第12章注射模新技术的应用

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1、第12章 注射成型新技术的应用,塑料成型工艺与模具设计电子教案,精密注射成型与模具设计,热固性塑料注射成型,气体辅助注射成型,12.1,12.2,12.3,第12章 注射成型新技术的应用,低发泡注射成型,12.4,共注射成型,12.5,排气注射成型,反应注射成型,12.6,12.7,12.1.1 热固性塑料注射成型工艺要点 （1）注射压力和注射速度 一般注射压力高达100170 MPa，注射速度为34.5 m/s； （2）保压压力和保压时间 保压压力低于注射压力，保压时间通常为520 s （3）螺杆的背压与转速 背压一般取3.45.2 MPa，转速为3070 r/min （4）成型周期 对于国

2、产的热固性注射物料而言，成型周期约需45120 s （5）排气 型腔必须要有良好的排气结构，否则会在塑件表面留下气泡和留 痕。,12.1 热固性塑料注射成型,12.1.2 热固性塑料注射模设计简介,12.1 热固性塑料注射成型,12.1.2 热固性塑料注射模简介 （1）浇注系统设计 主流道锥角为24； 分流道一般采用圆形或梯形截面的分流道；浇口类型及位置选择原则和热塑性注射模基本相同，点浇口的尺寸不宜太小，一般不小于1.2 mm，侧浇口的深度在0.8 3 mm。 （2）推出机构 制造时应提高模具合模精度，避免采用推件板推出机构，同 时尽量少用镶拼零件。 （3）型腔位置排布 型腔位置排布时，在分

3、型面上的投影面积的中心应尽量与注射机的合模力中心重合。 多型腔布置时应尽量缩短上下型腔之间的距离。 （4）模具材料 模具材料需采用耐磨性较好的材料制造，同时需较低的表面粗糙度，成型部分最好镀铬，以防止腐蚀。,12.1 热固性塑料注射成型,气体辅助注射成型，能够较好地解决壁厚不均匀的塑件以及中空壳体的注射成型问题。 12.2.1 气体辅助注射成型的原理,12.2 气体辅助注射成型,12.2.2 气体辅助注射成型的分类及工艺过程,12.2 气体辅助注射成型,气体辅助注射成型可分为标准成型法、熔体回流法和活动型芯法三种。 1. 标准成型法 （1）气体从注射机喷嘴注入的标准成型法,12.2.2 气体辅

4、助注射成型的分类及工艺过程 1. 标准成型法 （2）气体从模具型腔内注入的标准成型法,12.2 气体辅助注射成型,12.2.2 气体辅助注射成型的分类及工艺过程 2. 熔体回流成型法,12.2 气体辅助注射成型,12.2.2 气体辅助注射成型的分类及工艺过程 3. 活动型芯退出法,12.2 气体辅助注射成型,12.2.3 气体辅助注射成型的特点 （1）能够成型壁厚不均匀的塑料制件及复杂的三维中空塑件。 （2）气体从浇口至流动末端形成连续的气流通道，无压力损失，能够实现低压注射成型，由此能获得低残余应力的塑件，塑件翘曲变形小，尺寸稳定。 （3）采用气体辅助注射成型有助于成型薄壁塑件，减轻了塑件的

5、重量。 （4）提高模具的工作寿命；由于注射成型压力较低，可在锁模力较小的注射机上成型尺寸较大的塑件。 （5）缩短塑料制件的生产周期，节约生产时间。 缺点： （1）需要增设供气装置和充气喷嘴，提高了设备的成本。 （2）采用气体辅助注射成型技术时对注射机的精度和控制系统有一定的要求。 （3）在塑件注入气体与未注气体的表面会产生不同的光泽。,12.2 气体辅助注射成型,12.2.4 气体辅助注射的周期 气体辅助注射的周期可以分为塑料注射期、充气期、气体保压期和脱模期四个阶段。 （1）塑料注射期：注射机以一定量塑化好的塑料熔体注射入模具的型腔。 （2）充气期：可以在注射中期或者后期的不同时间注入气体，

