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注塑知識
2023/11/30 15:50:05
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注塑知識
塑件注射速度的選擇
注塑加工過程的控制對最終的零件質(zhì)量和工藝的經(jīng)濟(jì)性有著直接的影響，隨著人們對塑料熔體在注射過程中的流動和形變的研究的深入，越來越認(rèn)識到注射速度的參數(shù)選擇對提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。
在注射過程中采用高速注射速度的優(yōu)點(diǎn)：
◆減少注射時(shí)間，縮短成型周期；
◆提高塑料的流程，有利于薄壁制件的成型；
◆提高制品的表面光澤度；
◆可以提高熔接線的強(qiáng)度，使熔接紋不明顯；
◆防止產(chǎn)生冷卻變形等。
在注射過程中采用低速注射速度的優(yōu)點(diǎn)：
◆防止成型制品產(chǎn)生飛邊；
◆防止產(chǎn)生噴射紋和流動紋；
◆防止產(chǎn)生燃燒??；
◆防止塑料熔體產(chǎn)生夾氣現(xiàn)象；
◆防止產(chǎn)生分子取向變形等。
高速注射的優(yōu)點(diǎn)也正是低速注射的缺點(diǎn)，反之亦然。因此，在注射過程中采用高速和低速的組合就可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝的經(jīng)濟(jì)性。
注射速度選擇的原則
◆由于塑料制品的形狀復(fù)雜，塑料熔體在注射過程中流經(jīng)主流道、分流道、澆口以及模腔中各個(gè)斷面的流動與形變極為復(fù)雜。近年來，通過流變學(xué)的研究以及結(jié)合CAE技術(shù)，得出結(jié)論：要使制品質(zhì)量好而且內(nèi)應(yīng)力小，最重要的條件是必須使熔體的流場合理均勻，也就是熔體流動前沿速度在注塑過程不同時(shí)刻流經(jīng)不同截面時(shí)保持均勻穩(wěn)定，即線速度必須保持恒定，V=常量。這樣生產(chǎn)出的制品質(zhì)量好，不易出現(xiàn)縮癟和填充不足等缺陷，同時(shí)熔體在型腔內(nèi)的流動場均勻，保證了聚合物分子取向的合理，可獲得較好的制品表面質(zhì)量。
◆由于注塑制品幾何形狀復(fù)雜，塑料熔體流經(jīng)模腔各斷面的面積有大有小，阻力也有大有小，因此流量Q=V×S（S為斷面面積）也是變量，這就造成了流量是時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，同時(shí)注射壓力也是時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，兼顧到工藝的經(jīng)濟(jì)性即縮短注射時(shí)間和成型周期，因此需要用多級注射來實(shí)現(xiàn)，從而保證制件的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)注射過程中熔體的流動，我們一般將注射速度劃分為五個(gè)部分：
◆第一部分為主流道和分流道部分，原則上采用高速充填，這樣可以縮短成型周期，但必須考慮的是此高速注射不應(yīng)使表面出現(xiàn)質(zhì)量不佳的現(xiàn)象；
◆第二部分為澆口以及澆口附近的制品部分，這一階段針對不同原材料以及澆口形式作相應(yīng)的變化，通常采用較低的注射速度，特別是對于高粘度的樹脂，如PC、PMMA、ABS等，以及側(cè)澆口（直沖澆口，如柜機(jī)透明片、窗機(jī)面板門蓋及縱向葉片等），防止出現(xiàn)噴射紋以及澆口霧斑等現(xiàn)象。若澆口采用點(diǎn)澆口或搭接式澆口并且原材料為低粘度的樹脂如PP、PA、PBT等以及澆口附近表面質(zhì)量要求不高的情況下，則可采用高速注射；
◆第三部分為成型制件的主體部分，也就是澆口附近的制品被充填后到成型制件重量約70%～80%左右，這一部分采用高速注射的原則，目的在于縮短成型周期，減小熔體在金屬模腔內(nèi)的粘度變化，同時(shí)還可提高制品表面的光澤度，并謀求減少由于最后充模時(shí)塑料壓力降低而引起的變形，提高熔接縫強(qiáng)度，改善熔接線外觀；
◆第四部分為接近于快充滿型腔85%～90%左右，這一部分采用中速注射，目的是為向下一階段的低速注射進(jìn)行過渡，同時(shí)防止成型制品偏厚以及由于澆口不均衡而產(chǎn)生飛邊；
