塑料注射成型工艺课件

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1、第第141418 8天天 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺http:/ 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺学习指南学习指南 本章主要介绍注射成型过程、注射成型工艺条件分析、常用塑料的注射成型、特种注射成型工艺、注射制品质量分析与质量管理、典型制品注射成型工艺。 通过本章学习，要求：掌握注射成型过程，能分析注射成型工艺条件；掌握常用塑料的注射成型工艺特点；能进行注射制品的质量分析，并通过工艺参数的调节解决问题。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺第一节第一节 注射成型过程注射成型过程一、成型前的准备工作一、成型前的准备工作（一）塑料原料的检验1.塑料原料的种类：多种多样，影响加工过程和产品性能。2.

2、塑料原料的外观：色泽、颗粒形状、粒子大小、有无杂质等。3.塑料原料的工艺性能：熔体流动速率、流变性、热性能、结晶性及收缩率等。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（二）塑料原料的着色1染色造粒法：将着色剂和塑料原料在搅拌机内充分混合后经挤出机造粒，成为带色的塑料粒子供注射成型用。2干混法着色：干混法着色是将热塑性塑料原料与分散剂、颜料均匀混合成着色颗粒后直接注射成型。3色母料着色法：色母料着色法是将热塑性塑料原料与色母料按一定比例混合均匀后用于注射成型。色母料着色法操作简单、方便，着色均匀，无污染，成本比干混法着色高一些。目前，该法已被广泛使用。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（三）塑料原料的

3、干燥 常见塑料原料干燥条件 塑料名称干燥温度/干燥时间/h料层厚度/mm含水量/% ABS PA PC PMMA PET 聚砜 聚苯醚8085901001201307080130110120110120248126846546243040503030402030303040 0.1 0.1 0.015 0.1 0.02 0.05 - 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（四）嵌件的预热 一般为110130 ；无镀层的铝合金或铜嵌件，可达150左右。预热时间一般为几分钟 。（五）脱模剂的选用定义：脱模剂是使塑料制品容易从模具中脱出而喷涂在模具表面上的一种助剂。作用：可减少塑料制品表面与模具型腔表面间

4、的黏接力，以便缩短成型周期，提高制品的表面质量。种类：硬脂酸锌、白油及硅油。 使用方法：手涂和喷涂。 注意：凡要电镀或表面涂层的塑料制品，尽量不用脱模剂 。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（六）料筒的清洗 1直接换料：在加工温度下直接加入欲换料，进行连续对空注射，待料筒内的存留料清洗完毕后，即可进行正常生产。 2间接换料：若欲换料的成型温度高，而料筒内的存留料又是热敏性的，如聚氯乙烯、聚甲醛等，为防止塑料分解，应采用二步法清洗，即间接换料。 3料筒清洗剂 ：首先将料筒温度升至比正常生产温度高1020，注净料筒内的存留料，然后加入清洗剂（用量为50200g），最后加入欲换料，用预塑的方式连续挤

5、一段时间即可。若一次清洗不理想，可重复清洗。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺例1：以PC换PP： 欲换料（PC）温度高，料筒内的（PP）温度低 成型温度：PP： 200270 PC： 270330 换料时：料筒喷嘴调至270，换料后调至295例2：以PS换PA1010 欲换料（PS）温度低，料筒内的料（PA1010）温度高 成型温度：PS：180215 PA1010： 210225 换料时：料筒喷嘴调至210，然后用PS进行降温清洗。换料后调至195 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺例3：以PC换POM： 欲换料（PC）温度高黏度大，而且料筒内的料（POM）为热敏性料。 成型温度：PC：27

6、0330 POM ：190200 换料时：195以LDPE或PS换POM 270用PC换LDPE或PS 换料后：调至300生产 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺二、注射成型过程二、注射成型过程 （一）加料 在每个生产周期中，加入到料筒中的料量应保持一定，当操作稳定时，物料塑化均匀，最终制品性能优良。加料过多时，受热时间长，易引起物料热降解，同时使注射成型机的功率损耗增加；加料过少时，料筒内缺少传压介质，模腔中塑料熔体压力降低，补缩不能正常进行，制品易出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺(二)塑化定义：粒状或粉状的塑料原料在料筒内经加热达到流动状态，并具有良好可塑性的过

