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注射過程原理
(1)預(yù)塑過程
首先對(duì)塑料進(jìn)行烘干,按照材質(zhì)需要,比如ABS烘料溫度是80℃,烘料時(shí)間是1-2小時(shí),或是工程料必須用抽濕機(jī)進(jìn)行抽濕,才能達(dá)到?jīng)]有水份,沒有濕氣的效果。然后開始進(jìn)行預(yù)塑過程:把溶筒進(jìn)行外部加熱,通過熱平衡使溶筒的內(nèi)部得到所需要的溫度,然后把固體顆粒狀態(tài)的膠料加入料斗,通過螺桿回料方式,把膠粒送到溶筒中,因受高溫傳導(dǎo),使其顆粒狀塑料經(jīng)過熱能進(jìn)行塑化,由顆粒狀態(tài)轉(zhuǎn)化為粘流液體狀態(tài),而且受到螺桿螺紋的剪切、壓縮,使其密度和粘度得到均勻,這就是完成預(yù)塑的第一過程。
(2)注射充模過程
這個(gè)過程是從計(jì)量室中,也就是炮筒中把已經(jīng)預(yù)塑好的液體狀膠料通過螺桿的推動(dòng)力,把塑料注入模腔,此過程分為兩個(gè)階段:第一階段,液體狀的膠料由螺桿經(jīng)過模具唧咀進(jìn)入模腔,一直到填充滿模腔為止;第二階段是保壓階段,當(dāng)?shù)谝浑A段注射完成后還必須繼續(xù)保持注射壓力,維持液體流動(dòng),使模腔中的液體在未完全冷卻之前,再進(jìn)一步補(bǔ)壓和增加產(chǎn)品密實(shí)度,這就是保壓所起的作用。整個(gè)過程就叫注塑充模。
(3)冷卻定型過程
當(dāng)保壓壓力全部撤除,模腔中的液體繼續(xù)隨著模具溫度傳受,導(dǎo)致開始冷卻、降溫、定型,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),令溫度降低,直至制品能夠承受開模后頂出時(shí)所允許的定型度和變形度是屬OK的產(chǎn)品,這就叫做冷卻定型。經(jīng)過以上三大部份的工序完成了這個(gè)注塑過程。
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螺桿工作原理
主要的功能是輸送、熔融、混煉、壓縮、計(jì)量共五種作用,所以在塑化質(zhì)量上扮演很重要角色,可謂是射出成型機(jī)的心臟組件,與成型品的質(zhì)量息息相關(guān)。
整條螺桿分為三段:計(jì)量段, 壓縮段,進(jìn)料段。
(1) 進(jìn)料段
固體顆粒由料桶送入螺桿螺溝,由于受到螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),形成剪切效應(yīng)作用,及熔膠筒的溫度傳導(dǎo)開始熔融,也就是說通過此段,使顆粒狀的膠料塑化為液流狀。
(2) 壓縮段
主要功能是為液流狀的塑料繼續(xù)熔融,混煉、剪切、壓縮、增壓、排氣。塑料在此段會(huì)完全溶解,體積會(huì)縮小,所以對(duì)螺桿的壓縮程度的設(shè)計(jì)(壓縮比)是很重要的。
(3) 計(jì)量段
主要的功能是混煉、熔膠、輸送,還提供足夠的壓力,保持熔膠均勻溫度,及穩(wěn)定熔融塑料之流量,如果計(jì)量段長(zhǎng),則混煉效果好,但太過長(zhǎng)則使熔體在熔筒中停留過久而產(chǎn)生熱分解,而太短則使溫度不均勻,塑化熔融效果差。
(4)影響塑化質(zhì)量的主要因素:① 螺桿長(zhǎng)度,② 螺牙深度。
螺桿長(zhǎng)徑比:=螺桿工作長(zhǎng)度(mm)÷螺桿直徑(mm)。
一般使用的比例是1:20倍,如果螺桿過長(zhǎng),塑化效果好,混煉效果比較好,比較均勻,如(PA 、PE 、PP 、POM)需要較長(zhǎng)的螺桿。
螺桿壓縮比:=進(jìn)料段牙深(MM)÷計(jì)量段牙深(MM)。
壓縮比對(duì)塑料直接影響,如果適當(dāng)?shù)膲嚎s比可增加塑料之密度,使分子之間結(jié)合更緊密,有助于減少空氣的擠入,降低因壓力而產(chǎn)生之溫升,而影響輸出量的差異,如壓縮比不適當(dāng)將會(huì)破壞塑料的特性,壓縮比值越高,對(duì)塑料在炮筒內(nèi)塑化過程中產(chǎn)生溫升越高,相對(duì)出料量大為減少,當(dāng)進(jìn)料段的牙紋愈深,送料量愈大,但螺桿所需的扭力也愈大,壓縮比也就愈大,如果進(jìn)料段牙深度太淺,壓縮比就越小,容易過大燒焦、變黃。
適當(dāng)?shù)膲嚎s比:PE 1:1.7~2.2、 ABS 1:2~2.5、 PP 1:2.2~3、 龍尼 1:1.8~2.5。