6、气体注射的压力必须大于注射压力，以达到产品成中空状态。 （3）气体保压期：当成品内部被气体充填后，气体作用于成品中空部分的压力就是保压压力，保压压力可以大大减少成品的收缩率和变形率。 （4）脱模期：随着冷却周期的完成，模具内气体的压力降低至大气压力，塑料成品就可以从模具型腔内推出。,12.2 气体辅助注射成型,12.2.5 气体辅助注射系统,12.2 气体辅助注射成型,12.2.6 气体辅助注射成型应用实例,12.2 气体辅助注射成型,精密注射成型是成型尺寸和形状精度很高、表面粗糙度很低的塑 件时采用的注射成型工艺方法。 在精密注射成型中，究竟如何规定塑件的精度，是一个非常重要 而且也是一个比

7、较复杂的问题。 1. 从模具加工精度方面考虑 确定精密注射塑件的精度时，一般不要使模具的公差等级因塑件 精度过高而超过IT5IT6级。 2. 从模具结构和品种两方面考虑 如果综合考虑模具结构和塑料品种两方面的因素确定精密注射塑 件的公差，可以参考德国标准DIN7710 Biatt2（1966）或表11.2 3. 从塑件的工艺特性方面考虑 适合精密注射的塑料品种主要有聚碳酸酯、聚酰胺及其增强型、 聚甲醛（包括碳纤维或玻璃纤维增强型）以及ABS和PBT。,12.3 精密注射成型与模具设计,12.3.1 精密注射成型的工艺特点 1. 注射压力高 普通注射所用的注射压力一般为40200 MPa，而对于

8、精密注射则 要提高到180250 MPa。其原因为： （1）提高注射压力可以增大塑料熔体的体积压缩量，使其密度 增大，线膨胀系数小，降低塑件的收缩率以及收缩率的波动数值。 （2）提高注射压力可以成行允许使用的流动距离比增大，因此 有助于改善塑件的成型性能并能成型超薄壁厚塑件。 （3）提高注射压力有助于充分发挥注射速度的功效。 2. 注射速度快 3. 温度控制必须精确,12.3 精密注射成型,12.3.2 精密注射成型工艺对注射机的要求 1. 注射功率大 2. 控制精度高 （1）注射机控制系统必须保证各种注射工艺参数具有良好的重 复精度。 （2）注射机对其合模系统的合模力大小必须能够精确控制。

9、（3）精密注射机必须具有很强的塑化能力。 （4）精密注射机控制系统还必须对液压回路中的工作油温进行 精确控制。 3. 液压系统的反应速度要快 4. 合模系统要有足够的刚性,12.3 精密注射成型,12.3.3 精密注射成型对注射模的设计要求 1. 模具应有较高的设计精度 注意： （1）零部件的设计精度和技术要求应与精密注射成型精度相适 应； （2）确保动、定模的对合精度 （3）模具结构应有足够的结构刚度 （4）模具中活动零部件的运动应当准确 2. 浇注系统与控温系统的设计要求 （1）浇注系统应尽量使料流保持平衡 （2）控温系统最好能对各个模腔的温度进行单独调节 3. 脱模推出机构的设计要求 （

10、1）精密注射塑件最好采用推件板脱模，这样做有利于防止塑件发生脱模变形。 （2）适当降低塑件包络部分的成型零件的粗糙度，对模具零件进行镜面抛光，并且抛光方向要与脱模方向一致。,12.3 精密注射成型,低发泡塑料是指发泡率在5倍以下、密度为0.21.0 g/cm3的塑料，有时也称为合成木材。 12.4.1 低发泡注射成型方法 低发泡注射成型方法主要有两种，即所谓低压法和高压法。 1. 低压法 低压法又称为不完全注入法，其模具型腔压力很低，常为2 7 MPa。 低压法的特点是将体积小于模腔容积的塑料熔体注射入模腔后，在 发泡剂的作用下使熔体膨胀后充满型腔成型为塑件。,12.4 低发泡注射成型,12.

