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1、第五章 塑料容器注射成型,包装容器制造概论,4学时1学时,教学重点： 1、注射成型原理 2、注射成型工艺及工艺参数 3、注射机分类及组成 4、注射成型模具结构组成,第一节 注射成型原理及其工艺特性,一、注射成型原理、特点及应用 二、注射成型工艺 三、注射成型工艺参数,第二节 注射成型设备,一、注射机 二、注射模具,第一节 注射成型原理及其工艺特性,一、注射成型原理、特点及应用 1、注射成型原理 2、注射成型的特点及应用,第一节 注射成型原理及其工艺特性,二、注射成型工艺 1、成型前的准备 2、注射过程 3、塑件的后处理,塑料注射工艺流程,第一节 注射成型原理及其工艺特性,三、注射成型工艺参数
2、1、温度 2、压力 3、时间,第二节 注射成型设备,一、注射机 1、分类 2、组成 3、国产注射机的主要技术规格,第二节 注射成型设备,二、注射模具 1、注射模具的分类及结构组成 2、注射模具的典型结构,一、注射成型原理、特点及应用,1、注射成型原理 将颗粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞或螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。,一、注射成型原理、特点及应用,2、注射成型的特点及应用 （1）注
3、射成型特点 成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件； 对成型各种塑料的适应性强； 生产效率高，易于实现全自动化生产。 注射成型的设备价格及模具制造费用较高、不适合单件及批量较小的塑料件的生产。,一、注射成型原理、特点及应用,2、注射成型的特点及应用 （2）应用 可以成型几乎所有的热塑性塑料； 可以成型一些热固性塑料； 成型一些低发泡塑料； 双色或多色成型； 是获得中空塑料制品型坯的重要工艺方法。,二、注射成型工艺,1、成型前的准备 （1）原料外观（如色泽、颗粒大小及均匀性等）的检验和工艺性能（熔融指数、流动性、热性能及收缩率）的测定； （2）原料的染色及对粉料
4、的造粒； （3）对易吸湿的原料进行预热和干燥； （4）料筒清洗（当改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时 ）。,二、注射成型工艺,1、成型前的准备 （5）嵌件预热（带有嵌件塑料制件）。 （6）脱模剂选用（脱模困难的塑料制件）。,二、注射成型工艺,2、注射过程 （1）加料 （2）塑化 （3）注射,二、注射成型工艺,2、注射过程 （1）加料（定量加料） 加料过多：受热的时间过长等容易引起物料的热降解，同时注射机功率损耗增多； 加料过少：料筒内缺少传压介质，型腔中塑料熔体压力降低，难于补塑（即补压），容易引起塑件出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。,二、注射成型工艺,2、注射过程 （2）塑化
5、塑化概念 塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转换成粘流态并且具有良好的可塑性的过程称为塑化。 决定塑料塑化质量的主要因素 温度塑化的必要条件 剪切作用塑化的充分条件,二、注射成型工艺,2、注射过程 （2）塑化 塑化要求 a、达到规定的成型温度； b、使塑化料各处的温度尽量均匀一致； c、使热分解物的含量达到最小值； d、提供足够的熔融塑料以保证生产连续顺利地进行。,二、注射成型工艺,2、注射过程 （3）注射 充模 保压 倒流 冷却 脱模,塑件,二、注射成型工艺,3、塑件的后处理 注射成型的塑件经脱模或机械加工之后，常需要进行适当的后处理以消除存在的内应力，改善塑件的性能和提高尺寸稳定性。 （1）
6、退火处理 （2）调湿处理,退火处理是将注射塑件在定温的加热液体介质（加热水、热的矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等）或热空气循环烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。,调湿处理是将刚脱模的塑件放在热水中，以隔绝空气，防止对塑料制件的氧化，加快吸湿平衡速度的一种后处理方法。,三、注射成型工艺参数,1、温度 （1）料筒温度 （2）喷嘴温度 （3）模具温度,三、注射成型工艺参数,1、温度 （1）料筒温度 温度范围：TfTd 料筒温度与原料的关系 相对分子量高、分布窄料筒温度高 相对分子量低、分布宽料筒温度低 玻璃纤维多（流动性低）料筒温度高 玻璃纤维少（流动性高）料筒温度低,过高塑件热降解 过低难于
7、将塑料塑化,三、注射成型工艺参数,1、温度 （1）料筒温度 料筒温度与注射机的关系 柱塞式注射机料筒温度高 螺杆式注射机料筒温度低 料筒温度与塑件的关系 薄壁塑件料筒温度高 厚壁塑件料筒温度低,三、注射成型工艺参数,1、温度 （1）料筒温度 料筒温度与模具的关系 形状复杂及带有嵌件的模具料筒温度高 形状简单及不带嵌件的模具料筒温度低 料筒温度分布,后端,前端,三、注射成型工艺参数,1、温度 （2）喷嘴温度 一般喷嘴温度略低于料筒的最高温度（摩擦热补偿） 过高产生“流延现象”（直通式喷嘴） 过低熔料早凝而将喷嘴堵死，或者将早凝料注入模腔影响塑件质量。,三、注射成型工艺参数,1、温度 （3）模具温
