塑料制品的注塑成型.pptx
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1、塑料制品的注射成型注射成型注射成型就是将粒状或粉状塑料加入注射机就是将粒状或粉状塑料加入注射机的料筒中,经加热熔化呈流动状态,然后在的料筒中,经加热熔化呈流动状态,然后在注射机的柱塞或螺杆快速而又连续的压力下,注射机的柱塞或螺杆快速而又连续的压力下,从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下,经冷却(热塑性塑料)或在受压的情况下,经冷却(热塑性塑料)或加热(热固性塑料)固化后,开模得到与模加热(热固性塑料)固化后,开模得到与模具型腔相应的制品。具型腔相应的制品。第1页/共
2、95页塑料制品的注射成型特点间歇操作过程成型周期短生产效率高一次成型外形复杂、尺寸精确的制品成型适应性强,制品种类繁多容易实现 生产自动化,应用:几乎所有的热塑性塑料,多种热固性塑料,橡胶制品。第2页/共95页9.1 注塑机的基本结构第3页/共95页9.1 注塑机的基本结构第4页/共95页9.1 注塑机的基本结构规格:注塑机规格:注射容量或注射容量/锁模力表示法。反映了注射机的加工能力。注射量:注射螺杆(或柱塞)作一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。锁模力:合模机构所能产生的最大模具闭紧力,反映了注射机成型制品面积的大小。第5页/共95页9.1 注塑机的基本结构分类按塑料在料筒中
3、的塑化方式分为两类:柱塞式和螺杆式 柱塞式:注射量一般60g60g以下,不适于热敏性,流动性差的塑料。按外形特征分为:立式,卧式,直角式等。按用途:热塑性塑料通用型,热固性塑料型,发泡型,排气型,高速型,多色,精密按合模机构:机械式,液压式,液压机械式第6页/共95页9.1 注塑机的基本结构第7页/共95页9.1 注塑机的基本结构第8页/共95页9.1 注塑机的基本结构高速、精密和大型注射装置及低发泡注射方面有发展和应用第9页/共95页9.1 注塑机的基本结构第10页/共95页9.1 注塑机的基本结构第11页/共95页9.1 注塑机的基本结构主要技术参数:包括注射、合模、综合性能等三个方面,如
4、公称注射量、螺杆直径及有效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模力、开模力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循环时间、机器的功率、体积和质量等。第12页/共95页9.1 注塑机的基本结构 注射机主要由注射机主要由注射系统、锁模注射系统、锁模系统、液压传动及电器控制系统、系统、液压传动及电器控制系统、注射模具注射模具组成。组成。第13页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射系统:使塑料均匀地塑化并达到流动状态在很高的压力和较快的速度下,通过螺杆或柱塞将熔体推挤注射入模。锁摸系统:实现模具的开闭动作,在成型时提供足够的夹紧力使模具锁紧,防止溢边,开模时推出模内制件
5、。液压及电器控制系统:保证注射机在塑化、注射、固化成型各个工艺过程中按预定要求和动作程序准确有效地工作。目前常用的注射机一般是由油泵作压力来源,通过电器控制系统,可将高(低)压油经压力分配装置送往锁模系统,使模具开启和闭合退回,或送往注射系统使螺杆(或柱塞)前进或后退。模具:利用本身特定形状,使塑料(或聚合物)成型为具有定形状和尺寸的制品。第14页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射系统:料斗、料筒、螺杆 (柱塞式注射机为柱塞和分流梭)喷嘴等。料斗:设有计量装置,使加入料筒的塑料与从料筒注入模具的料量相等。料筒:柱塞式料筒较大,使塑料有足够的传热时间和传热面积。分流梭:使料分为薄层,塑料流体
