
在注射动作时,为了克服熔融胶料经过喷嘴,浇道口和模具型腔等处的流动阻力,射胶螺杆对熔融胶料必须施加的足够的压力来完成射胶。注塑机主要由注射和锁模两部分组成,注射压力和锁模压力(锁模力)等压力参数是注塑成型重要的工艺技术参数。注塑成型压力参数包括有注射压力、锁模压力、保压压力、背压压力、其他动作压力等

一、注塑压力
注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上,塑料熔体在压力的推动下,经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道(对于部分模具来说也是主流道)、主流道、分流道,并经浇口进入模具型腔,这个过程即为注塑过程,或者称之为填充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力,或者反过来说,流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消,以保证填充过程顺利进行。
影响熔体填充压力的因素很多,概括起来有3类:
(1)材料因素,如塑料的类型、粘度等;
(2)结构性因素,如浇注系统的类型、数目和位置,模具的型腔形状以及制品的厚度等;
(3)成型的工艺要素。
注塑压力对熔融胶料的流动性能和模具型腔的填充有决定性的作用,对注塑制品尺寸精度、品质质量也有直接影响。注射压力参数设置根据不同机型而设置。
常见的机型中,一般有一级,二级,三级注射压力。在具体生产中要根据塑料原料、具体成型产品结构等来合理选取和设置压力参数。
在注塑过程中,注塑机喷嘴处的压力最高,以克服熔体全程中的流动阻力。其后,压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低,如果模腔内部排气良好,则熔体前端最后的压力就是大气压。
锁模压力参数的设置
锁模压力是从低压锁模开始设置,经过高压锁模,直到锁模终止为止。锁模动作分为三个阶段,锁模开始时设置快速移动模板所需要的压力参数,以节省循环时间提高效率。
锁模动作即将结束时,为了保护模具,清除惯性冲击,降低锁模压力参数。当模具完全闭合后,为了达到预设的锁模力,增加锁模压力参数的设定值。
注射成型流量参数的设置
流量参数包括射胶速度、熔胶速度、开模动作速度、锁模动作速度等
1) 射胶速度
射胶速度对熔融胶料的流动性能、塑料制品中的分子排列方向及表面状态有直接影响。射胶速度推动熔融胶料流动,在相邻流动层间产生均匀的剪切力,稳定推动熔融胶料充模,对注塑成型制品产品质量和精度有重大的影响。射胶速度和射胶压力相辅相成,配合使用。
射胶速度的设置一般是从一段射胶开始,经过二段射胶~~~~直到射胶终止为止。射胶速度的大小设置,也是结合塑料原料特性和注射成型模具的设计的形状、尺寸、精度等综合参数而定,射胶速度的快慢会影响成型产品的质量和品质。
2) 锁模、开模速度
锁模和开模速度的参数设置基本上同压力参数设置。例如开模动作速度的三个阶段,第一个阶段为了减少机械振动,在开模动作开始阶段,要求动模板的移动缓慢,这是由于注塑成型制品在型腔内,如果快速开模,有损坏塑件的可能,过快的开模还可产生巨大的声浪;
在开模二阶段,为了缩短循环周期时间,动模板快速移动,提高机器使用效率;第三阶段在动模板接近开模终止位置时,为了减少惯性冲击,减慢开模速度。综合各方因素,稳定,快速,高效是进行速度参数设置的目的。

二、注塑时间
这里所说的注塑时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间,不包括模具开、合等辅助时间。尽管注塑时间很短,对于成型周期的影响也很小,但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充,而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。
注塑时间要远远低于冷却时间,大约为冷却时间的1/10~1/15,这个规律可以作为预测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时,只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下,分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注塑时间。如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换,那么分析结果将大于工艺条件的设定。
注塑成型时间参数的设置
注塑成型时间参数是保证生产正常的一个重要参数,它直接影响劳动生产效率和设备的利用率,通常完成一次注塑成型所需用的时间称作成型周期。成型时间又包括了注射时间、冷却时间、低压锁模时间、顶针时间、周期循环时间、熔胶时间、开模时间、吹风时间等。

