塑料注塑工藝的影響因素

藍煒

（廈門市眾昕祺科技有限公司，福建 廈門 361100）

0 引言

對塑料注塑成型工藝進行分析，其具有操作方便、精密度和質(zhì)量高、用途廣等優(yōu)勢，因此在塑料加工當中得到了廣泛應用。通過采取注塑成型工藝，可以有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，且對比吹塑和過壓塑等技術(shù)要具有更高的質(zhì)量優(yōu)勢。在實際應用注塑成型工藝技術(shù)時，其主要包括加料和熔料等階段，而且還存在許多影響因素。因此，相關(guān)工作人員需要充分研究塑料注塑工藝的影響因素，并合理優(yōu)化注塑工藝，使塑料制品質(zhì)量得到進一步提高。通過相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，在塑料注塑工藝影響因素中，溫度、壓力、時間、應力以及收縮率等都會對注塑工藝的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，因此需要采取有效的控制措施，降低此類因素帶來的影響，從而全面保證注塑工藝的產(chǎn)品質(zhì)量。

1 注塑工藝概述

注塑成型是一門十分重要的工程技術(shù)，其工作內(nèi)容在于將相關(guān)塑料轉(zhuǎn)換成為相應制品，同時還可以使其具有的原有性能得到保持。塑料成型的方法相對較多，注塑成型是其中具有代表性的一種，也可稱之為注射成型，在實際注塑過程當中有著顆粒狀的高分子材料，在經(jīng)過具體的設(shè)備加熱以及擠壓之后，可以熔融成流體，然后再經(jīng)過具體的加工環(huán)節(jié)，獲得需要的制品。在注塑過程當中，相關(guān)設(shè)備的工藝參數(shù)將會直接影響到注塑件性能，一旦參數(shù)不正確則很可能對制品質(zhì)量產(chǎn)生影響，嚴重情況下甚至導致其變?yōu)閺U品。對此，相關(guān)工作人員需要深入研究影響注塑工藝的因素，在明確其理論基礎(chǔ)的同時，采取有效的控制對策，從而進一步保證制品性能和質(zhì)量[1]。

2 塑料注塑工藝的影響因素

在對塑料注塑成型工藝應用前，相關(guān)工作人員需要深入分析影響注塑成型工藝的各類因素，具體需要從溫度、時間、壓力、應力、收縮率等方面進行充分考慮，以此來全面保證注塑成型工藝的有效運用，提高塑料制品的加工質(zhì)量和效率。

2.1 溫度

在塑料注塑成型工藝當中，溫度是十分重要的一項影響因素，一般來說，當溫度相對較高時，會導致產(chǎn)品的彎曲模量、洛氏硬度、斷裂伸長應力以及懸臂梁沖擊強度等降低。在研究溫度給塑料注塑工藝帶來的影響時，具體需要從模具、料筒以及噴嘴的溫度進行入手。

首先，模具溫度。在塑料注塑成型工藝的實際應用過程中，模具溫度對其產(chǎn)品質(zhì)量具有重要影響?，F(xiàn)如今，相關(guān)工作人員主要采取加熱法、風冷、自然散熱法以及水冷等控制模具溫度。而模具溫度出現(xiàn)變化時，將會對結(jié)晶度以及結(jié)晶條件等產(chǎn)生影響。當模具的溫度相對較高時，其冷卻速度較小，而且具有較大的結(jié)晶速率，而且高溫模具溫度可以使PET分子鍵保持松弛，使分子取向有所減小。當模具溫度較低時，斷裂伸長應力以及懸臂沖擊強度則會升高，同時還會降低拉伸屈服強度以及撓曲模量。

其次，料筒溫度。在注塑工藝應用過程中，料筒溫度往往會影響到塑料的塑化性和流動性。在料筒當中加入原料，在受到加熱后會逐漸熔化，而且在高溫條件下原料會出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，最終對產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響。如，在配備POM、PVC等熱敏塑性材料時，需要對加熱溫度進行嚴格控制。當料筒溫度升高后，將會增加制品表面光澤度、成型流動性以及沖擊強度，同時還會降低取向度、內(nèi)應力、收縮率、翹曲度。