8、度 提供模温的方法 定温的冷却介质（水、矿物油等） 模具充入熔体后自然升温和自然散热 定温加热介质（加热棒、加热圈等）,不论采用什么方法，对于熔体来说都是冷却，模具温度低于Tg。,三、注射成型工艺参数,1、温度 （3）模具温度 无定型塑料 粘度较低模具温度低（PS、醋酸纤维素） 粘度较高模具温度高（聚碳酸酯）,三、注射成型工艺参数,1、温度 （3）模具温度 结晶型塑料,模具温度高,冷却速率小，结晶速率大，分子取向作用小。,延长成型周期，塑件发脆，仅使用于结晶速率很小的塑料。,模具温度低,冷却速率大，结晶时间短，分子取向作用大。,缩短成型周期，塑件各向异性明显，应力大。,三、注射成型工艺参数,2
9、、压力 （1）塑化压力（背压） （2）注射压力（表压） （3）压实压力,三、注射成型工艺参数,2、压力 （1）塑化压力（背压） 塑化压力又称背压，是指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力。,增大塑化压力,有利：提高熔体的温度，并使熔体的温度均匀、色料的混合均匀并排出熔体中的气体。,不利：降低塑化速率、延长成型周期，甚至可能导致塑料的降解。,一般情况下，在保证塑件质量的前提下，尽量降低塑化压力，一般不超过6MPa。,三、注射成型工艺参数,2、压力 （2）注射压力（表压） 注射压力：是指在熔体注入模腔时，柱塞或螺杆头部对塑料熔体所施加的压力。 注射压力与注射机 柱塞式注射机
10、注射压力大 螺杆式注射机注射压力小,原因在于柱塞式比螺杆式的压力损耗大。,三、注射成型工艺参数,2、压力 （2）注射压力（表压） 注射压力与摩擦系数和熔融粘度的关系 摩擦系数和熔融粘度越大注射压力越高 摩擦系数和熔融粘度越小注射压力越低 注射压力与塑件壁厚的关系,厚壁塑件,注射速度低,注射压力低,薄壁塑件,注射速度快,注射压力高,三、注射成型工艺参数,2、压力 （3）压实压力型腔充满后的注射压力,压实压力注射压力,有利：塑件收缩率减小，尺寸稳定性高。,不利：脱模残余应力大，成型周期长（无定型），成型周期缩短（结晶型）。,因为压力增大提高熔点，脱模可提前。,一般压实压力注射时所用的注射压力。,三
11、、注射成型工艺参数,3、时间,柱塞或螺杆前进时间,柱塞或螺杆停留在前进位置的时间,柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中,指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和合模时间,三、注射成型工艺参数,3、时间 充模时间：与充模速率成反比，一般为35s。 保压时间：与塑件紧密度和尺寸精度相关，一般为2025s，特厚塑件可达510min。 冷却时间短：收缩率大，内应力大，变形大。 冷却时间长：延长生产周期，降低生产效率。,一、注射机,1、分类 （1）按塑料塑化和注射方式分 螺杆式 柱塞式 （2）按注射机外形特征分 立式注射机、卧式注射机、直角式注射机、转盘式注射机 详见表1,一、注射机,2、组成 （1）注射系
12、统 （2）合模系统 由定模板、动模板、合模机构、顶出机构、调模装置、拉杆和安全保护装置等组成。 （3）液压传动系统 （4）电器控制系统,塑化部件,计量装置,传动装置,螺杆、料筒、喷嘴及加热器等,主要作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地锁紧，以及顶出制品等。,提供动力,实现控制,一、注射机,3、国产注射机的主要技术规格,图,图,图,立式注射机,卧式注射机,锁模机构,加料斗,注射机构,控制面板,料筒,转盘式注射机,二、注射模具,1、注射模具的分类及结构组成 （1）注射模具分类 按材料分： 热塑性塑料注射模具 热固性塑料注射模具 按注射机的使用类型分： 卧式、立式、角式、转盘式,二、注射
13、模具,1、注射模具的分类及结构组成 （1）注射模具分类 按结构特征分：,单分型面注射模具,双分型面注射模具,斜导柱侧向分型与抽芯注射模具,带有活动嵌件的注射模具,定模带有推出装置的注射模具,自动卸螺纹注射模具,二、注射模具,1、注射模具的分类及结构组成 （2）注射模具的结构组成 成型零部件 凸模、凹模、成型杆、嵌件等。 合模导向机构 导柱、导套。 浇注系统 主流道、分流道、浇口、冷料穴。,动 模,定 模,二、注射模具,1、注射模具的分类及结构组成 （2）注射模具的结构组成 侧向分型与抽芯机构 推出机构 推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆等。 加热和冷却系统 冷却系统在模具上开设冷却水道。 加
14、热系统在模具内部或四周安装加热元件。,推杆推出机构 推管推出机构 推件板推出机构,二、注射模具,1、注射模具的分类及结构组成 （2）注射模具的结构组成 排气系统 目的：为了将型腔中的空气及注射过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外。 a、在分型面上有目的的开设排气沟槽。 b、模具推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙。 支撑零部件,二、注射模具,2、注射模具的典型结构 （1）单分型面注射模（两板式注射模） 工作原理,合模,锁紧,充模,保压,冷却,开模,脱模,塑件,二、注射模具,2、注射模具的典型结构 （2）双分型面注射模（三板式注射模）,二、注射模具,2、注射模具的典型结构 （3）斜导柱侧向分型与抽芯注射模,思考题： 1、简述塑料容器注射成型原理。 2、什么是“塑化”？塑化时有那些要求？ 3、简述塑料制品注射成型工艺及注射机的组成。 4、注射模结构组成及各部分的作用如何？ 5、试比较模具温度高低对结晶型塑料制品的影响，分析原因。,6、解释注射机的“背压”和“表压”，比较其大小。 7、塑件成型周期包括那些时间？ 8、注射机按外形特征可以分为哪几种？各种类注射机的特点是什么？,
