塑料的注射成型工艺（下）

3、打针成型工艺条件的选择与控制

影响注塑件质量的要素许多，当成型材料、成型设备（包括模具）招认后，打针成型进程中工艺条件的选择与控制就成为较要害的要素。概括地讲，打针成型工艺条件首要包括温度、压力、成型周期。

3.1 温度

打针成型进程中需控制的温度首要包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度。

1）料筒温度

招认料筒温度时，应保证塑料塑化均匀，能顺利地进行充模，一同又不致构成塑料降解。料筒温度的招认原则如下。

（1）关于热安稳性较差的塑料，如PVC、POM等，料筒温度应选较低值；对加热温度区间较宽、熔融黏度大的塑料，料筒温度应获得较高。同一品种塑料，平均分子量高、分子量分布窄的商标，料筒温度应取高值；反之则取低值。

对加有增塑剂、润滑剂等助剂的塑料，因其黏度低、活动性好，料筒温度可相对较低。而对加有玻璃纤维或其他固体填料的塑料，料筒温度应相对较高。总之，料筒温度应在考虑到成型材料的热安稳功用、流变功用等

基础上合理选择，并在整个成型进程中坚持安稳。防止物料的过热分化，除应选择和控制好料筒较高温度，还应严厉控制物料在料筒内的逗留时间，这一点关于热安稳性较差的塑料特别重要。物料在料筒中的逗留时间取决于实践打针量与注塑机较大打针量的相对比例以及注塑机的塑化才能等多方面要素。

（2）料筒温度的招认还与成型制品及模具结构有关。一般注塑成型薄壁、长流程、结构杂乱、带金属嵌件的制品时，料筒温度应获得较高；否则，有或许构成充模不等制品缺陷。

（3）其他条件相同的状况下，所选用的注塑机品种不同，料筒温度也应随之改动。例如，螺杆式注塑机的料筒温度可比柱塞式注塑机的料筒温度低10～20℃。

（4）料筒温度还与其他工艺条件有彼此束缚联络。有时改动料筒温度会起到与调整其他工艺条件相同的效果，例如，为跋涉熔体的充模活动长度，既可选用跋涉料筒温度的方法，也可相应跋涉打针压力和打针速度。因此，料筒温度的招认有需要与其他工艺条件结合起来概括考虑。

（5）料筒温度的分布一般是从料斗向喷嘴方向逐步升高，以保证塑料温度平稳上升，抵达均匀塑化的目的。在某些特殊状况下，这种分布也可作某些改动。例如，当成型资猜中水分含量较高时，可使料筒后段温度略高，以利水汽排出。又如螺杆式注塑机因为可发作许多剪切热，为防止物料分化，前段温度可略低于中段。

料筒温度招认得是否合理可经过如下两种方法判别。

（1）对空打针熔体，若料流均匀、润滑、无气泡、色泽均匀则以为料筒温度适宜；假定料流表面粗糙、有银丝或变色现象，则说明料筒温度不适宜。

（2）直接查询制品外观，若无缺陷，即以为料筒温度适宜。在料筒温度控制中要注意以下问题。①料筒温度的调度应保证塑料塑化超卓，能顺利打针充模又不引起分化。只要在充分塑化的条件下，进入模腔的塑料才华以顺利的活动态势布满模腔并靠近地复制出模腔的形状，抵达的要求。

假定塑化温度过低、塑化不均匀，制品表面将起波涛痕，色泽暗淡。假定塑化温度过高，将有部分塑料因分化而汽化，轻则制品表面“起霜”，重则呈现银纹、起泡。

在出产中有时因上色剂等对高温耐受力差等原因，而有意下降塑化温度，用跋涉打针压力或打针速度等方法强行充模，得到的制品内应力增大，很简略在存放或运用环境下变形、分裂或损坏。所以要照料制品的外观质量，首要要使制品的机械强度、经吃苦用得到保证，要做到这一点，物料的充分塑化是需求的条件。