最后，噴嘴溫度。注塑工藝當中的噴嘴溫度對塑料流動性以及塑化性具有直接影響。具體來說，當噴嘴溫度發(fā)生變化之后，將會顯著影響到塑件的力學性能和成型條件，尤其在噴嘴溫度過高時，將會增加制品光澤度，并降低熔料粘度。但同時，當噴嘴溫度提高后，還會導致熔料分解，進而對制品性能產(chǎn)生影響[2]。

2.2 時間

在塑料注塑工藝當中，時間因素也會對工藝產(chǎn)生影響，其具體表現(xiàn)在冷卻時間、注射時間、保壓時間等方面。針對流道系統(tǒng)的注射時間，一般需要將其控制在0.5～1.5秒，在控制保壓時間時則需要對其澆口大小進行考慮，當澆口越大時，其保壓時間也應得到延長。溶體溫度、冷卻效率以及部件厚度對冷卻時間具有決定性的影響。相關(guān)工作人員在實際應用塑料注塑工藝時，需要對時間因素進行合理管控，結(jié)合實際情況對注射、冷卻以及保壓等時間進行確定，從而全面提升塑料注塑成型工藝應用效果。

2.3 壓力

壓力在注塑成型工藝當中是十分重要的一項因素。針對塑料注塑工藝當中的壓力類型進行分析，其具體包括注射壓力、塑化壓力、保壓壓力等。

首先，針對塑化壓力進行分析，當該壓力增加后，將會導致溶體溫度有所增加，進而使塑化溫度減小。而在塑化壓力增加以后，可以進一步保證溶體溫度的均勻性。通過增加塑化壓力，可以使制品結(jié)構(gòu)性能得到提高。

其次，注射壓力。為了使溶體的流動性得到提高，使流體沖模速度得到改善，并使成型期間的收縮率得到降低，需要對注射壓力進行增加。具體來說，注射壓力在注塑成型工藝當中，是十分重要的一項參數(shù)，壓力大小和保壓時間直接影響到制品性能，而且壓力速度對塑件質(zhì)量也具有重要影響。

最后，保壓壓力。為了避免樹脂在冷卻時出現(xiàn)不回流現(xiàn)象，需要對樹脂增加相應的保壓壓力。通過保壓壓力，可以使樹脂冷卻時的收縮率得到減少，而在將保壓壓力提高后，可以使熔體在模具當中得到更充分的填充，進而充分保證塑件制備質(zhì)量。但當保壓壓力過大時，將會對脫模產(chǎn)生困難。所以，在實際操作過程中，需要結(jié)合具體工藝合理設(shè)置保壓壓力[3]。

2.4 應力

塑件的種類相對較多，各種塑料間屬性也會存在一定差異，部分塑料在受到應力作用后會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。為了使此問題得到解決，相關(guān)工作人員會在注塑過程中加入相應的添加劑，從而使塑件的抗裂性得到增加。通過相關(guān)研究工作的開展，進一步針對注射成型制品開裂微觀進行了觀察與研究，得到的結(jié)果表明，塑件應力和機筒、模具、材料烘干的溫度有關(guān)。結(jié)合SEM圖像可以看出，在注塑過程當中，熔融塑料的填充，結(jié)合流動波紋可以對機筒和模具的溫度是否與工藝條件相符合進行判斷，同時還可以結(jié)合SEM當中的微小銀紋對機筒溫度和烘干情況是否滿足相關(guān)工藝條件進行判斷。在塑料的實際干燥過程當中，當干燥度相對較高時，將會降低塑料內(nèi)應力。通過將料筒溫度提高，可以降低熔體粘度，從而使應力得到降低。當料筒溫度相對較高時，熔體容易出現(xiàn)分解現(xiàn)象，進而增加了塑件應力，所以需要結(jié)合實際情況選擇料筒溫度。當注射壓力增加，而且時間延長后，將會導致取向應力增加，同時還會降低收縮應力[4]。

