小白福利！轻松弄懂注塑成型原理及注塑过程！

鲁智深

) m) ^% v! q4 r. w. h8 }2 l注(射模)塑(或称注射成型)是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融,而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法.
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/ d9 o5 n$ W! e; }$ r/ Q它不仅可在高生产率下制得高精度,高质量的制品,而且可加工的塑料品种多和用途广,因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一

# L2 @3 a! g( V- ?  G注塑机的基本功能
; V5 m: }3 [) C9 \% Z7 i, P注塑是通过注塑机来实现的.

! {& K. L* ~) y* d; t注塑机的基本功能是:
1.加热塑料,使其达到熔融状态;
2.对熔体施加高压,使其射出而充满模腔.
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注塑过程/设备
热塑性塑料的注塑操作一般是由塑炼.充模.压实和冷却等所组成的.所用设备是由注塑机.注塑模具及辅助设备(如物料干燥等)组成的.

注射装置
注射装置在注塑机过程中主要实现塑炼.计量.注射和保压补缩等功能.螺杆式注射装置用得最多,它是将螺杆塑炼和注射用柱塞统一成为一根螺杆而成的.

实质上,应称为同轴往复复杆式注射装置.它在工作时,料斗内的塑料靠自身的重量落入加热料筒内,通过螺杆的转动,塑料沿螺槽向前移动,这时物料受到加热料筒外部加热器加热,同时内部还有剪切产生的热,温度上升在成为熔融状态.

- z' {; C, r( F/ y& j. r' Z$ l随着加热料筒前端材料的贮存,这些材料产生的反作用力(背压)将螺杆向后推,利用限位开关限制其后退量,当后退到一定位置时,使螺杆停止转动,由此决定(计量)一次的注射量.
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模内的材料冷却后,制品一经取出,就再次合上模具,进入注射工序,这时注射装置的液压缸(注射油缸)向螺杆施力,在高压下螺杆成为射料杆,将其前端的熔体从喷嘴注入模具内.

3 d4 G- o" g5 y3 ]" Q' ^螺杆式注射装置是由螺杆,料筒,喷嘴和驱动装置等部分构成的.注射用螺杆一般分加料,压缩,和计量三段,压缩比为2~3,长径比为16~18.
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1 r/ `" u6 u2 N9 X2 q当熔体从喷嘴射出去时,由于加压熔体上的注射力怕反作用力,一部分熔体会通过螺杆的螺槽逆流到后部.为防止这种现象,在螺杆的端部装上止逆阀.对于硬聚氯乙烯,则采用锥形螺杆头.
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料筒是装纳螺杆的部分,它是由耐热.耐高压的钢材制的.在料筒的外围安装数组电热圈以加热筒内的物料,用热电偶控制温度,使塑料具有适宜的温度.
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% W+ b: M& t/ m& @! G喷嘴是联接料筒和模具的过渡部分,其上装有独立的加热圈,因为它是直接影响塑料熔融状的重要部分.一般注塑多采用敞开喷嘴对于低粘度聚酉先胺.则采用针阀式喷嘴.
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驱动螺杆的转动可用电动机或液压马达,螺杆的往复运动是借助液压力实现的.

通过注射装置表征注塑机的参数有:注射量是指注塑机每次注入模内的最大量,可用注射聚苯乙烯熔体的质量表示,或用注射熔体的容积表示;

注射压力是指在注射时施加于料筒截面上的压力;注射速度则指注射时螺杆的移动速度.
  \3 r$ f: ?6 R' _; I! V. _* w- L% ^合模装置
合模装置除了完成模具的开合动作之外,其主要任务是以足够的力抗冲注射到模具内的熔体的高压力,使模具锁紧.不让它张开.
  O; X, L  B+ W/ j6 ~. R0 @4 [合模机构无论是机械还是液压或液压机械式,应保证模具开合灵活,准时,迅速而安全.
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6 j# c# M# \8 F/ K* }从工艺上要求,开合模具确要有缓冲作用,模板的运行速度应在合模时先快后慢,而在开模时应先慢再慢.借以防止损坏模具及制件.
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) R/ p- y3 o; j在成型过程中为了保持模具闭合而施加到模具上的力称为合模力,其值应大于模腔压力与制件投影面积(包括分流道)之积.模腔内的平均压力一般在20~45Mpa之间.
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  B$ X9 h% ]# C4 U# z由于合模力慎线反映出注塑机成型制品面积的大小,所以常用注塑机的最大合模力来表示注塑机的规格,但合模力与注射量之间也存在一个大致的比例关系.

可是,合模力表示法并不能直接反映注射制品体积的大小,使用起来还不方便.要国际上许多厂家采用合模力/当量注射容积表示注塑机的规格,对于注射容积,为了对于不同机器都有一个共同的比较标准,特规定注射压力屡100Mpa时的理论注射容积,即当量注射容积=理论注射容积*额定注射压力/100Mpa.
2 I1 f$ w7 J" a& r) d( h) x& C& A1 h控制系统
注塑机液压控制系统主要分常规液压控制系统,伺服控制系统和比例控制系统.
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' _$ t! b3 Z, N7 Q. B由于液压系统复杂,这里以比例阀油路系统为例说明梗概.这一系统的特点是:在油路系统中有控制流量的和压力怕比例元(电磁比例流量阀或电磁比例流量换向阀,电磁比例压力阀).

; q/ G3 D5 M+ M! J5 c' s3 Q通过外边给定电的仿真信号和磁力的比例作用,来控制阀芯的开口量或阀芯的弹簧力对系统流量或压力进行控制,从而达到注射速度,螺杆速度,启闭速度与注射压力.保压压力.螺杆转矩.注射座推力.顶出力.模具保护压力实行单级,多级控制或无级控制.
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