6、分流和收敛,缩短传热导程,产生剪切摩擦热,加强混合塑化,提高柱塞式注射机的生产效率及制品质量。第15页/共95页9.1 注塑机的基本结构第16页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射螺杆与挤出螺杆在结构上有如下区别:1)1)长径比较小,在10-1510-15。压缩比较小,在2-2.52-2.5之间。2)2)均化段长度较短,但螺槽深度较深,可提高产量。加料段较长,约为螺杆长度的一半,提高塑化量。3)3)注射螺杆的头部呈尖头型,与喷嘴能很好的吻合。注射螺杆起预塑化和注射作用,是间歇操作过程,它对物料的塑化能力、操作时的压力稳定以及操作连续性等要求没有挤出螺杆那么严格。第17页/共95页9.1 注塑
7、机的基本结构挤出螺杆第18页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射螺杆第19页/共95页9.1 注塑机的基本结构喷嘴:1)1)连接料筒和模具的通道。2)2)具有一定的射程。3)3)内径从入口至出口逐渐收敛。4 4)剪切塑化 5 5)结构与物料流动性有关。结构简单,阻力小,不出现流涎现象。可分为通用式,延伸式,弹簧针阀式。第20页/共95页9.1 注塑机的基本结构通用式:结构简单,制造方便,无加热装置,压力损失小,应用:PE,PP,PS,PVC等通用塑料延伸式:结构简单,制造方便,有加热装置,压力损失小,应用:PMMA,POM,PC,PSF等高黏度塑料弹簧针阀式:自锁式喷嘴,结构复杂,制造困难,
8、流程短,压力损失较大,应用:PA,PET等低黏度塑料第21页/共95页9.1 注塑机的基本结构第22页/共95页9.1 注塑机的基本结构锁模系统:启闭模具系统的夹持力大小及其稳定性对注射制品的质量及其尺寸准确性都有很大的关系。最常见的锁模系统:第23页/共95页9.1 注塑机的基本结构液压传动与电器控制系统:为保证注射机实现塑化、注射、固化成型各个工艺过程的预定要求和动作程序设置的动力和控制系统。包括:电动机、油泵、管道、各类阀件和其他液压元件及电器控制箱等。一般注射机以油泵为压力来源。现发展全电动注射机。第24页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射模具:浇注系统、成型部件和结构零件等三大部
9、分组 成。浇注系统:塑料熔体从喷嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、分流道、冷料井和浇口等。成型部件:构成制品形状的部件,包括动模、定模、型腔、型芯和排气孔等。结构零件:构成模具的各种零件,包括导向柱、脱模装置、抽芯机构等。第25页/共95页9.1 注塑机的基本结构第26页/共95页9.1 注塑机的基本结构注射模具:浇注系统、成型部件和结构零件等三大部分组 成。第27页/共95页9.2 注射机的工作过程合模与锁紧:注射机的成型周期一般以合模为起点。低压快速合模,高压锁模。注射装置前移:使喷嘴和模具浇道口贴合。注射:注射螺杆或柱塞前移,以高速高压将料筒前部的熔体注入型腔,并从模具分型面排气。第2
10、8页/共95页9.2 注射机的工作过程保压:补充熔体冷却收缩产生的缺料,直到浇口冻结。保证制品的致密性、尺寸精度和强度。制品冷却与预塑化:浇口冻结后,卸去保压压力,制品的继续冷却定型与螺杆的预塑化同时进行。第29页/共95页9.2 注射机的工作过程注射装置的后退和开模顶出制品:注射装置的后退是防止喷嘴与冷模接触使喷嘴内的物料温度过低影响注射。冷却定型后开启模具顶出制品。第30页/共95页9.3 注射过程原理 热热塑塑性性塑塑料料的的注注射射过过程程包包括括预预塑塑计计量量过过程程、充充模模过过程程、增增密密保保压压过过程程和和冷冷却却定定型型过过程程。第31页/共95页9.3 注射过程原理注射