所以生產(chǎn)透明PC經(jīng)常產(chǎn)生變黃、燒焦的原因就是因PC在筒中停留時(shí)間過長(zhǎng),螺桿壓縮比過大,經(jīng)過在回料過程受到牙紋剪切、增溫而產(chǎn)生燒焦的現(xiàn)象。
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在調(diào)機(jī)之前須注意事項(xiàng)
檢查注塑機(jī)炮筒溫度是否正常,是否符合其材料的所需溫度,檢查塑料是否烘干,檢查模具溫度,頂針是否回到位,頂針與行位是否交叉相撞,以上問題都OK,然后再進(jìn)行調(diào)校。
把保壓位置設(shè)定為O,保壓壓力設(shè)定為O,把射膠壓力設(shè)定中間數(shù),射膠速度設(shè)定為中間數(shù),尾段射速設(shè)定20%或以下,用量位置根據(jù)產(chǎn)品大小而定。射膠終點(diǎn)位置180T以下在10MM之間,180T以上可以在20MM之間,為什么要控制在10MM和20MM之內(nèi)呢? 其主要目的是避免注射壓力在螺桿前端損失及產(chǎn)品不穩(wěn)定。
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開始調(diào)校
第一啤如果射出終點(diǎn)位置超過20MM以上,產(chǎn)品仍未充滿,這時(shí)必須增加壓力,每次增壓幅度在7%之內(nèi),直到產(chǎn)品已充滿為止,這就設(shè)定了最佳的用量位置,相反,產(chǎn)品已充滿,但終止位置還是超過20MM,那么就該減少熔膠量,到產(chǎn)品充滿而位置也在20MM 之內(nèi)為止,相反射出位置已經(jīng)歸O,證明炮筒內(nèi)的膠已經(jīng)射完,產(chǎn)品仍未充滿,就應(yīng)增加熔量,直到適合以上的規(guī)定為止,然后再設(shè)定轉(zhuǎn)壓切換位置。
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最佳保壓轉(zhuǎn)切位置
無論采用何種注射模式,轉(zhuǎn)壓位置的正確設(shè)定最為重要。如果要獲得最佳的生產(chǎn)狀態(tài),優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,必須確保部品在轉(zhuǎn)壓之前有98%的溶膠量已被注入模腔;如果過早轉(zhuǎn)壓,模腔的溶體少于95%,則需再利用保壓壓力把溶體再推進(jìn)模腔,這種情況,很容易形成填充不滿,同時(shí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性亦很差,形成縮水及走不齊。相反,如果轉(zhuǎn)壓太遲,模腔內(nèi)的溶料已多過98%,甚至100%。這樣產(chǎn)品被壓縮過大,形成很多部位有很大披峰和內(nèi)應(yīng)力。使其脫模困難,甚至對(duì)模具造成傷害,因?yàn)楸号c射壓的壓力是不一樣的。
保壓轉(zhuǎn)切位置的計(jì)算方法:
轉(zhuǎn)壓正確的位置=料量-[(料量-終點(diǎn)位置)×98%] 。
比如:95-[(95-8)×98%]=9.74mm。
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背壓最佳調(diào)校程度和方法
熔膠背壓的工作原理
依據(jù)電腦所設(shè)定的速度、壓力,來對(duì)熔膠馬達(dá)進(jìn)行充油,使溶膠馬達(dá)開始旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)的過程中,螺桿把熔筒中已溶解好的物料送到螺桿的頭部,使之螺桿頭部物料得到了壓力,而克服螺桿后退系統(tǒng)的阻力之后,螺桿才能后退,在此系統(tǒng)的阻力之外,還有注射油缸的回油阻力,那就是背壓。我們通常在調(diào)節(jié)背壓的大小,也就是調(diào)整回油壓力的大小。背壓螺絲松的越多,回油壓力越低,背壓也就越低。正確的調(diào)校方法是以射咀的膠不快速溢出為準(zhǔn)則。
背壓的控制
螺桿背壓對(duì)熔體溫度的影響效果,與聚合物的性質(zhì)有密切關(guān)系,當(dāng)螺桿預(yù)塑時(shí),在物料壓力的作用下會(huì)后退,使注射腔的回油經(jīng)過背壓閥流回油箱,這樣以背壓閥在螺桿位置的泄油壓力,來建立螺桿頭部的熔體壓力,經(jīng)過調(diào)節(jié)作用,影響熔體的剪切力,使其混煉效果及密實(shí)性得到控制,提高背壓作用,有助螺桿槽中物料壓實(shí),趕走物料中的氣體。