三、注塑温度
注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有5~6个加热段,每种原料都有其合适的加工温度(详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据)。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低,熔料塑化不良,影响成型件的质量,增加工艺难度;温度太高,原料容易分解。在实际的注塑成型过程中,注塑温度往往比料筒温度高,高出的数值与注塑速率和材料的性能有关,最高可达30℃。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。在作模流分析时可以通过两种方式来补偿这种差值,一种是设法测量熔料对空注塑时的温度,另一种是建模时将射嘴也包含进去。
注塑成型温度参数的设置
注塑成型温度参数是注塑成型工艺的核心内容,直接关系到注塑成型产品的质量,影响塑化流动和成型制品各工序的时间参数的设置。一般温度参数主要包括有熔胶各加热温度,射嘴温度、模具温度、料温等。
1、熔胶筒温度设置
注塑成型就是对塑料进行加温,将颗粒原料在料筒中均匀塑化成熔融胶料,以保证熔融胶料顺利地的进行充模。料筒温度一般从料斗口到射嘴逐渐升高。因为塑料在料筒内逐步塑化。
螺杆的螺糟中的剪切作用产生的摩擦热等直接影响温度,所以温度参数设置分段进行。通常将料筒分成前端,中端和后端加热区间,分别设置所需参数。熔融胶料的温度一般要高于塑料流动的温度和塑料的熔点温度,要低于塑料的分解温度。
实际生产中常凭借经验来确定或根据注塑制品情况来确定。如工程塑料温度要求高些,可以适当使料筒温度设置偏高些,使塑料充分塑化。
2、射嘴温度参数设置
射嘴是料筒内连接模具型腔浇口、流道口和浇注口的枢纽。射嘴温度设置合理,熔融胶料流动性能合适,易于充模,同时塑料制品的性能如熔接强度、表面光泽度都能提高。
射嘴温度过低,会发生冷料堵塞射嘴或堵塞浇注系统的浇口、流道口等不能正常顺利进行生产,还可因冷料使制品带有冷料斑,影响塑料制品的品质;射嘴温度过高,会导致熔融胶料的过执业分解,导致塑料制品的物理性能和机械性能下降等。射嘴温度设定一般进行温度设定,充分保持射嘴温度恒温。
3、模具温度参数的设置
模具温度一般是指横具腔内壁和塑料制品接触表面的温度。模具温度对精密注射成型加工的塑料制品的外观质量和性能影响很大。模具温度参数的设置常由塑件制品的尺寸与结构,塑料材料特性、塑料制品的工艺条件等来决定。
模具温度的设置,对熔融胶料而言都是冷却,控制模具温度都能可使塑料成型制品冷却成型,为顺利脱模提供条件;控制模具温度,可使模具型腔各部温度均衡一致,使型腔内制品散热程度一致,以避免因内应力的产生导致制品性能下降,保证制品质量。
4、料温
塑料原料在注塑前需要对其进行处理。因为原料在储运过程中,会吸收大气中的水份。

四、保压压力与时间
在注塑过程将近结束时,螺杆停止旋转,只是向前推进,此时注塑进入保压阶段。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料,以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压,制件大约会收缩25%左右,特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。保压压力一般为充填最大压力的85%左右,当然要根据实际情况来确定。
保压压力的设置
保压是在射胶动作完成后,对横具腔内的熔胶料继续进行压实,对模腔内制品冷却成型收缩而出现的空隙进行补缩,并使制品增密。保压压力保证模腔压力一定,一直到浇口固化为止。
常设定保压时间来控制保压压力,保压压力决定补缩位移的参量大小,决定制品质量的一致性、均匀性、致密性等重量性能,对于提高制品质量和生产效益有十分重要的意义。设置保压压力参数的一般原则是保压压力要略小于充模力,浇口保压时间大于固化时间。

五、背压
背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利于色料的分散和塑料的融化,但却同时延长了螺杆回缩时间,降低了塑料纤维的长度,增加了注塑机的压力,因此背压应该低一些,一般不超过注塑压力的20%。注塑泡沫塑料时,背压应该比气体形成的压力高,否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机可以将背压编程,以补偿熔化期间螺杆长度的缩减,这样会降低输入热量,令温度下降。不过由于这种变化的结果难以估计,故不易对机器作出相应的调整。
背压压力参数的设置
背压压力是塑料原料在料筒内塑化和计量过程中产生的,在螺杆顶端和熔胶前端部位,熔融胶料在螺杆旋转后退时所受到的压力,常称作塑化压力。背压压力阴力螺杆后退过快,确保塑化过程均匀细密。
适当设置背压压力参数,可增加熔融胶料的内应力,提高均匀性和混炼效果,提高注射成型的塑化能力。