11、成型周期:完成一次注射成型过程所需的时间。(该周期缩短,生产率提高)。第32页/共95页9.3 注射过程原理一、塑化过程:塑化:使物料在料筒内受热达到充分熔融状态,且具有良好可塑性。要求:塑化质量良好,塑化效率高塑化质量:熔体温度均匀性,组分均匀性,密度均匀性,黏度均匀性塑化效率(塑化能力):单位时间内,料筒熔化塑料的质量第33页/共95页9.3 注射过程原理料筒温度加热时间螺杆转速背压工艺条件工艺条件塑化质量和塑化效率取决于塑料受热情况(料筒外加热)受到剪切作用(剪切摩擦热,混合分散)背压:螺杆后退时所受到的阻力。背压,螺杆后退慢,加热塑化时间长,摩擦热,熔体温度,塑化质量,塑化效率第34页
12、/共95页9.3 注射过程原理1.1.热均匀性:用加热效率E E表示,E E值高,有利于塑料的塑化。T T塑料实际达到的温度T T0 0塑料初始温度T Tw w料筒内壁温度第35页/共95页9.3 注射过程原理E E值影响因素:增加料筒长度和传热面积,或延长塑料的受热时间和增大塑料的热扩散速率,可提高T T值,从而提高E E值。热扩散速率-热传导系数C C比热密度第36页/共95页9.3 注射过程原理E E值影响因素:料层厚度,E E值提高。例如,柱塞式注射机料筒前端的分流梭。塑料温度分布也影响E E值。E E值不应小于0.80.8第37页/共95页9.3 注射过程原理2.2.塑化能力:柱塞式
13、注射机取决于加热料筒的塑化能力和注射成型周期。影响因素:停留时间,加热温度,塑料性质,传热面积,加热物料的体积。qm-塑化能力,kg/hW-注射量,gt-一个注射周期,s第38页/共95页9.3 注射过程原理第39页/共95页9.3 注射过程原理螺杆式注射机,由于剪切引起摩擦热,其温升值为:影响因素:螺杆直径D D、转速n n、螺槽深度H H、塑料比热C C、熔体粘度 剪切摩擦热使螺杆式注射机的加热效率提高,塑化质量和塑化效率提高。第40页/共95页9.3 注射过程原理3.3.料温分布:第41页/共95页9.3 注射过程原理二、注射充模过程:塑化良好的塑料熔体,在柱塞或螺杆的推动下,由料筒前端
14、经喷嘴和模具浇注系统进入并充满模腔的过程。第42页/共95页9.3 注射过程原理1.注射过程中各阶段温度压力的变化(1)充模阶段(2)保压阶段(3)倒流阶段(4)冻结后的冷却阶段第43页/共95页9.3 注射过程原理 注射充模过程中的温度变化和压力损失直接影响到注入模腔熔体的温度和压力。温度变化压力损失喷嘴中浇道中料筒内喷嘴中浇道中第44页/共95页9.3 注射过程原理2.熔体在喷嘴中的流动假塑性幂律流体等温通过截面圆管的流动压力损失压力损失:粘度、喷嘴长度L L、体积流量qv,qv,喷嘴直径,压力损失(尤其喷嘴直径影响最大)第45页/共95页9.3 注射过程原理温度变化:剪切速率,黏度。压力
15、损失通过内摩擦作用转化为热量,熔体流经喷嘴处的温升T T主要由压力损失决定。喷嘴温度变化相关的工艺条件:注射压力,注射速度。熔体密度CpCp熔体定压比热容J J热功当量第46页/共95页9.3 注射过程原理3.塑料在模具浇注系统中的流动温度和压力的变化与流过喷嘴类似,还与冷浇道系统和热浇道系统有关。热浇道:影响温度和压力变化的因素与喷嘴相似,温度在粘流温度或熔点之上。冷浇道:形成冷凝料壳层,塑料热扩散系数,熔体温度,流速,壳层厚度,浇道截面积,壳层形成后具有保温作用。第47页/共95页9.3 注射过程原理 在尽量短的时间内有足够量的熔体充满模腔是充模过程的基本要求,即充模时应有较高的体积流率。
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- 塑料制品 注塑 成型
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