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注塑工藝
文章導(dǎo)讀:
塑料注塑工藝:是指把塑膠原料熔融后通過注射端注入模具中,冷卻成型后達(dá)到預(yù)定形態(tài)的一種塑料成型技術(shù)。注塑設(shè)備包括入料端、熔融端、注射端、模具及合模裝置等主要部件,通過各部件之間不同的組合控制,可以對不同屬性的材料進(jìn)行相應(yīng)的注塑成型。
注塑成型工藝流程一般包括六個階段:熔料--合模--填充--保壓--冷卻--脫模
一、熔料階段
不同材料有不同的熔融溫度,低于該溫度則熔料不透,超過該溫度則會焦化出現(xiàn)黑點等問題,所以熔料階段的溫度控制相當(dāng)重要;根據(jù)不同材料選擇不同熔融溫度,另外小范圍的溫度變化還可以作為產(chǎn)品不良現(xiàn)象的處理手段;
二、合模裝置
合模是指把模具A、B面緊密貼合在一起的步驟,合模的原則是保持模具貼合的穩(wěn)定性,在注射壓力的沖擊下仍保持緊密的貼合度,不產(chǎn)生縫隙和位移現(xiàn)象;越是精密的產(chǎn)品對合模要求越高,越是精密的合模技術(shù)越能注出高品質(zhì)的產(chǎn)品,合模技術(shù)也是注塑技術(shù)不斷進(jìn)步的指標(biāo)之一;
三、填充階段
填充是注塑循環(huán)的第一步,當(dāng)噴嘴把熔融狀態(tài)的原料注入模具時,原料隨著模具的空隙游走,填充滿各個空間,一般填充率達(dá)到95%之后開始進(jìn)入保壓階段;理論上填充時間越短,成型效率越高,但在實際成型過程還受到很多條件制約,比如模具結(jié)構(gòu)、流道、澆口、冷料井等等;
四、保壓階段
保壓是在填充完畢的情況下,對注射通道施加持續(xù)壓力的過程,這個過程是為了壓實熔體、增加塑料密度以及補(bǔ)償塑料的收縮行為;保壓過程中注塑螺桿仍緩慢移動,塑料在模壁冷卻固化過程加快,熔體粘度上升,模內(nèi)阻力不斷上揚,材料密度持續(xù)增大,塑件完成成型,此時保壓壓力達(dá)到頂峰;保壓過程中的合模鎖力要求最為嚴(yán)格,稍有松動就會產(chǎn)生不良產(chǎn)品,因此合模裝置性能高低表現(xiàn)在這里了;
五、冷卻階段
熔料在進(jìn)入模具后由于溫差開始固化,在固化過程中會產(chǎn)生許多變化,熔料只有固化到一定剛性才能順利脫模成為合格的產(chǎn)品,冷卻固化的周期約為整個成型周期的70%-80%,因此,縮短冷卻時間是提升注塑效率的主要方法;影響冷卻時間的主要因素有,模具設(shè)計、模具材料、冷卻水管配置方式、冷卻液流量、冷卻液性質(zhì)、注塑材料等,合理控制這些方面對提升注塑效率影響甚大;
六、脫模階段
脫模是注塑成型最后一個階段,原則就是脫模力的均勻施放,均勻脫??梢员苊猱a(chǎn)品由于受力不均而產(chǎn)生的變型、損壞及出現(xiàn)頂痕等缺陷;常用脫模方式主要有頂桿脫模和脫料板脫模兩種,合理運用脫模方式是提升注塑合格率的重要手段,特別是在注塑透明制品時,脫模方式的優(yōu)化達(dá)到最大要求;
注塑工藝的技術(shù)參數(shù)
一、注塑壓力
在整個熔料填充過程中所需的注射壓力就是注塑壓力,是由注塑設(shè)備的液壓系統(tǒng)提供;注塑壓力克服了熔體流動過程中的阻力,使熔料經(jīng)由噴嘴進(jìn)入模具的豎流道、主流道、分流道,經(jīng)澆口進(jìn)入模具型腔。
影響注塑壓力的幾個因素有:材料流動性能、模具結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品厚度、模具排氣系統(tǒng)、成型工藝要素等;
二、注塑時間