◆第五部分為最終充滿型腔部分，此處應(yīng)采用低速注射，防止產(chǎn)生飛邊、燃燒印，并且提高制品的尺寸和重量的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以控制降低鎖模壓力。
注射速度曲線的給定
工藝人員在設(shè)定注射速度曲線時(shí)應(yīng)把握兩點(diǎn)：一是注射速度的大小，二是注射位置的給定。通常的做法是采用“0注射法”給定螺桿注射位置，即將第二段注射壓力、速度置于0，調(diào)整注射位置來觀察實(shí)際注射成型制品的大小形狀，與所需確定的位置進(jìn)行比較來確定，然后再給定二級注射壓力、速度、位置，將三級注射壓力、速度置于0，同樣比較輸入的位置是否合理，依此類推確定給料量；然后調(diào)整速度，一般由低向高進(jìn)行調(diào)整，在不影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的前提下，盡量采用高速充填，以縮短成型周期。
注射速度曲線的修正
在修正注射速度曲線時(shí)需反向確定，即首先確定調(diào)整注射速度，然后進(jìn)行注射速度變化的轉(zhuǎn)換位置的復(fù)核，因?yàn)樵诮o定注射曲線時(shí)注射位置基本上符合我們的預(yù)期，然而由于注射速度的變化會使相同注射速度轉(zhuǎn)換位置的充填結(jié)果產(chǎn)生偏差。
在進(jìn)行多級注射時(shí)，注射壓力和注射速度也是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的。當(dāng)充填時(shí)間很短時(shí)，由于流程較長，熔體的流動速率（注射速度）也越高，因而需要的注射壓力也越高。
另外，增加充填時(shí)間（即降低注射速度），聚合物受冷卻時(shí)間也長，從而使得聚合物遇到冷模具而產(chǎn)生的冷凍層也越厚，導(dǎo)致了中間熔融流動層的減薄，熔體的粘度增大，阻力增加，因此也需要較高的注射壓力才能充滿型腔。
注塑機(jī)的壓力、速度控制設(shè)計(jì)的思想：注射壓力為一段，注射速度為六段，通過注射速度的調(diào)整來把握克服產(chǎn)品的缺陷。
產(chǎn)品的飛邊和缺料以及其它缺陷
◆澆口流痕。澆口流痕是由于熔體噴射產(chǎn)生流動紋。
模具上將澆口噴射角對準(zhǔn)型芯，避免直接噴射，另外工藝調(diào)整將熔體流經(jīng)澆口時(shí)放慢注射速度。由于一級注射速度放慢，熔體遇到冷模具時(shí)凝固且凝固層較厚，所需注射壓力較大，因此將二級注射速度提高，減少充填時(shí)間，盡量降低注射壓力，同時(shí)防止制品收縮，待快要充填滿型腔時(shí)將注射速度減慢，以防飛邊出現(xiàn)。
◆融合流痕。融合流痕是由于熔體經(jīng)過五個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)剪切摩擦溫度上升，經(jīng)過側(cè)進(jìn)澆遇到冷的模具壁后迅速冷卻，兩股料流會合后共同向前推進(jìn)時(shí)相互摩擦剪切導(dǎo)致熔體破裂而產(chǎn)生融合流痕。
模具上將側(cè)澆口直進(jìn)澆改為扇形澆口，增大融合角度，使得兩股料流在距離澆口很近的地方就開始進(jìn)行融合，盡量避免兩股料流的溫差以及溫度降。另外工藝調(diào)整將一級速度放大，待熔體流經(jīng)澆口時(shí)開始放慢注射速度以減小剪切速率待充填至產(chǎn)品50%時(shí)提高注射速度以保證充填完整并且維持注射壓力較低，減輕熔接線，在快要充填滿型腔時(shí)放慢速度減小飛邊以及減輕熔接線的光澤不均現(xiàn)象。
通過以上理論論述與實(shí)例分析，可以得出以下結(jié)論：
◆通過調(diào)整注射速度可以克服注塑缺陷，改善制品的質(zhì)量，提高工藝的經(jīng)濟(jì)性；
◆針對不同的制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料種類以及澆注系統(tǒng)，需分別進(jìn)行注射速度曲線的選擇與調(diào)整；
◆在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中采用“0注射法”可以有效地進(jìn)行注射速度曲線的給定；
◆影響注射速度的相關(guān)因素較多，需正確理解后進(jìn)行調(diào)整。