7、程，是注射成型的准备阶段。要求: 物料在注射前达到规定的成型温度；保证塑料熔体的温度及组分均匀，并能在规定的时间内提供足够数量的熔融物料；保证物料不分解或极少分解。由于物料的塑化质量与制品的产量及质量有直接的关系，因此加工时必须控制好物料的塑化。 影响因素：塑料原料的特性、加工工艺、注射机的类型等。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺柱塞式注射成型机 工作过程:用柱塞将料筒内的物料向前推送,使其通过分流梭，再经喷嘴注入模具。柱塞式注射成型机的注射量不宜过大，一般为3060g，且不宜用来成型流动性差、热敏性强的塑料制件。难以满足生产大型、精密制品，以及加工热敏性高黏度塑料的要求。 塑料注射成型工艺

8、塑料注射成型工艺2. 螺杆式注射成型机预塑过程：螺杆在在料筒内转动，将物料向前输送、压实；在料筒外加热和螺杆摩擦热作用下，物料逐渐熔融塑化为熔融态。螺杆头部熔体的压力使其逐步后退。当积存的熔体达到一次注射量时，螺杆转动停止，预塑阶段结束，准备注射。螺杆式注射机料筒内的物料除靠料筒外加热外，还有大量的摩擦热，从而使物料温升很快，甚至超过料筒温度。故塑化良好。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（三）注射 注射是指用柱塞或螺杆，将具有流动性、温度均匀、组份均匀的熔体通过推挤注入模具的过程。注射过程时间虽短，但熔体的变化较大，这些变化对制品的质量有重要影响。 在螺杆式注射机中，物料在固体输送段已经形成

9、固体塞，阻力较小，到计量段物料已经熔化。因此，螺杆式注射机的注射压力损失小，注射速率高。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺（四）充模冷却过程充模与冷却过程：塑料熔体从注入模腔开始，经型腔充满、熔体在控制条件下冷却定型、直到制品从模腔中脱出为止的过程。无论采用何种形式的注射机，塑料熔体进入模腔内的流动情况都可分为充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺1充模阶段 ：从柱塞或螺杆预塑后的位置开始向前移动起，直至塑料熔体充满模腔为止 ，一般为几秒到十几秒 。充模时间长使先进入模内的熔体，受到较多的冷却而黏度增大，后面的熔体就要在较高的压力下才能入模，因此，模内物

10、料受到的剪切应力大、分子定向程度高，会使制品产生各向异性，在使用过程中易出现裂纹，而且制品的热稳定性也较低。充模时间短使塑料熔体通过喷嘴及浇注系统时产生较高的摩擦热，有利于减少分子定向程度，提高制品的熔接强度。但充摸过快时，嵌件后部的熔接反而不好，使制品强度下降，而且也易裹入空气，使制品出现气泡，并且使热敏性塑料因料温高而发生分解。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺2压实阶段（保压阶段）：从熔体充满模腔时起至柱塞或螺杆后退前止，一般为几秒、几十秒甚至几分钟。压实阶段内，塑料熔体因冷却而产生收缩，但由于塑料熔体仍处于柱塞或螺杆的稳压下，料筒内的熔料会继续向模腔内流入，以补充因收缩而留出的空隙。如

11、果柱塞或螺杆保持压力不变，也即随着熔料入模的同时向前作少许移动，则在此段中模内压力维持不变。提高压实阶段的压力，延长压实时间，有利于提高制品密度，减少收缩，克服制品表面缺陷。但此时塑料还在流动，温度逐渐下降过程中，定向的分子易被冻结，故该阶段是注射成型制品中大分子定向形成的主要阶段。保压时间越长，浇口凝封压力越大，分子定向程度也越大。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺3倒流阶段：从柱塞或螺杆后退时开始到浇口处熔料冻结为止，一般为0秒到几秒。倒流阶段内模腔内的压力比流道压力高，因此会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。如果浇口处熔料已凝封或喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不会出现。实际工业生

