塑胶模具设计中注塑成型的重要工艺条件

大木木

注塑成型是一门工程技术，它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。注塑成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间。

　　一、温度控制

　　1、料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度，同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平 均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的，因而选择料筒温度也不相同。

　　2、喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的，这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵*，或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能

　　3、模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。

　　二、压力控制： 注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量。

　　1、塑化压力：（背压）采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中，塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变，则增加塑化压力时即会提高熔体的温度，但会减小塑化的速度。此外，增加塑化压力常能使熔体的温度均匀，色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般操作中，塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好，其具体数值是随所用的塑料的品种而异的，但通常很少超过20公斤/平方厘米。

　　2、注射压力：在当前生产中，几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力（由油路压力换算来的）为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。

　　三、成型周期

　　完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：

　　成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。

　　注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5~10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。

　　一般的注塑机可以根据以下的程序作调校：

　　根据原料供应商的资料所提供的温度范围，将料筒温度调至该范围的中间，并调整模温。

　　估计所需的射胶量，将注塑机调至估计的最大射胶量的三分之二。调校倒索(抽胶)行程。估计及调校二级注塑时间，将二级注塑压力调至零。

　　初步调校一级注塑压力至注塑机极限的一半(50%) ；将注塑速度调至最高。 估计及调校所需要的冷却时间。 将背压调至3.5bar。 清除料筒内已降解了的树脂。 采用半自动注塑模式；开始注塑程序，观察螺杆的动作。

　　就需要而适当调节射胶速度和压力，若要使充模时间缩短，可以增加注塑压力。如前所述，由于十足充模之前会有一个过程，充模最终压力可以调至一级注塑压力的100%。压力最终都要调得够高，使可以达到的最大速度不受设定压力限制。若有溢料，可以把速度减低。