②塑料的熔融温度不但影响加工功用，并且还影响制品的表面质量和色泽。靠近料筒结束的较高温度要高于活动温度（或熔点），这是加工成型的底子保证。

但要跋涉制品的表观质量，应在未抵达塑料分化温度之前将熔融温度跋涉，使制品的表面光泽度增加，色泽更加均匀共同。一般来说，熔融温度较好能比布满模腔需求的温度再跋涉20～30℃。③因为不同的注塑机，料温与机筒温度的温差大小不同，所以任何时候都不能把测温毫伏计上指示的温度当作料筒内熔体的实践温度，而只能作为实践温度的参阅或调度根据。螺杆式注塑机毫伏计指示的温度与实践温度靠近或略低于1I～17℃；而柱塞式注塑机则高出11～17℃，两者间隔达20～40℃。

除了料筒内料流的运动状况外，测温设备的配备也是构成差异的原因。从其他的角度考虑，热电偶较好插在横置的料筒的上方，这是料筒周向上的较热门，这样可防止因差错而或许构成的部分过热。④不同功用的塑料熔体黏度与温度的联络不同，应选用不同的温控偏重。⑤工艺调试进程一般以调度温度为主

。调度料筒各段温度尽管耗时较多，但能以较“温文”方法为正常出产开路，假定动辄跋涉压力，不但增大了动力消耗、机械损耗，还简略发作机台和模具事端。区分料温是否适宜用点动动作，在低压低速下对空打针查询，适宜的料温应使喷出的料刚劲有力、不带泡、不弯曲、亮光、连续。

调试好工艺条件的机台，应选用主动或半主动动作出产，以保证塑料在料筒内有一个较为安稳的逗留受热时间，使成批产品内部和外观质量都能得到保证。特别是对运用有机上色剂上色的制品，这点尤为重要，因这些上色剂对温度的敏感性很大，温度改动，色相和色泽也会跟着改动。

⑥螺杆式注塑机，有时因为料筒温度控制不当，再加上打针压力过大或止逆环失效，会使出料筒前端的物料向进料段方向反流，在螺纹端面和料筒内壁间的空隙内冷固成一层薄膜，紧紧卡在两个壁面之问．使螺杆不能翻滚，或尽管翻滚但不撤离，影响加料，这就是所谓“卡螺杆”故障。

此刻不应强行拖动，否则会使设备损坏，应将进料口冷却水暂时封闭，强行升高加料段温度（比熔点高30～50℃），并一同把出料段温度下降，经10～30min后，用手翻滚螺杆，能翻滚时再试行开机，然后缓慢加料，让螺杆逐步撤离至正常。

2） 喷嘴温度

为了防止熔融物料主动从喷嘴流出而发作流延现象，喷嘴温度一般低于料筒前端温度，运用打针时熔料高速经过喷嘴发作的摩擦热来使物料的温度升高。

但喷嘴温度也不能过低，否则喷嘴中的冷凝料会堵塞喷孔、模具浇注系统（特别是点浇口），或会将冷料注入模腔，使制品赘带冷料斑，影响制品质量。模具温度对打针成型及制品功用的影响喷嘴温度和料筒温度的选择还与打针压力有关，当打针压力较低时，为保证物料的活动，应适当跋涉料筒和喷嘴的温度；反之，应下降料筒和喷嘴温度。

一般打针成型前选用“对空打针法”或“制品的直观分析法”来调整成型工艺条件，招认料筒和喷嘴的较佳温度。

3） 模具温度

模具温度是指与塑料直接触摸的模壁温度，它直接影响塑料的充模活动性、制品的冷却速率、成型周期以及制品的结晶、取向、缩短等的效果，是联络制品质量的重要要素。

热塑性塑料自动成型机打针成型时，模具温度有需要控制在塑料的热变形温度或玻璃化转变温度以下，以保证制件脱模时有满意的刚度而不致变形。在这个总原则下，模具温度的具体数值应根据塑料特性（如是否是结晶性塑料、熔融黏度大小等）、制品的结构特征（如形状杂乱程度、壁厚如多么）、制品的运用要求（如结晶性塑料的结晶度）以及其他成型工艺条件招认。

关于无定形塑料，在不影响充模的条件下，模具温度可获得较低，这样有利于缩短成型周期，跋涉出产率。关于结晶性塑料，模温不只影响其充模进程、成型周期，较重要的是将选择制品的结晶结构及结晶度，并然后影响制品功用。除上述要素外，模具温度的选择还应有利于模腔遍地塑料的均匀冷却，这正是在成型厚壁制品时一般需选取较高模温的原因。

