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1、第六章 注射成型 Injection Molding,第六章 注射成型 Injection Molding,本章重点： 1.工艺过程及控制因素 2.工艺条件分析讨论,注塑成型也叫注射成型, 或注射模塑。注塑件从1克到几十千克不等。成型周期从几秒到几分钟。是一种极重要的成型方法。 1868 John Wesley Hyatt became the first to inject hot celluloid into a mold, producing billiard balls. He and his brother Isaiah patented an injection molding m
2、achine that used a plunger in 1872, and the process remained more or less the same until 1946, when James Hendry built the first screw injection molding machine, revolutionizing the plastics industry. Roughly 95% of all molding machines now use screws to efficiently heat, mix, and inject plastic int
3、o molds.,6.1 概述 Introduction,Concept is simple:Melt plastic, flow into mold and take part shape, cool, demold Injection molding makes parts in discrete (discontinuous) process More injection molding machines used for plastic processing than any other equipment 注射成型过程： 在柱塞或螺杆加压下加热熔融（塑化） 流动 流入模腔 冷却 （固
4、化） 制品 是热量、压力、时间三个条件和模塑材料、注塑机、注射模三个要素的有机结合。,6.1 概述 Introduction,1. Very complex parts can be made。能一次成型外形复杂、尺寸精确可带有各种金属嵌件的塑料制品,制品的大小由钟表齿轮到汽车保险杠； 2. Almost all thermoplastic and some thermosets materials can be injection molded。是可加工的塑料种类繁多,除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等极少数品种外,几乎所有的热塑性塑料(通用塑料、纤维增强塑料、工程塑料)、热固性塑料和弹性体都
5、能用这种方法方便地成型制品;3. Process is automated and highly repeatable parts。是成型过程自动化程度高,其成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注射机自动完成。,6.1.1 注射成型的特点,6.1.2 注射成型的原理,6.1.2 注射成型的原理,示意图1（zsjgzgc1.swf）,6.1.2 注射成型的原理,The Milacron Injection Molding Laboratory,注塑成型的原理：粒状或粉状塑料通过螺杆的旋转和外部的加热作用，使它受热熔化至流动状态，然后在螺杆的连续高压下，熔融塑料被压缩并向
6、前移动，通过喷嘴射出，注入一个温度较低的闭合模具中，充满模具的塑料经冷却硬化，即可保持模具型腔所赋予的形状，开启模具，即完成一个注射周期Molding Cycle。许多细部，诸如凸起部、肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。,6.1.2 注射成型的原理,6.1.3 注塑成型的基本过程,1. 塑化Plastication加热塑料，使其达到熔化状态，并具有良好的塑性。要求：1）提供足够的注射量；2）温度均匀；3)不产生降解 2. 注射Injection对熔融物料施加高压，使熔体充满模具型腔。 3. 模塑（冷却定型）molding,cooling,solidification熔体在模具内冷却
7、硬化,6.2 注塑成型设备Injection Molding Machinery,注塑成型设备由注射机和塑模两部分组成 6.2.1 注塑机 Injection molding machines注射机分为柱塞式和螺杆式注射机。都是由注射系统Injection unit、锁模系统Clamping unit和液压传动和电气控制系统Hydraulic/Control三大部分组成。 。,注塑机的形式很多： 1. 按外形特征分：立式、卧式、直角式等各种，其中立式和直角式国内多用于小型注塑机（一次注射量30 cm3以下）；卧式用于大、中型注塑机。图示 2. 传统的分类：柱塞式plunger:（料筒内有分流梭
8、，物料在其中间塑化）预塑化式：（柱塞式，螺杆式1948）往复螺杆式reciprocating screw:1959年第一台问世 目前主要为螺杆式注塑机，其中柱塞式注塑机已很少使用。,6.2.1.1 注塑机的主要类型,3. 按料筒个数分：螺杆式注塑机可以有多套注塑系统，以用于多色塑料制品共注射成型(Co-Injection molding)或多组分注塑成型(Multi-shot injection molding)。,6.2.1.1 注塑机的主要类型,4. 按驱动形式分分：螺杆式注塑机可以有电动式、液压式和混合式。 Machines are classified primarily by the
9、 type of driving systems they use: hydraulic, electric, or hybrid. Hydraulic presses have historically been the only option available to molders until introduced the first all-electric injection molding machine in 1983. Electric presses have been shown to be quieter, faster, and have a higher accura
10、cy, however the machines are more expensive. Hybrid injection molding machines take advantage of the best features of both hydraulic and electric systems. Hydraulic machines are the predominant type in most of the world, with the exception of Japan.,6.2.1.1 注塑机的主要类型,5. 按机器功能分： Machine function Injec
11、tion molding machines can be generally classified into three categories, based on machine function: General-purpose machines 通用注射机 Precision, tight-tolerance machines 精密注射机 High-speed, thin-wall machines 高速注射机,6.2.1.1 注塑机的主要类型,Clamping tonnage and shot size are commonly used to quickly identify the
12、size of the injection molding machine for thermoplastics. Other parameters include injection rate, injection pressure, screw design, mold thickness, and the distance between tie bars. 1 注射量 shot size, Barrel capacity注射机的容积，称作公称注射量。公称注射量是指注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大物料体积。注射量的表示方法有两种:,6.2.1.2注塑机的规格,一
13、种是以PS为标准，用注射出熔融物料的重量单位(克)表示，如60克，即注射PS的注射量是60克，因为PS的相对密度近于1,注射PVC就是601.4 =84克。另一种是用注射出熔融物料的容积（立方厘米）表示，该法与相对密度无关，较方便，现国产注射机多用容积的大小表示注射机的容量。 注射机中应用最多的是60至1000立方厘米的中小型注射机，约占注射机的70%。,6.2.1.2注塑机的规格,如 X S Z Y 500成 塑 注 螺 注 射 500立方厘米型 料 射 杆 量,X S Z S 22 成 塑 注 柱 注 射 22立方厘米 型 料 射 塞 量,2 锁模力（吨） Clamping tonnage
14、 施加于模具上的最大加紧力，直接反应成型制品面积的大小3 锁模力与注射量表示法分数表示： 注射量锁模力,6.2.1.2注塑机的规格,6.2.1.2注塑机的规格,Pressure Required: Total force = projected area times injection pressure (A X P) Rule of thumb: 4 to 5 tons/in2 can be used for most plastics. Example Part is 10 in by 10 in by 10 in Projected area = Surface area = 10 in
15、 x 10 in = 100 in2 Injection Pressure = 15,000 psi for PC Tonnage required to keep mold closed is 100 in2 x 15,000 psi= 1,500,000 lbs = 750 tons (note : 2000 lbs = 1 ton),1注射系统Injection system ： 它的作用主要（1)加热塑化；（2)加压注射；（3)保压补缩。首先使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定量的熔融塑料注射到膜腔内。因此，注射装置应具有塑化良好、计量准确的性能，并且能在注射时多熔料
16、提供足够的压力和速度。注射装置一般由塑化部件（机筒、螺杆、喷嘴等）、料斗、计量装置、螺杆传动装置、注射和移动油缸等组成。The injection system consists of a hopper, a reciprocating screw and barrel assembly, and an injection nozzle, as shown in Fig. 5. This system confines and transports the plastic as it progresses Figure 5 through the feeding, compressing, degassing, melting, injection, and packing stages.,