2.5 收縮率

在塑料注塑成型工藝當中，在熔體注射過程當中，聚合物分子流動方向的收縮率要大于垂直方向，這也導致翹曲變形。在注塑成型過程中，如果出現(xiàn)嚴重變形問題則可能會導致成品變成廢品，所以需要對變形原因進行分析，從而使制品質(zhì)量得到保證。對注塑制品的收縮率產(chǎn)生影響的因素較多，具體包括工藝、設(shè)備以及模具等。其中，塑料的注塑工藝參數(shù)，會對成品收縮率產(chǎn)生影響，其工藝參數(shù)具體包括壓力、時間以及溫度。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，收縮波動和模具制造誤差在制品誤差當中所占比例為33.3%。當加工工藝不同時，結(jié)晶型塑料結(jié)晶度會產(chǎn)生相應的改變，這在制品誤差當中占比為50%～60%。當熔體溫度升高以后，將會導致收縮率產(chǎn)生相應的變化。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因在于，熔體溫度升高之后，會導致模腔當中存在大量熱量，而模具溫度的升高，進而導致收縮率有所變大。除此之外，塑料種類同樣會影響到收縮率，在熱塑料的實際澆注過程當中，由于結(jié)晶化原因，進而導致其體積發(fā)生變化，最終改變了形狀。根據(jù)熱塑性材料冷凝時是否存在結(jié)晶現(xiàn)象，可以將其具體分為非結(jié)晶性和結(jié)晶性材料兩種類型，可以通過外觀進行區(qū)分，結(jié)晶材料主要為半透明或者不透明，非結(jié)晶材料為透明。在注塑過程中，影響結(jié)晶形成的因素具體包括溫度、時間、壓力等[5]。

3 塑料注塑工藝的前沿技術(shù)

3.1 多組分注塑成型工藝

多組分注塑成型技術(shù)具體對兩種不同材料進行使用，并采用全新工藝來有效完成塑料制品的加工過程。通過對多組分注塑成型技術(shù)進行應用，可以最大化地發(fā)揮出各種材料優(yōu)勢，并使傳統(tǒng)注塑方式當中部件出現(xiàn)的問題得到有效解決，手感和外觀良好，還可以控制產(chǎn)品設(shè)計，使產(chǎn)品生產(chǎn)效率得到提升，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本。在具體應用該工藝時，需要結(jié)合實際情況將其具體分為順序注塑成型工藝和疊加注塑成型工藝兩種類型。其中疊加注塑成型工藝可以對不同流道交口進行利用，對各種組分共同注塑，或是將一種組分在另一種組分當中進行疊加，需要操作人員對各組分的關(guān)系加大注意。

3.2 新型氣輔注塑成型技術(shù)

對于氣體輔助注塑成型技術(shù)，其是在注塑制面內(nèi)部，通過高壓氣體來產(chǎn)生中控截面，在具體應用時可以利用擠壓效應，從而降低塑料制品內(nèi)應力，對制品用量進行有效控制[5]。該項技術(shù)對于傳統(tǒng)塑料成型工藝改革具有十分重要的作用，其操作流程具體如下，首先需要對模具大小進行分析，然后對塑料熔體數(shù)量進行準確計量，將其在模具型腔當中注入之后，則需要注入壓縮過的空氣。在這一過程當中，氣體通過自身物理特性會向型腔內(nèi)部逐漸擴散，從而在型腔當中最大化地充盈塑料熔體。當溫度降低后，模具會逐漸冷卻，此時需要開模頂去除。

3.3 微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)

微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)具體對微孔泡沫塑料進行采用，其具有較強的熱導性和抗沖擊性，可以有效進行注塑。此注塑技術(shù)的性價比相對較高，可以有效控制材料成本，使材料使用效果得到提高。在具體應用該技術(shù)時，需要使氣體超臨界液體狀態(tài)，并在聚合體當中形成具有相同大小和均勻的微小氣孔，從而利用氣孔使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成型，提升生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

綜上所述，在塑料制備過程中，對相關(guān)工藝的要求十分嚴格，而且工藝還會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。對此，為了充分保證制備材料性能，需要優(yōu)化分析注塑工藝。具體來說，影響制品表面的因素具體包括注射壓力、溫度、注射速度等。在實際注射過程當中，需要在模具當中填充熔體，而此時需要合理控制壓力，避免壓力過大造成材料開裂。與此同時，影響注塑工藝的因素相對較多，具體包括溫度、時間、壓力以及應力等，而且各項因素可以具體細分到不同設(shè)備位置，這些影響因素也并非單一發(fā)生作用，彼此間可能會產(chǎn)生相互影響。對此，一旦在注塑工藝當中，產(chǎn)品質(zhì)量存在問題，需要對其原因進行綜合分析，并明確主要和次要因素，有針對性地采取解決對策，從而進一步保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能。