3.2 压力

打针成型进程中的压力包括塑化压力和打针压力两种，它们直接影响着塑料的塑化和塑件的质量。

1）塑化压力

塑化压力又称背压，是指选用螺杆式打针机时，螺杆头部熔料在螺杆翻滚撤离时所遭到的压力。打针中，塑化压力的大小是根据螺杆的规划、塑件质黄的要求以及塑料的品种等而招认的。假定这些状况和螺杆的转速都不变，则增加塑化压力时会跋涉熔体的温度，并使熔体的温度均匀、色料混合均匀并打扫熔体中的气体。

但塑化压力的增加会下降塑化速率、延伸成型周期，乃至或许导致塑料的降解。一般操作中，在保证制件质量的条件下，塑化压力应越低越好，其具体数值随所用塑料的品种而定，但一般很少逾越2MPa。

2）打针压力

打针机的打针压力是指柱塞或螺杆头部轴向移动时，其头部对塑料熔体所施加的压力。选择打针压力时，首要要考虑打针机容许的打针压力规划，打针压力要在它的数值之内才华进行合理的调整与控制，一般取40～200MPa之间，压力的大小可经过打针机的控制系统来调整。

打针压力的效果是打败塑料熔体从料筒流向型腔的活动阻力，给予熔体相对的充型速率以及对熔体进行压实等。打针压力的大小取决于打针机的类型，塑料的品种，模具浇注系统的结构、标准与表面粗糙度，模具温度，塑件的壁厚及流程的大小等，其联络十分杂乱，现在难以做出具有定量联络的结论。

在其他条件相同的状况下，柱塞式打针机的打针压力应比螺杆式打针机的打针压力大，其原因在于塑料在柱塞式打针机料筒内的压力损耗比螺杆式打针机大。塑料活动阻力的另一选择要素是塑料与模具浇注系统及型腔之间的摩擦系数和熔融黏度，摩擦系数和熔融黏度越大时，打针压力应越高。

同一种塑料的摩擦系数和熔融黏度是随料简温度和模具温度而改变的，此外，还与其是否加有润滑剂有关。型腔布满后，打针压力的效果在于对模内熔料的压实。在出产中，压实时的压力等于或小于打针时所用的打针压力。

假定打针和压实时的压力相等，则往往可以使塑件的缩短率减小，并使它们的标准安稳性较好，但这种方法的缺陷是会构成脱模时的剩余压力过大和成型周期过长。但对结晶性塑料来说，运用这种方法时，成型周期不相对增加，因为压实压力大时可以跋涉塑

料的熔点，脱模可以提前。

3.3 成型周期

完结一次打针成型进程所需的时间称为成型周期，它包括以下各部分。成型周期直接影响到劳动出产率和打针机运用率，因此，出产中在保证质量的条件下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间。在整个成型周期中，以打针时间和冷却时间较重要，它们对塑件的质量均有选择性的影响。

打针时间中的充模时间与充模速度成正比，在出产中，充模时间一般为3～5s。打针时问中的保压时间就是对型腔内塑料的压实时问，在整个打针时间内所占的比例较大，一般为20～25s（厚塑件可高达5～10min）。在熔料冻住浇口之前，保压时间的多少将对穆件密度和标准精度发作影响。

保压时间的长短不只与塑件的结构标准有关，并且与料温、模温以及干流道和浇口的大小有关。假定干流道和浇口的标准合理、工艺条件正常，一般以塑件缩短率动摇规划较小的压实时间为较佳值。冷却时间首要选择于塑件的厚度、塑料的热功用和结晶功用以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，一般在30～120s之间。冷却时间过长，不只会延伸出产周期，下降出产功率，对杂乱塑件还将构成脱模困难。

总结

塑料打针成型的进程包括:质料在料筒内加热与塑化，熔体被混炼均匀后由打针机施加压力，经由模具的浇注系统进入并布满型腔，然后在坚持压力效果下冷却得到需求的几许形状，较后由顶出安排将制品顶出。

打针成型进程中工艺条件对塑料微结构及功用的影响十分杂乱，各种工艺条件改动规划很大并且改动十分敏捷，并且温度、压力、剪切等各工艺条件与熔体自身的特性彼此影响，成功地制备外观美丽，标准精细，很少缺陷的塑件需求对打针工艺进程中的温度，压力，成型周期等条件进行控制。