塑料注塑機成型技術應用

龔挺 顧信福

【摘 要】塑料制品技術的進步使得其制品種類越來越豐富，在人們的生活和工業生產中塑料制品應用越來越廣泛。在塑料制品技術領域影響塑料制品性能的主要是原料配方和成型技術。塑料注塑成型加工技術，對于塑料制品的性能十分關鍵，為此本文在系統論述塑料注射成型新技術的基礎上分析了其工藝特點。

【關鍵詞】 塑料制品 塑料注射成型 工藝技術

1 注塑工藝對液壓系統的要求

注塑機的液壓 系統主要分為合模和注射兩部分。

合模部分要求有足夠的鎖模力，以保證注 塑時，在模具型腔內熔融塑料壓力的作用下，模具不會分離。還要求有足夠的流量以達到 要求的開合模速度，以減少空行程時間，縮短注塑周期。另外，還要具有保護模具的功能。

注塑部分對注塑制品的質量影響很大。它要對加進料筒的塑料進行預塑，并向模具內注入熔融的流 態塑料。注射后期要求保壓，以便向模具內補 充因冷卻收縮 所需的塑料。塑料件的質量和尺寸精度與注射壓力、注射速度、塑料溫度密切相關。

2 注射成型加工工藝特點

2.1 注射成型工藝的特點及其原理

第一，注射成型工藝技術能夠生成形狀復雜的塑料制品，其產品的尺寸及各種嵌件都比較精確，這種精密的注塑成型技術是領先其他技術的；其次，注射成型工藝技術在實際操作過程中自動化程度較高，這樣不僅能夠節約人力，而且大大提高了生產效率。

2.2 注射成型過程的工藝條件

第一，機筒、噴嘴和模具的溫度要控制在合理范圍內，適當的溫度是塑料塑化質量的可靠保障。第二，塑化壓力和注射壓力在注塑成型過程中也很關鍵，掌握好壓力是注塑模型質量的保障。第三，必須控制好成型周期，恰當的成型周期不僅能夠調高塑料制品的質量，而且還能夠縮短時間，提高效率。

塑料加工中的重要因素包括：溫度、稠度、色料分布和熔體密度。一般是通過螺桿轉動獲得熔融塑料的能量，螺桿轉動混煉在螺紋之間發生，塑性粒料表面被熔融塑化，當物料沿螺桿前進時，就重復著混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。

3 注射成型設備

目前在注塑成型行業機械設備比較繁多，按不同的外形可分為立式、臥式、角式和轉盤式注射機。從其工作效能來看物料在機筒中被塑化的不同形式又可以分為柱塞式和螺桿式。大多數企業目前使用較為廣泛的是單螺桿往復式注射機，這種注射成型機械設備的螺桿能夠轉動作業，而且其軸向往復能夠提高注射塑料的攪拌效果。

3.1 合模裝置

在成型過程中比較重要的工藝程序是合模。合模裝置的主要功能是在承受住注射壓力情況下閉合然后將制品取出。在現階段生產實踐中使用效果較好的合模裝置有：肘桿式合模裝置、液壓式合模裝置和液壓一機械式合模裝置。

3.2 注射裝置

注射裝置是熔融塑料達到一定程度，然后根據混合物配比將其注入產品成型模具，這個過程需要控制壓力和速度以使塑料熔體能夠順利注入模具。目前來看在注塑生產工藝中采用的比較理想的注射裝置是螺桿式預塑化器，該裝置有很多優點，比如其熔融物質量恒定，能夠保持高壓和高速，而且還能夠精確控制注射量，這些優點正是透明、薄壁制品和高生產速率所需要的。

4 液壓系統設計及特點

塑料注射成型機液壓系統是在滿足注射工藝要求的條件下， 本著節能低耗的原則進行設計的。

液壓系統中可以采用變頻控制、真空自吸補油、比例壓力控制等先進技術，因此它具有以下特點：

（1）能量消耗少，系統發熱低。根據注射工藝多級注射速度的需要——注射速度可自動調節，以適應不同注射階段的要求， 液壓系統提供給注射機的工作流量必須是不斷變化的。用傳統的定量泵-流量閥來調節系統流量，在低速注射、慢速合模時，因電機、液壓泵轉速不變，即液壓泵輸出流量不變，就會有大量多余的壓力油經溢流閥直接流回油箱，從而造成大量的能量浪費。

（2）系統成本低， 生產效率高。直壓式合模機構結構簡單，不需要設專門的調模機構， 對不同厚度的模具適應性好， 因此該機器的合模裝置設計成直壓式。但直壓式合模裝置給液壓系統帶來了生產效率與系統成本相互矛盾的問題。因直壓式通過壓力油直接鎖模，所以液壓缸直徑大，如選擇大流量高壓泵來提高合模速度，液壓泵和電機的成本將增高，能耗也很大；如選擇小流量高壓泵，合模速度將降低，從而影響到生產效率。

（3）閥門數量少，系統結構簡單。根據注射機多級注射壓力的要求 ，系統采用了比例壓力控制。即用一個比例壓力閥實現多級注射壓力的控制。比例壓力調節閥是通過將輸入的信號電流轉換成作用在閥芯上的力來控制系統壓力的。因此通過改變輸入信號大小，就可以方便地完成所有的壓力控制 。與普通壓力閥控制系統相比，比例壓力控制系統簡化了系統結構，減少了閥門數量，同時還具有控制精度高、壓力轉換平穩、無沖擊、節能效果好等優點。

5 注射成型工藝調整方法

5.1 注射保壓時間、冷卻時間

根據實際生產實踐，注射時間在設定時要略大于螺桿完成注射行程移動的時間。保壓時間是根據產品厚度來設定的，一般來說薄壁產品在成型時不用保壓，不同的厚度可設定不同的保壓時間。冷卻時間在生產過程中也是依據產品厚度、模具溫度、材料性能設定的，在實際生產中結晶型聚合物的冷卻時間一般要少于無定型聚合物所需的時間。

5.2 注射壓力、速度

在注塑成型過程中注射壓力要保持宜低不宜高的狀態，因為注射壓力只要能提供足夠動力來滿足注射速度、使熔體能夠順利充滿型腔就好，過高的壓力可能會使制品內產生內應力。注射速度是塑料產品外觀質量的重要影響因素，要在綜合考慮模具的幾何結構、排氣狀況的基礎上計算并設定合理的注射速度。

5.3 采用多級注射成型

注塑成型過程中要采用多級注射，一般來說產品需要三到四段的注射是比較合理的。這種多級注射成型技術是很可靠地，它結合了流道結構和模具排氣狀況等多種技術參數，經過縝密的計算得出的。

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