把塑料熔体注入型腔,与传统注射成型相同与传统注射成型相同,但使熔体只但使熔体只充满型腔的充满型腔的60%-95%,60%-95%,具体的注射量随产品而异。具体的注射量随产品而异。塑料工艺塑料工艺气体辅助注射的工艺过程的三个阶段:Stage 2:Primary Gas Penetration气体注入气体注入 Gas is introduced into the molten core forming a bubble.The gas bubble displaces some of the molten core,pushing it into the unfilled cavity and completing the mold filling 把高压惰性气体注入熔体芯部把高压惰性气体注入熔体芯部,熔体前沿在气体压力的熔体前沿在气体压力的驱动下继续向前流动驱动下继续向前流动,直至充满整个型腔。气辅注塑时熔体直至充满整个型腔。气辅注塑时熔体流动距离明显缩短流动距离明显缩短,熔体注射压力可以大为降低。气体可通熔体注射压力可以大为降低。气体可通过注气元件从主流道或直接由型腔进入制件。因气体具有过注气元件从主流道或直接由型腔进入制件。因气体具有始终选择阻力最小始终选择阻力最小(高温、低粘高温、低粘)的方向穿透的特性的方向穿透的特性,所以需所以需要在模具内专门设计气体的通道。要在模具内专门设计气体的通道。塑料工艺塑料工艺气体辅助注射的工艺过程的三个阶段:Stage 3:Secondary Gas Penetration气体保压气体保压 Secondary gas penetration begins at the end of the filling stage when the polymer has reached the end of the mold.The gas bubble extends as the part cools and the material shrinks.The extra cavity volume created as the material shrinks is taken up by the gas bubble.The pressure in the bubble also provides packing of the part during secondary gas penetration.使制件在保持气体压力的情况下冷却使制件在保持气体压力的情况下冷却,进一步利用气体进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部均匀地向外施压各向同性的传压特性在制件内部均匀地向外施压,并通过气并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩(二次穿透二次穿透),),保证制品外表面紧贴模壁。保证制品外表面紧贴模壁。塑料工艺塑料工艺气体辅助注射的工艺过程的三个阶段:Figure 1.Stages of Gas Assist Molding.塑料工艺塑料工艺Gas Injection Location塑料工艺塑料工艺Gas Injection Location塑料工艺塑料工艺三、三、Reaction Injection Molding(RIM)反应注射成型简称为反应注射成型简称为RIMRIM，是一种新型的聚合物加，是一种新型的聚合物加，技技术，其最早是由德国的术，其最早是由德国的Bayer(Bayer(拜耳拜耳)公司于公司于2020世纪世纪7070年代初期年代初期开发的。反应注射成型开发的。反应注射成型(RIM)(RIM)技术通常主要应用于聚氨酯原料技术通常主要应用于聚氨酯原料体系的成型加上。体系的成型加上。反应注射的基本成型原理是：将两种或多种具有反应活反应注射的基本成型原理是：将两种或多种具有反应活性的低黏度性的低黏度(小于小于1000MPas)1000MPas)液体物料精确地计量后在混合液体物料精确地计量后在混合头内高速碰撞混合，然后边反应边充人模具内进行固化成型头内高速碰撞混合，然后边反应边充人模具内进行固化成型而得到制品。而得到制品。塑料工艺塑料工艺三、三、Reaction Injection Molding(RIM)塑料工艺塑料工艺习题1、名词解释：塑化、塑化压力、注射压力、名词解释：塑化、塑化压力、注射压力 2、注射成型方法适合于何种制品的生产？为什么？请用框图形式表示一个、注射成型方法适合于何种制品的生产？为什么？请用框图形式表示一个完整的注射成型工艺过程。完整的注射成型工艺过程。3、简述注射机的基本结构及工作原理。、简述注射机的基本结构及工作原理。4、注射机的分类方法有哪几种，每种方法中有几种类型，各适用于何种制、注射机的分类方法有哪几种，每种方法中有几种类型，各适用于何种制品的生产？品的生产？5、注射机的注射系统和合模系统的作用是什么？其中注射系统主要由哪几、注射机的注射系统和合模系统的作用是什么？其中注射系统主要由哪几部分组成？部分组成？6、与挤出机的螺杆相比，注射机的螺杆在结构上、运动上及功能上有何特、与挤出机的螺杆相比，注射机的螺杆在结构上、运动上及功能上有何特点？点？7、与往复螺杆式注射机相比，柱塞式注射机有何缺点？为什么？、与往复螺杆式注射机相比，柱塞式注射机有何缺点？为什么？8、注射机的喷嘴有何作用，分为哪几种类型，各适用于何种聚合物材料注射机的喷嘴有何作用，分为哪几种类型，各适用于何种聚合物材料的加工？的加工？塑料工艺塑料工艺习题10、要缩短注射机的成型加工周期，可以采用哪些措施？、要缩短注射机的成型加工周期，可以采用哪些措施？11、注射机的料筒温度应如何确定？、注射机的料筒温度应如何确定？12、注射机的模具温度应如何确定？、注射机的模具温度应如何确定？13、为什么要保压？保压对制品性能有何影响？、为什么要保压？保压对制品性能有何影响？14、注射成型工艺参数中温度和压力有什么作用？、注射成型工艺参数中温度和压力有什么作用？15、熔体在模腔内的流动类型有哪两种？说明喷射流的危害和预防措施。、熔体在模腔内的流动类型有哪两种？说明喷射流的危害和预防措施。16、物料进入模腔内的流动有哪四个阶段？、物料进入模腔内的流动有哪四个阶段？17、注射制品、注射制品产生收缩的原因及解决办法？产生收缩的原因及解决办法？18、模腔未充满，制品缺料是什么原因？、模腔未充满，制品缺料是什么原因？19、根据尼龙的特点，说明尼龙注射时采取的工艺措施。、根据尼龙的特点，说明尼龙注射时采取的工艺措施。