塑膠注塑成型工藝的四個(gè)階段——填充租既、保壓项驮、冷卻、脫模
【編者按】注塑是一種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造型的方法青蝗。產(chǎn)品通常使用橡膠注塑和塑料注塑遏填。 注塑還可分注塑成型模壓法。和壓鑄法世蕴。注射成型機(jī)(簡(jiǎn)稱注射機(jī)或注塑機(jī))是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備氛赞,注射成型是通過(guò)注塑機(jī)和模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面介紹是塑膠注塑成型工藝的四個(gè)階段——填充塘丝、保壓赔癌、冷卻、脫模澜沟;一起來(lái)看看吧灾票。
一、填充階段
填充是整個(gè)注塑循環(huán)過(guò)程中的第一步倔喂,時(shí)間從模具閉合開始注塑算起铝条,到模具型腔填充到大約95%為止。理論上席噩,填充時(shí)間越短成型效率越高班缰,但是實(shí)際中,成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約悼枢。
充時(shí)間越短成型效率越高埠忘,但是實(shí)際中,成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約馒索。
高速填充時(shí)剪切率較高莹妒,塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形,使整體流動(dòng)阻力降低绰上;局部的粘滯加熱影響也會(huì)使固化曾厚度變薄追祈。因此在流動(dòng)控制階段,填充行為往往取決于待填充的體積大小框抽。即在流動(dòng)控制階段俐番,由于高速填充,熔體的剪切變稀效果往往很大绵扇,而薄壁的冷卻作用并不明顯撇熬,于是速率的效用占了上風(fēng)庐丁。
低速填充,熱傳導(dǎo)控制低速填充時(shí)烧已,剪切率較低榨凭,局部粘度較高,流動(dòng)阻力較大烘牌。由于熱塑料補(bǔ)充速率較慢郑迅,流動(dòng)較為緩慢,使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯撮点,熱量迅速為冷膜壁帶走梳附。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象,固化層厚度較厚述雾,又進(jìn)一步增加壁部較薄處的流動(dòng)阻力街州。
由于噴泉流動(dòng)的原因,在流動(dòng)波前面的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動(dòng)波前玻孟。因此兩股塑料熔膠在交匯時(shí)唆缴,接觸面的高分子鏈互相平行;加上兩股熔膠性質(zhì)各異(在膜腔中滯留時(shí)間不同黍翎,溫度面徽、壓力也不同),造成熔膠交匯區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極差匣掸。在光線下將零件擺放適當(dāng)?shù)慕嵌扔萌庋塾^察趟紊,可以發(fā)現(xiàn)有明顯的結(jié)合線產(chǎn)生,這就是熔接痕的形成機(jī)理碰酝。熔接痕不僅影響塑件外觀霎匈,同時(shí)由于微觀結(jié)構(gòu)的松散,易造成應(yīng)力集中送爸,從而使得部分的強(qiáng)度降低而發(fā)生斷裂铛嘱。
一般而言,在高溫區(qū)產(chǎn)生熔接的熔接痕強(qiáng)度極佳窗蠕,因此高溫情形下波烘,高分子鏈活動(dòng)性較佳,可以互相穿透纏繞骏疆,此外高溫度區(qū)域兩股熔體的溫度較為接近亥矿,熔體的熱性質(zhì)幾乎相同,增加了熔接區(qū)域的強(qiáng)度潜佑,反之在低溫區(qū)域锨飞,熔接強(qiáng)度較差。
二舌肝、保壓階段
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力渗骆,壓實(shí)熔體,增加塑料密度页更,以補(bǔ)償塑料的收縮行為硝逐。在保壓過(guò)程中,由于模腔中已經(jīng)填滿塑料锹嫌,背壓較高足蹋。
在保壓壓實(shí)過(guò)程中,注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前做微小移動(dòng)惯悠,塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢邻邮,這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓流動(dòng)。由于在保壓階段克婶,塑料受模壁冷卻固化加快筒严,熔體粘度增加也很快,因此模具型腔內(nèi)的阻力很大情萤。
在保壓的后期鸭蛙,材料密度持續(xù)增大,塑料也逐漸成型筋岛,保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止娶视,此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。
在保壓階段睁宰,由于壓力相當(dāng)高肪获,塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高的區(qū)域柒傻,塑料較為密實(shí)孝赫,密度較高;在壓力較低區(qū)域藻清,塑料較為疏松易颊,密度較低,因此造成密度分布隨為止及時(shí)間發(fā)生變化拄抄。
保壓過(guò)程中塑料流速較低除搞,流動(dòng)不再起主導(dǎo)作用;壓力為影響保壓過(guò)程的主要因素徽探。
保壓過(guò)程中塑料已經(jīng)充滿模腔治东,此時(shí)逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。
模腔中的壓力借助塑料傳遞至膜壁表面封豆,有撐開模具的趨勢(shì)缔禾,因此需要適當(dāng)?shù)乃髂AM(jìn)行索模,漲模力在正常情形下會(huì)微微將模具撐開恢憋,對(duì)于模具的排氣具有幫助作用像样;
但若漲模力過(guò)大绷觉,易造成成型品毛邊、溢料莫辨,甚至撐開模具傲茄。因此在選擇注塑機(jī)時(shí),應(yīng)選擇具有足夠大索模力的注塑機(jī)沮榜,以防止?jié)q呐陶ィ現(xiàn)象并能有效進(jìn)行保壓。
三蟆融、冷卻階段
在注塑成型模具中草巡,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性型酥,脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形山憨。
由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70~80%,因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅度縮短成型時(shí)間弥喉,提高注塑生產(chǎn)率萍歉,降低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長(zhǎng)档桃,增加成本枪孩;冷切不均勻會(huì)更進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)藻肄,由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)硝迁,一部分有5%經(jīng)輻射、對(duì)流傳遞到大氣中朝棉,其中95%從熔體傳導(dǎo)到模具锁龙。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用,熱量由模腔中的塑料通過(guò)熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管沧牧,再通過(guò)熱對(duì)流被冷卻液帶走腺拗。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導(dǎo),至接觸外界后散佚在空氣中费赋。
注塑成型的成型首期由合模時(shí)間困碰、填充時(shí)間、保壓時(shí)間尽瑰、冷卻時(shí)間及脫模時(shí)間組成西龟。其中以冷卻時(shí)間所占比重最大,大約為70~80%奠拢。因此冷卻時(shí)間將直接影響塑料制品成型周期長(zhǎng)短及產(chǎn)量大小镣学。
脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度,以防止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形瘟则。
四黎炉、脫模階段
脫模是一個(gè)注塑成型循環(huán)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)枝秤。雖然制品已經(jīng)冷卻成型,但脫模還是對(duì)制品的質(zhì)量有很重要的影響慷嗜,脫模方式不當(dāng)淀弹,可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在脫模時(shí)受力不均,頂出時(shí)引起產(chǎn)品變形等缺陷洪添。
脫模的方式主要有兩種:頂桿脫模和脫料板脫模。設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的脫模方式雀费,以保證產(chǎn)品質(zhì)量干奢。
對(duì)于選用頂桿脫模的模具,頂桿的設(shè)置應(yīng)盡量均勻盏袄,并且位置應(yīng)選在脫模阻力最大以及塑件強(qiáng)度和剛度最大的地方忿峻,以免塑件變形損壞。
而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的透明制品的脫模辕羽,這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是脫模里大且均勻逛尚,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無(wú)明顯的遺留痕跡刁愿。
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