注塑加工工艺要控制的5大关键因素

注塑加工工艺要控制的5大关键因素

作者：admin 来源：admin 点击：0 发布时间：2012-7-24 10:53:54

注塑加工成型工艺对制品的成型质量有着非常重要的影响，合理的模具结构和优化的工艺参数是成型优良制品的前提。因此，为了保证制品的质量，要对注塑成型工艺进行相应的控制。主要包括填充过程控制、保压过程控制、保压切换控制以及冷却与模温控制等，下面对这些工艺控制进行具体的介绍。

1．注塑加工填充过程控制

塑料在填充过程中，在料筒中受到螺杆的剪切和加热圈加热而塑化。塑料的熔体在螺杆运动的驱使下通过喷嘴注入模具型腔。由于在填充过程中料筒的体积保持不变（塑料的压缩比较小，密度的变化相对来说可以忽略），因此注塑机的体积注射速率正比于螺杆的线性推进的速度。利用这种关系通过控制螺杆的运动进而控制注塑机体积注射速率。螺杆的运动是由注塑机的液压回路控制的。现在的注塑机基本上都采用了封闭的控制系统，因而可以实现对注塑过程的多级控制，以达到精确控制的目的。

螺杆推进速度的变化，引起体积注射速率的变化，进而达到填充过程中相对均匀的熔前速度。如前所述，由于注塑过程中制品的截面是不断变化的，即熔前面积是不断变化的，要想保持注塑过程中的熔前速度一致，必须根据变化的熔前面积实时调整螺杆的推进速度，这一点在实际中非常困难。实际使用中，只能采用分段控制螺杆速度的办法来达到这个目的。

2．注塑加工保压过程控制

保压压力控制对于减小飞边和防止机械损伤有非常重要的意义。良好的保压压力控制方式有助于减小制品收缩，提高制品的外观质量。保压压力一般为注塑压力的80%～90%。保压时间过长或过短都对成型不利。过长会使得保压不均匀，塑件内部应力增大，塑件容易变形，严重时会发生应力开裂。过短则保压不充分，制件体积收缩严重，表面质量差。保压曲线分为两部分，一部分是恒定压力的保压，大约需要2～3s，称为恒定保压曲线；另一部分是保压压力逐步减小释放，大约需要ls，称为延迟保压曲线。延迟保压曲线对于成型制件的影响非常明显。如果恒定保压曲线变长，制件体积收缩会减小，反之则增大；如果延迟保压曲线斜率变大，延迟保压时间变短，制件体积收缩会变大，反之则变小；如果延迟保压曲线分段且延长，制件体积收缩变小，反之则变大。

可以通过特定的软件工具如MoldFlow的分析结果来判定保压数据。当型腔完全充满时，保压开始；当熔料前端停止流动时，说明型腔已经补缩达到一定程度，或者说熔料已经不再前进，此时恒定保压结束，延迟保压开始；当浇口完全凝固时，喷嘴对型腔的补料结束，保压结束。任何一种塑料原料都有自己的不流动温度，不流动温度的值略大于该原料的玻璃化转变温度。当熔料温度下降到它所对应的不流动温度后，熔料便不再流动。通过填充过程的动态温度显示可以很容易地获取熔前的不流动温度，从而确定延迟保压的准确开始时刻。

3．注塑加工保压切换控制

注塑填充过程中当型腔快要充满时，螺杆的运动从流动速率控制转换到压力控制。这个转化点称为保压切换控制点，即V/P转换点。保压切换对于成型工艺的控制有非常大的意义。保压切换点以前主要是通过螺杆的旋转，使得熔料前进，熔体的速度和压力很大。保压切换以后，螺杆停止旋转，只是通过螺杆的向前挤压推动熔料前进，压力较小。如果不进行保压切换，只是通过螺杆旋转推进塑料前进，那么当型腔充满时压力仍旧很大，造成注塑压力陡增，所需锁模力也会变大，甚至会出现飞边等一系列的缺陷。保压切换的选择应该适当，过早或过迟的保压切换都对成型不利。过早地进行保压切换会使充模压力降低，充模困难，甚至出现打不满的现象。过迟的保压切换将导致注塑压力增大，甚至于出现飞边。保压切换可以根据位置、体积、压力等进行。例如，当注塑压力达到某一定值时即进行保压切换。如果按照体积值进行切换，一般选择型腔填充到95%（注塑体积）时进行切换。注塑机中的保压切换一般都是按照注塑位置进行的，也就是说当螺杆行进到某一位置随即发生保压切换。

4．注塑加工冷却与模温控制

模具温度对于成型工艺的影响很大。如果模具温度太低，一方面塑料熔体冷却变快，凝固层厚度增加，熔体粘度也增加，导致成型压力变大，成型相对困难；另一方面，塑料熔体的流动不顺畅，容易出现流动痕迹，制品的轮廓不光滑，同时熔接痕的长度和清晰度都变大，制品外观质量下降。模温对制品的性能也有一定的影响，特别是结晶型塑料制品。模具温度直接影响到结晶型塑料的结晶程度和结晶质量，参见第3章。例如，PA6属于半结晶型材料，其结晶程度随着模温的升高而变大，结晶质量也随着模温的升高而增高。随着结晶程度的不断提高，晶相和非晶相的比例逐渐接近，制品透明程度下降。当模温为60℃时，制品是完全不透明的；当模温降到20℃左右时，制品是完全透明的。但模具温度也不能太高，太高会使冷却时间变长，生产效率下降。模具的前后温度对制品的变形有很大的影响，实践证明，制品总是向模温较高的一侧弯曲，所以模具的前后温度应尽量相等，差异最大不应超过10℃。

模温是由模具冷却系统控制的。可以通过调节冷却水的温度和流速来控制制品的变形趋势和变形量。冷却系统的控制有两种，一种是流速控制，另一种是压力控制。现在有专门用于调节冷却水的冷却控制机。

5．注塑加工其他工艺控制方式

工艺控制的方法还有很多，如热流道温度的控制。热流道温度一般与制品的成型温度相当，但加热圈必须保证均匀加热。如果受热不均匀，局部温度过高，结果会使得塑料分解，容易产生水花等注塑缺陷。热流道控制系统必须做到精确控温。另外阀式浇口也是控制工艺的一种好方法。可以灵活地调整浇口的打开和关闭时间，从而控制进浇早晚，进而控制熔料在型腔中的流动，达到避免熔接痕出现，提高制品外观质量等目的。

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