浅析注塑机的工作原理和工艺参数的调校

摘 要:在塑料制品生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径,因此,掌握注塑机的工作原理和工艺参数的调整根据是非常重要的。

关键词:注塑机;工作原理;工艺参数;调校

一、注塑机的工作原理

注塑机与注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料-熔融塑化-施压注射-充模冷却-启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。

一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是:首先将粒状或粉状塑料加入机筒内,并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态,然后机器进行合模和注射座前移,使喷嘴贴紧模具的浇口道,接着向注射缸通人压力油,使螺杆向前推进,从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内,经过一定时间和压力保持(又称保压)、冷却,使其固化成型,便可开模取出制品(保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料,以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差)。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。

二、注塑工艺参数及其调整

(一)注塑过程的主要参数

1.注塑胶料温度

注塑胶料温度熔体温度对熔体的流动性能起主要作用,由于塑胶没有具体的熔点,所谓熔点是一个熔融状态下的温度段,塑胶分子链的结构与组成不同,因而对其流动性的影响也不同,刚性分子链受温度影响较明显,如PC、PPS等,而柔性分子链如:PA、PP、PE等流动性通过改变温度并不明显,所以应根据不同的材料来调校合理的注塑温度。

2.注塑速度

注塑速度是熔体在炮筒内(亦为螺杆的推进速度)的速度(MM/S)注射速度决定产品外观、尺寸、收缩性,流动状况分布等,一般为先慢快后慢,即先用一个较的速度是熔体更过主流道,分流道,进浇口,以达到平衡射胶的目的,然后快速充模方式填充满整个模腔,再以较慢速度补充收缩和逆流引起的胶料不足现象,直到浇口冻结,这样可以克服烧焦,气纹,缩水等品质不良产生。

3.注塑压力

注塑压力是熔体克服前进所需的阻力,直接影响产品的尺寸,重量和变形等,不同的塑胶产品所需注塑压力不同,对于像PA、PP等材料,增加压力会使其流动性显著改善,注射压力大小决定产品的密度,即外观光泽性。

4.模具温度

模具温度,有些塑胶料由于结晶化温度高,结晶速度慢,需要较高模温,有些由于控制尺寸和变形,或者脱模的需要,要较高的温度或较低温度,如PC一般要求60度以上,而PPS为了达到较好的外观和改善流动性,模温有时需要160度以上,因而模具温度对改善产品的外观、变形、尺寸,胶模方面有不可抵估的作用。

(二)注塑工艺参数的调较

1.温度的控制

热电偶也广泛应用作温度控制系统的感应器。在控制仪器上,设定需要的温度,而感应器的显示将与设定点上产生的温度相比较。在这最简单的系统中,当温度到达设定点时,就会关闭,温度下降后电源又重新开启。这种系统称为开闭控制,因为它不是开就是关。

2.温度

温度的测量和控制在注塑中是十分重要的。虽然进行这些测量是相对地简单,但多数注塑机都没有足够的温度采点或线路。

在多数注塑机上,温度是由热电偶感应的。一个热电偶基本上由两条不同的电线尾部相接而组成的。如果一端比另一端热,将产生一个微小的电讯;越是加热,讯号越强。

3.熔胶温度

熔胶温度是很重要的,所用的射料缸温度只是指导性。熔胶温度可在射嘴处量度或使用空气喷射法来量度。射料缸的温度设定取决于熔胶温度、螺杆转速、背压、射料量和注塑周期。

您如果没有加工某一特定级别塑料的经验,请从最低的设定开始。为了便于控制,射料缸分了区,但不是所有都设定为相同温度。如果运作时间长或在高温下操作,请将第一区的温度设定为较低的数值,这将防止塑料过早熔化和分流。注塑开始前,确保液压油、料斗封闭器、模具和射料缸都处于正确温度下。

4.注塑压力

这是引起塑料流动的压力,可以用在射嘴或液压线上的传感器来测量。它没有固定的数值,而模具填充越困难,注塑压力也增大,注塑线压力和注塑压力是有直接关系。

5.第一阶段压力和第二阶段压力

在注塑周期的填充阶段中,可能需要采用高射压,以维持注塑速度于要求水平。模具经填充后便不再需要高压力。不过在注塑一些半结晶性热塑性塑料(如PA及POM)时,由于压力骤变,会使结构恶化,所以有时无须使用次阶段压力。

6.锁模压力

为了对抗注射压力,必须使用锁模压力,不要自动地选择可供使用的最大数值,而要考虑投影面积,计算一个适合的数值。注塑件的投影面积,是从锁模力的应用方向看到的最大面积。对大多数注塑情况来说,它约为每平方英寸2吨,或每平方米31兆牛顿。然而这只是个低数值,而且应当作为一个很粗略的经验值,因为,一旦注塑件有任何的深度,那么侧壁便必须考虑。

7.背压

这是螺杆后退前所须要产生及超越的压力,采用高背压虽有利于色料散布均匀及塑料熔化,但却同时延长了中螺杆回位时间,减低填充塑料所含纤维的长度,并增加了注塑机的应力;故背压越低越好,在任何情况下都不能超过注塑机注塑压力(最高定额)的20%。

8.注塑速度

这是指螺杆作为冲头时,模具的填充速度。注塑薄壁制品时,必须采用高射速,以便于熔胶未凝固时完全填充模具,生产较为光滑的表面。填充时使用一系列程序化的射速,避免产生喷射或困气等缺陷。注射可在开环式或闭环式控制系统下进行。

9.射嘴压力

射嘴压力是射嘴里面的压力。它大约就是引起塑料流动的压力。它没有固定的数值,而是随模具填充的难度加大而增高。射嘴压力、线压力和注射压力之间有直接的关系。在螺旋式注塑机上,射嘴压力大约比注射压力少大约百分之十左右。而在活塞式注塑机时压力损失可达到百分之十左右。而在活塞式注塑机时压力损失可达到百分之五十。

(作者 身份证号:331082198307081887)