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1、2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,问题：,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,目的和要求：,1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择； 2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。,重点难点：,难点：工艺条件与各个因素之间的关系 重点：成型时间 成型温度 成型压力,2018年10月12日,又称注射成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。,2.1塑料注射模塑工艺,一、注射模塑原理,注射模塑,颗粒、粉状塑料,注射机料筒,加热熔融,充模,冷却固化,塑件,2018年10月12日,合模单元,注射单元,2.5塑料注射模塑工艺,2.1塑料
2、注射模塑工艺,二、注射成型设备,1.注射机的主要作用,顶件,开模与合模动作,注射结束，进行保压与补缩,在一定压力和速度下将塑料注入型腔,加热熔融塑料，达粘流态,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,2.注射机的分类,二、注射成型设备, 指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。,按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。,塑化,注射机按塑化方式分为：柱塞式注射机和螺杆式注射机。,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,二、注射成型设备,3.柱塞式注射机,2018年10月12日,很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。,最大注射量取决于料筒的塑化能力（与
3、塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。,塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。,2.1塑料注射模塑工艺,二、注射成型设备,3.柱塞式注射机,塑化不均：,最大注射量受限：,注射压力损失大：,柱塞式注射机存在的缺点：,2018年10月12日,从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。,2.1塑料注射模塑工艺,易产生层流现象且料筒难于清洗,二、注射成型设备,3.柱塞式注射机,注射速度不均：,4.螺杆式注射机,柱塞式注射机存在的缺点：,2018年10月12日,2.5塑料注射模塑工艺,2.1塑料注射模塑工艺,二、注射成型设备,4.螺杆式注射机,螺杆式注射机模塑工作循
4、环,螺杆式注射机的优点：,借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑化能力大。,2018年10月12日,2.5塑料注射模塑工艺,2.1塑料注射模塑工艺,二、注射成型设备,4.螺杆式注射机,螺杆式注射机的优点：,加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。,由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。,成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化,可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。,2018年10月12日,2.5塑料注射模塑工艺,螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。,2.1塑料注射模塑工艺,二、注射
5、成型设备,5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,三、注射成型工艺,注射过程,成型后处理,成型前准备,原料的检验、染色和干燥,模具清理,嵌件预热,料筒清理,退火,调湿,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,三、注射成型工艺,1.成型前准备,原料检验,原料染色,原料干燥,质量体积,流动性,水分及挥发物含量,收缩率,烘箱干燥,红外线干燥,热板干燥,高频干燥,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,三、注射成型工艺,2.注射过程,原料检验 预处理,合模,注射,装入料斗,保压,脱模,装入嵌件,清理料筒 清理模具 涂脱模剂,嵌件清理、预热,
6、预塑化,塑件后处理,冷却,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,三、注射成型工艺,3.注射成型后处理,放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。,将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100120)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。,退火：,调湿：,退火的温度：高于使用温度1020，低于相变温度1020。,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,四、注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,1.温度,四、注射成型工艺条件,料筒温度：,喷嘴温度：,模具温度：,
7、 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；, 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。,温度过高,温度太低,略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。,当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。,料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；,在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,2.压力,四、注射成型工艺条件,塑化压力：,又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。,注射压力：,柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MP
8、a，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。,注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。,2018年10月12日, 完成一次注射模塑过程所需的时间。,2.1塑料注射模塑工艺,3.成型时间,四、注射成型工艺条件,成型周期或总周期,成型周期,充模时间,注射时间,闭模冷却时间,其它时间,保压时间,2018年10月12日,2.1塑料注射模塑工艺,1.模塑前准备及过程（填写工艺流程图） 2.螺杆式及柱塞式注射机的不同特点？,思考与练习：,2018年10月12日,1.注射过程分为哪几个阶段？,问题：,2.注射成型工艺条件有哪些？,2018年10月12日,1