12、产中不希望出现倒流阶段。在注射成型过程中，倒流阶段是可避免的。 一般，保压时间长、凝封压力高，则倒流少、制品的收缩率低。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺4浇口冻结后的冷却阶段：从浇口凝封时起到制品从模腔中顶出时止。该阶段的时间范围为几秒、几十秒甚至几分钟 。 （1）模内压力 制品脱模时的模内压力与外界压力之差称为残余压力。残余压力与压实阶段的时间长短及凝封压力的高低有关。当残余压力为正值时，脱模较困难，制品易被刮伤或发生断裂；当残余压力为负值时，制品表面易产生凹陷或内部有真空泡；只有当残余压力接近零时制品脱模才比较顺利。 （2）冷却速度塑料熔体如果冷却过急或模具与塑料熔体接触的各部分温度不匀

13、，则会由于冷却不均而导致收缩不均匀，使制品中产生内应力。但冷却速度慢，则会延长生产周期、降低生产效率，而且会造成复杂制品脱模困难。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺三、制品的后处理三、制品的后处理 1热处理(退火) 就是将制品在一定温度的液体介质（如水、矿物油、甘油、乙二醇和液体石蜡等）或热空气（如循环热风干燥室、干燥箱等）中静置一段时间，然后缓慢冷却到室温的过程。 热处理的实质:使强迫冻结的分子链得到松弛，取向的大分子链段转向无规位置，从而消除这一部分的内应力；提高结晶度，稳定结晶构型，从而提高结晶塑料制品的硬度、弹性模量。 凡所用塑料的分子链刚性较大、壁厚

14、较大、带有金属嵌件、使用温度范围较宽、尺寸精度要求较高、内应力较大又不易自行消失的制品，均须进行热处理。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺 热处理温度：制品使用温度以上1020或低于塑料热变形温度1020。温度过高会使制品产生翘曲或变形，温度太低又达不到热处理目的。 热处理时间的：应以消除内应力为原则。 热处理介质的要求：适当的加热温度范围；一定的热稳定性；与被处理物不反应；不燃烧，不放出有毒的烟雾。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺常用塑料热处理条件塑料名称热处理温度/时间/h热处理方法ABS聚碳酸酯聚甲醛聚酰胺66聚甲基丙烯酸甲酯聚砜聚对苯二甲酸丁二醇酯701101351001101401

15、45100110701101301204488124444812烘箱红外灯、烘箱红外线加热或烘箱油、盐水红外线加热、烘箱红外线加热、甘油、烘箱烘箱 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺 2调湿处理 将刚脱模的聚酰胺类塑料制品放在热水中进行处理，不仅可隔绝空气，防止制品氧化变色，而且可以加快制品吸湿，达到吸湿平衡，使制品尺寸稳定，该方法就称为调湿处理。 调湿处理时的适量水份能对聚酰胺起类似增塑作用，从而增加制品的韧性和柔软性，提高冲击强度、拉伸强度等力学性能。 调湿处理的时间与温度，由聚酰胺塑料的品种、制品的形状、厚度及结晶度的大小而定。调湿介质除水外，还可选用醋酸钾溶液（沸点为120左右）或油。

16、塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺第二节第二节 注射成型工艺参数分析注射成型工艺参数分析 一、温度一、温度 1料筒温度 料筒温度是指料筒表面的加热温度。 选定料筒温度考虑的因素： 塑料特性：Tf（Tm）Td； 塑料来源及牌号； 添加剂：填料种类、含量，增塑剂含量； 注塑机类型：螺杆式低，柱塞式比螺杆式高1020； 制品壁厚及形状； 温度分布：机身由低高，螺杆机均化段比压缩段稍低。 料筒温度与注射压力的关系：低温高压，高温低压。 采用对空注射的方法来确定料筒的温度和压力。 塑料注射成型工艺塑料注射成型工艺2. 喷嘴温度：稍低于料筒最高温度。3. 模具温度 模温控制方法：冷却介质（水）控温；自然散热（要求不高时）；加热模具。 无定型塑料（PC、PPO等）的模温控制：冷却固化无相变，保证顺利脱模，降温可缩短冷却时间，提高生产效率。 结晶型塑料的模温控制：冷却过程发生结晶，结晶速率与形态和冷却速度有关。模温较高：冷却速度小，结晶度高、球晶大、脆、冷却时间长、效率低； 模温较低：冷却速度快，结晶度低。若料的Tg又低，如：PE（ -55-70），PP（-15），将产生后期结晶，引起后收缩和性能变化；