注塑時間是從填充開始到保壓開始之間的這段時間,一般注塑時間都很短,約占整個注塑過程的10%-15%,雖然注塑時間對成型周期影響不大,但是對于澆口、流道和型腔的壓力控制影響很大,合理的填充時間有利于提高產(chǎn)品表面質(zhì)量度及降低產(chǎn)品尺寸公差程度;利用注塑時間可以反推出冷卻時間范圍,可以作為優(yōu)化注塑效率的一個輔助系數(shù);
三、注塑溫度
注塑溫度是影響注塑壓力的主要因素。原料從料桶進(jìn)入料筒之后會經(jīng)過5-6個加熱段,每個段位的溫度都不同,根據(jù)不同材料的熔融溫度范圍,適當(dāng)控制溫度是注塑成敗的關(guān)鍵;如果溫度過低,熔料塑化不良,會影響成型質(zhì)量,增加工藝難度,如果溫度過高,則會引起焦化分解,造成黑點及氣泡等不良現(xiàn)象;現(xiàn)實注塑過程中,注塑溫度往往比料筒溫度要高出許多,根據(jù)材料的不同,最高溫差可以達(dá)到30℃左右,在作模流分析時,溫差問題也必需考慮入內(nèi);
四、保壓壓力和保壓時間
在注塑過程將近結(jié)束時,螺桿停止旋轉(zhuǎn),只是向前推進(jìn),此時注塑進(jìn)入保壓階段。保壓過程中注塑機(jī)的噴嘴不斷向型腔補(bǔ)料,以填充由于制件收縮而空出的容積。如果型腔充滿后不進(jìn)行保壓,制件大約會收縮25%左右,特別是筋處由于收縮過大而形成收縮痕跡。保壓壓力一般為充填最大壓力的85%左右,保壓時間需根據(jù)產(chǎn)品的體積及冷卻成型時間長短來決定,一般為注口處熔料固化時間為佳,正確的保壓壓力和保壓時間是控制產(chǎn)品不良率的重要手段;
五、背壓
背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)后退儲料時所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑料的融化,但卻同時延長了螺桿回縮時間,降低了塑料纖維的長度,增加了注塑機(jī)的壓力,因此背壓應(yīng)該低一些,一般不超過注塑壓力的20%。注塑泡沫塑料時,背壓應(yīng)該比氣體形成的壓力高,否則螺桿會被推出料筒。
注塑加工優(yōu)化措施
注塑成型工藝并不是一成不變、順理成章的,由于產(chǎn)品的不同、材料的不同、注塑機(jī)器的不同以及材料預(yù)處理等等條件的不同,注塑過程會產(chǎn)生許多不確定的因素,所以作為注塑加工工作者,針對具體情況對加工過程進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整是體現(xiàn)注塑加工技術(shù)的最高體現(xiàn)。
注塑加工優(yōu)化具體可以從以下幾方面開展:
1、材料的預(yù)處理
根據(jù)不同材料的吸水性不同,有些材料在加工前需要先烘干,去除材料中的水分,以降低注塑過程中不良品的比例;
2、注塑設(shè)備狀態(tài)保持
注塑機(jī)是高精密設(shè)備,其中各種系統(tǒng)的分工合作默契度要求很高,保持良好的工作狀態(tài)不但可以更高效的運作,而且可以降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的不良機(jī)率;
注塑機(jī)保養(yǎng)包括:防塵處理、潤滑處理、損耗配件的更新、緊固螺絲的復(fù)位、壓力系統(tǒng)的校準(zhǔn)等等;
3、模具設(shè)計優(yōu)化
模具在開發(fā)過程中需要根據(jù)應(yīng)用原料的基本屬性進(jìn)行開發(fā),不同的收縮率、不同的吸水性和不同的成型流動性能都需要考慮在內(nèi),設(shè)計好模具腔體內(nèi)熔體的流動走向、壓力均勻和氣體排放等條件,是降低注塑難度,提升生產(chǎn)效率的重點組成,高效的成型模具非常重要;
4、模具的保養(yǎng)
高效的模具固然重要,但是保持模具一貫的高效運作也是非常重要的,保持模具良好主要有:保持模具的清潔、避免磨損、損耗件的及時更換、保持潤滑、控制好溫差影響、及時調(diào)整狀態(tài)等等;