塑料模塑成型技术(第三章第一节)

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1、第三章塑料的模塑工艺第一节注射模塑工艺一、注射模塑原理注射模塑又称为注射成型，是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。除少数热塑性塑料外、几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。注射模塑不仅用于热塑性塑料的成型，而且已经成功地应用于热固性塑料的成型。注射模塑是通过注射机来实现的。目前，注射机的类型很多，并且为了适应塑料制品的不断更新，注射机的结构不断得到改进和发展。但无论哪一种注射机，其基本作用均有两个：①加热熔融塑料．使其达到粘流状态；⑦对粘流的塑料施加高压，使其射入模具型腔。以下分别

2、叙述两类注射机的注射模塑工作原理。1．柱塞式注射机的注射模塑柱塞式注射机的注射模塑工作原理如图3—l所示。首先由注射机合模机构带动模具的活动部分(动模)与固定部分(定模)闭合(图3—1b)，然后注射机的栓塞将料斗中落入料筒的粒料或粉料推进到加热料筒中，同时，料筒中已经熔融成粘流状态的塑料，由于柱塞的高压高速推动．通过料筒端部喷嘴和模具的浇注系统而射入已经闭合的型腔中。充满型腔的熔体在受压情况下，经冷却固化而保持型腔所赋予的形状。最后．柱塞复位，料斗中的料又落入料筒，合模机构带动动模部分打开模具，并

3、由推件板将塑料制品推出模具(图3—lc)，即完成一个模塑周期。以后周而复始不断重复上述动作，继续进行注射成型。柱塞式注射机结构简单，但注射成型中存在如下问题：(1)塑化不均匀所谓塑化是指塑料在料筒内借助加热和机械功使其软化成具有良好可塑性的均匀熔体的过程。塑料在柱塞式注射机料筒中的移动只靠柱塞的推动，而几乎没有混合作用，因此塑料与料筒和分流梭接触的外层温度较高，由于塑料导热性差，所以外层塑料熔融时，内层尚未熔融，待到塑料内层熔融时，其外层可能因长时间高温受热而降解，这点对热敏性塑料更为突出。塑化不

4、均匀，塑料制品内应力较大。(2)注射压力损失大柱塞式注射机名义注射压力虽然很高，但由于在注射时，柱塞相当部分的压力消耗于压实固体塑料和克服塑料与料筒内壁之间的摩擦阻力，所以传到型腔内的有效压力仅为原来的30％～50％。(3)注射量的提高受到限制因为注射机的一次最大注射量决定于料筒的塑化能力以及柱塞的直径和行程，而塑化能力又与塑料受热面积有关，要提高塑化能力，主要依靠加大料筒直径和长度，这样将使塑化更不均匀，塑料产生降解的可能性更大，故塑化能力提高受到限制。另外，柱塞式注射成型时，塑料流动状态也不理

5、想，清理料筒也较困难。因此，柱塞式注射机的注射量不大，一般只在60g以下。2．螺杆式注射机的注射模塑图3—1柱塞式注射机注射模塑原理图1一型芯2一推件板3一塑料件4一凹模5一喷嘴6—分流梭7一加热器8—料筒9一料斗10—柱塞为了克服柱塞式注射机注射成型存在的缺点，通常采用螺杆式注射机注射成形。目前移动螺杆式注射机在注射机中的比例占压倒优势，其工作原理如图3—2所示。首先是动模与定模闭合，接着液压缸活塞带动螺杆按要求的压力和速度，将已经熔融并积存于料筒端部的塑料经喷嘴射入模具型腔中。此时螺杆不转动(

6、图3—2a)。当熔融塑料充满模具型腔后，螺杆对熔体仍保持一定压力(即保压)，以阻止塑料的倒流，并向型腔内补充因制品冷却收缩所需要的塑料(图3—2b)。经一定时间的保压后，活塞的压力消失，螺杆开始转动。此时由料斗落入料筒的塑料，随着螺杆的转动沿着螺杆向前输送。在塑料向料筒前端输送的过程中，塑料受加热器加热和螺杆剪切摩擦热的影响而逐渐升温直至熔融成图3—2螺杆式注射机注射模塑原理图1一料斗2一螺杆转动传动装置3一注射液压缸4—螺杆5一加热器6一喷嘴7—模具粘流状态，并建立起一定压力。当螺杆头部的熔体压

7、力达到能够克服注射液压缸活塞退回的阻力时，在螺杆转动的同时，逐步向后退回，料筒前端的熔体逐渐增多，当螺杆退到预定位置时，即停止转动和后退。以上过程称为预塑(图3—2c)。在预塑过程或再稍长一些时间内，已成型的塑料件在模具内冷却硬化。当塑料件完全冷却硬化后，模具打开，在推出机构作用下，塑料制品被推出模具(图3—2c)．即完全一个工作循环。移动螺杆式注射机工作循环可以用图3—3表示。与柱塞式注射模塑相比，螺杆式注射机注射成型可使塑料在料筒内得到良好的混合与塑化，改善了模塑工艺，提高了塑料制品质量。同时

8、还扩大了注射成型塑料品种的范围和最大注射量，对于热敏性塑料和流动性差的塑料以及大、中型塑料制品，一般可用移动螺杆式注射机注射成型。图3—3螺杆式注射机模塑工作循环从注射成型过程可以看出．注射模塑生产周期短．生产率高，可采用微机控制，容易实现自动化生产，塑料制品精度容易保证，适用的范围广。但设备昂贵，模具较复杂。二、注射模塑工艺过程注射模塑工艺过程的确定是注射工艺规程制定的中心环节，它包括成型前的准备、注射过程、制品的后处理。1．注射成型前的准备为了使注射成型顺利进行，保证塑料制品质