總之,背壓增加使回料系統(tǒng)阻力加大,如螺桿后退速度減慢會(huì)延長(zhǎng)物料在螺桿中的熱歷程,改變塑化作用,所以背壓對(duì)成型整個(gè)過程負(fù)著很重要的作用。
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成型工藝
完整的成型工藝過程,按其先后順序應(yīng)包括:成型前的準(zhǔn)備、注射過程、塑件的后處理等。
1.成型前的準(zhǔn)備包括:原料外觀的檢驗(yàn)和工藝性能的測(cè)定。原料應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)熱和干燥;更換原料前要先清洗料筒;帶有嵌件的產(chǎn)品嵌件要先預(yù)熱;脫模困難的要選用脫模劑;由于注射原料的種類,形態(tài),塑件的結(jié)構(gòu),有無嵌件以及使用要求的不同,各種塑件成型前的準(zhǔn)備工作也不完全一樣的。
2.注射過程:注射過程一般包括加料,塑化,注射,冷卻和脫模幾個(gè)步驟。
(1)加料:由于注射成型是一個(gè)間歇的過程,因而需定量加料,以保證操作穩(wěn)定,塑料塑化均勻,最終獲得良好的塑件。
(2)塑化:加入的塑料在料筒中進(jìn)行加熱,由固體顆粒轉(zhuǎn)成粘流態(tài)并且具有良好的可塑性的過程稱為塑化。決定塑料塑化質(zhì)量的主要因素是物料的受熱情況和所受到的剪切作用。通過料筒對(duì)物料的加熱,使聚合物分子松弛。出現(xiàn)由固體向液體的轉(zhuǎn)變。這些要求與塑料的特性、工藝條件的控制及注射機(jī)塑化裝置的結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。
3.注射:注射的過程可分為充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模等幾個(gè)階段。
(1)充模:塑化好的熔體被柱塞或螺桿推擠至料筒前端,經(jīng)過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并添滿型腔,這一階段稱為充模。
(2)保壓:在模具熔體冷卻收縮時(shí),繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞或螺桿迫使?jié)部诟浇娜哿喜粩喑淙肽>咧?,使型腔中的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件,這個(gè)階段稱為保壓。
(3)倒流:保壓結(jié)束后,型腔中壓力解除,這時(shí)型腔中的熔料壓力將比澆口前方的高,如果澆口尚未凍結(jié),就會(huì)發(fā)生倒流現(xiàn)象,使塑件產(chǎn)生收縮、變形及質(zhì)地疏松等缺陷。
(4)澆口凍結(jié)后的冷卻:當(dāng)澆注系統(tǒng)的塑料已凍結(jié)后,卸除料筒內(nèi)塑料的壓力,并加入新料,同時(shí)進(jìn)入冷卻水、油或空氣等冷卻介質(zhì),對(duì)模具進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻,這一階段稱為澆口凍結(jié)后的冷卻。
(5)脫模:塑件冷卻到一定的溫度即可開模,在推動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下將塑料制件推出模外。
4.塑件后的處理:注射成型的塑件經(jīng)脫?;驒C(jī)械加工之后,常需要方法是退火和調(diào)濕處理。
(1)退火處理:是將注射塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間,然后緩慢冷卻的過程。
(2)調(diào)濕處理:調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中,以隔絕空氣,防止對(duì)塑件的氧化,加快吸濕平衡的一種后處理方法,其目的是使塑件的顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定。
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