9、.了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择； 2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。,目的与要求：,重点与难点：,难点：工艺条件与各因素的关系 重点：成型压力 成型温度 压缩时间,2018年10月12日,一、压缩模塑原理,2.2 塑料压缩模塑工艺,压缩模塑,1.成型方法,又称为模压成型或压制。主要用于热固性塑料的成型，也可以用于热塑性塑料的成型。,粉粒状、纤维状的料,置于成型温度的型腔中,合模加压,成型固化,2018年10月12日,一、压缩模塑原理,2.2 塑料压缩模塑工艺,2.压缩模塑特点,塑料直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。,模具是在塑件最终成型时才完全闭合,压力通过凸模直接传给塑料,不易获得尺
10、寸精度尤其是高精度的塑件,不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。,有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物,2018年10月12日,生产周期长、效率低。,一、压缩模塑原理,2.2 塑料压缩模塑工艺,2.压缩模塑特点,操作简单，模具结构简单。,一模多腔,塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。,可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件,没有浇注系统，料耗少,2018年10月12日,二、模压设备,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压设备作用,2.模压设备的种类,按传动方式分,机械式压机：螺旋式压力机,液压机：水压机和油压机,提供所需的压力,开模 顶件,合模,某些情况下也传递压缩过程中所需的热量
11、,2018年10月12日,2.2 塑料压缩模塑工艺,液压机按机身结构分,框架式 用于中小型压机,立柱式 用于大中型压机,2.模压设备的种类,二、模压设备,2018年10月12日,2.模压设备的种类,2.2 塑料压缩模塑工艺,液压机按加压形式分,上压式：工作液缸位于上端，下部是固定工作台。,下压式：工作液缸位于下端，操作不便，很少使用。,为了保证压缩模塑的正常进行，应选用适当的压机，并校核模具与压机的关系。,二、模压设备,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,模压前的准备,模压过程,模压后处理,预热和干燥,预压,嵌件的安放,加料,合模,排气,保压与固化,脱模,模具清
12、理,整形去应力,修饰抛光,特殊处理,压缩模塑工作循环图,2018年10月12日,为方便操作和提高塑件的质量，先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压前的准备,预压,预压方法：,采用预压锭料的优点：,加料快而准确,降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。,2018年10月12日,生产过程复杂，实际生产中一般不进行预压。,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压前的准备,采用预压锭料的优点：,避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。,可提高预热温度，缩短预热和固化时间。,锭料与塑件形状
13、类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压前的准备,对压塑粉的要求：,预压条件：,颗粒最好大小相间 压缩率（塑料锭料）宜为3.0左右 含有润滑剂,压力：压力范围40200MPa,温度：室温或5090预压,原则：锭料的密度达到塑件最大密度的80%,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压前的准备,预热和干燥,塑料成型前加热的目的：,干燥,预热,塑料成型前加热的方法：,高频加热,红外线预热,烘箱预热,热板预热,为压缩模提供热塑料,去除水分和挥发物,2018年10月12日,作为塑件中导电部分
14、或使塑件与其它零件相连接的零件。,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,1.模压前的准备,嵌件的安放,嵌件的安放要求位置正确、平稳,嵌件 ,常用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等,大嵌件在模具装上压机后要先预热,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.4 塑料压缩模塑工艺,2.模压过程,加料,加料的关键是加料量,定量的方法：,合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低，便于气体排放。,容量法：方便但不很准,重量法：准确、麻烦,计件法：预压锭料，计数放入,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,2.模压过程,合模,凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于
15、排气）,凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度（缩短周期，避免塑料过早固化）,加料后即可合模，合模时间一般从几秒到几十秒不等。,合模过程分为两个部分：,2018年10月12日,合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍微抬起，连续次。,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,2.模压过程,排气,排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。,流动性好的塑料采用迟压法，即从凸模与塑料接触到压模完全闭合的过程中停顿1530秒。,塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。,方法：,目的：,2018年10月12日,在成型压力与温度下保持一定的时间，使交联反应进行到要
16、求的程度。,从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。,三、压缩模塑工艺,2.4 塑料压缩模塑工艺,2.模压过程,保压与固化,欠熟,过熟,不足,过度,保压时间长短受塑料类型、预热情况、塑件形状及压缩程度的影响。,保压时间：,固化阶段的要求：,固化程度,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,2.模压过程,脱模,复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模,塑件脱模方法：,模外手动推出,推出机构机自动推出,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,3.模压后处理,用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观,模具清理,整形去应力,在整形模中冷却,脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却，或者进行退火处理,大型、厚壁件,对薄壁易变形件,2018年10月12日,三、压缩模塑工艺,2.2 塑料压缩模塑工艺,