11、4.1 低发泡注射成型方法 低发泡注射成型方法主要有两种，即所谓低压法和高压法。 2. 高压法 高压法又称为完全注入法，其模具压力比低压法要高，通常为715 MPa。 高压法的特点是用较高的注射压力将含有发泡剂的熔料注满容积小于塑件体积的闭合模腔，通过辅助开模动作，使模腔容积扩大到塑件所要求的形状和尺寸。,12.4 低发泡注射成型,12.4.2 低发泡注射成型的工艺参数 1. 温度 温度包括料温和模具温度。 一般情况下，聚烯烃低发泡注射成型模温可在3040C内选择，聚苯乙烯和ABS低发泡注射成型模温可在3065C内选择。,12.4 低发泡注射成型,2. 压力 注射压力对气泡的形成、大小、分布等

12、 均有影响。一般要求使用较大的注射速度以 防止塑料熔体在浇注系统中提前发泡。 3. 注射时间和冷却定型时间 低发泡注射成型中的注射时间概念与普 通注射成型中的注射时间概念相同，一般为 10 20 s，小的塑件最短甚至可取3 s。,12.4.3 低发泡注射成型模具设计简介 设计模具时，应注意以下几方面的问题。 （1）设计灵活可靠的辅助开模机构,12.4 低发泡注射成型,12.4.3 低发泡注射成型模具设计简介 （2）低发泡注射成型模一般采用单模腔结构 在低发泡注射成型中，如果采用多模腔结构，流道较长，会使 各个模腔之间的发泡率不均匀，因此，低发泡注射成型一般采用单模 腔结构。 （3）浇注系统与排

13、气槽设计 发泡塑料的冷却速度较慢，当主流道较长，熔体热量容易在主流 道的浇口套中积累时，在浇口套外壁可开设冷却水道。 分流道的尺寸要比普通塑料注射成型时要大一些和短一些。,12.4 低发泡注射成型,12.4.3 低发泡注射成型模具设计简介 低发泡注射成型时因发泡剂分解会产生大量气体，所以必须开设排 气槽，使型腔中气体能顺利排出。分型面上料流末端及料流汇合之处 的排气槽深度取0.10.2 mm，在型腔深处排气塞上的排气槽狭缝宽度 可取0.150.25 mm。 （4）推出机构设计 由于低发泡注射成型塑件表面虽坚韧，但内部则是泡孔状的弹性 体，所以推杆的推出面积过小容易把塑件损坏，因此，在设计推杆

14、时，其直径应比普通注射成型的推杆大20%30%。对于大型塑件，也可采用压缩空气推出。 （5）模具材料 低发泡注射成型是在注射压力不大的情况下进行的，因此模具不 需要很高的力学强度，其成型零部件可以用铝合金、锌合金等材料制 造。,12.4 低发泡注射成型,使用两个或两个以上注射系统的注射机，将不同品种或者不同色 泽的塑料同时或先后注射入模具型腔内的成型方法，称为共注射成型。 使用两个品种的塑料或者一个品种两种颜色的塑料进行共注射成 型时，有两种典型的工艺方法，一种是双色注射成型，另一种是双层 注射成型。 12.5.1 双色注射成型,12.5 共注射成型,12.5.1 双色注射成型,12.5 共注

15、射成型,12.5.2 双层注射成型,12.5 共注射成型,12.6.1 排气注射成型原理 12.6.2 排气注射成型工艺,12.6 排气注射成型,12.7.1 反应注射成型原理及其应用 反应注射成型是一种利用化学反应来成型塑料制件的新型工艺方法. 它的原理是将两种能够发生化学反应的液态塑料组分混合以后注入模具，然后两种组分在模腔内通过化学反应固化成型为有一定形状和尺寸的塑料制件。 12.7.2 反应注射成型设备,12.7 反应注射成型,根据反应注射的工作原理，其设备需要有下面几部分组成： （） 贮存容器 （） 计量泵 （） 混合器液压系统 （） 混合器,12.7 反应注射成型,（） 混合器,12.7.3 反应注射成型模具 良好的模具结构应能满足下列要求： （） 模具结构必须满足注射速度要求。 （） 模具内的浇注系统应能保证液态组分处于层流状态。 （） 模具应当具有良好的排气结构。 （） 设置分型面时，应注意利用其间隙排气。 （） 温度控制系统应能保证模温满足工艺要求。 （） 模具型腔的表面粗糙度要合理，既要满足塑件表面质量，又要保证塑件容易脱模。,12.7 反应注射成型,Thank You!,