塑料注塑机成型技术应用

龚挺 顾信福

【摘 要】塑料制品技术的进步使得其制品种类越来越丰富，在人们的生活和工业生产中塑料制品应用越来越广泛。在塑料制品技术领域影响塑料制品性能的主要是原料配方和成型技术。塑料注塑成型加工技术，对于塑料制品的性能十分关键，为此本文在系统论述塑料注射成型新技术的基础上分析了其工艺特点。

【关键词】 塑料制品 塑料注射成型 工艺技术

1 注塑工艺对液压系统的要求

注塑机的液压 系统主要分为合模和注射两部分。

合模部分要求有足够的锁模力，以保证注 塑时，在模具型腔内熔融塑料压力的作用下，模具不会分离。还要求有足够的流量以达到 要求的开合模速度，以减少空行程时间，缩短注塑周期。另外，还要具有保护模具的功能。

注塑部分对注塑制品的质量影响很大。它要对加进料筒的塑料进行预塑，并向模具内注入熔融的流 态塑料。注射后期要求保压，以便向模具内补 充因冷却收缩 所需的塑料。塑料件的质量和尺寸精度与注射压力、注射速度、塑料温度密切相关。

2 注射成型加工工艺特点

2.1 注射成型工艺的特点及其原理

第一，注射成型工艺技术能够生成形状复杂的塑料制品，其产品的尺寸及各种嵌件都比较精确，这种精密的注塑成型技术是领先其他技术的；其次，注射成型工艺技术在实际操作过程中自动化程度较高，这样不仅能够节约人力，而且大大提高了生产效率。

2.2 注射成型过程的工艺条件

第一，机筒、喷嘴和模具的温度要控制在合理范围内，适当的温度是塑料塑化质量的可靠保障。第二，塑化压力和注射压力在注塑成型过程中也很关键，掌握好压力是注塑模型质量的保障。第三，必须控制好成型周期，恰当的成型周期不仅能够调高塑料制品的质量，而且还能够缩短时间，提高效率。

塑料加工中的重要因素包括：温度、稠度、色料分布和熔体密度。一般是通过螺杆转动获得熔融塑料的能量，螺杆转动混炼在螺纹之间发生，塑性粒料表面被熔融塑化，当物料沿螺杆前进时，就重复着混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。

3 注射成型设备

目前在注塑成型行业机械设备比较繁多，按不同的外形可分为立式、卧式、角式和转盘式注射机。从其工作效能来看物料在机筒中被塑化的不同形式又可以分为柱塞式和螺桿式。大多数企业目前使用较为广泛的是单螺杆往复式注射机，这种注射成型机械设备的螺杆能够转动作业，而且其轴向往复能够提高注射塑料的搅拌效果。

3.1 合模装置

在成型过程中比较重要的工艺程序是合模。合模装置的主要功能是在承受住注射压力情况下闭合然后将制品取出。在现阶段生产实践中使用效果较好的合模装置有：肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压一机械式合模装置。

3.2 注射装置

注射装置是熔融塑料达到一定程度，然后根据混合物配比将其注入产品成型模具，这个过程需要控制压力和速度以使塑料熔体能够顺利注入模具。目前来看在注塑生产工艺中采用的比较理想的注射装置是螺杆式预塑化器，该装置有很多优点，比如其熔融物质量恒定，能够保持高压和高速，而且还能够精确控制注射量，这些优点正是透明、薄壁制品和高生产速率所需要的。

4 液压系统设计及特点

塑料注射成型机液压系统是在满足注射工艺要求的条件下， 本着节能低耗的原则进行设计的。

液压系统中可以采用变频控制、真空自吸补油、比例压力控制等先进技术，因此它具有以下特点：

（1）能量消耗少，系统发热低。根据注射工艺多级注射速度的需要——注射速度可自动调节，以适应不同注射阶段的要求， 液压系统提供给注射机的工作流量必须是不断变化的。用传统的定量泵-流量阀来调节系统流量，在低速注射、慢速合模时，因电机、液压泵转速不变，即液压泵输出流量不变，就会有大量多余的压力油经溢流阀直接流回油箱，从而造成大量的能量浪费。

（2）系统成本低， 生产效率高。直压式合模机构结构简单，不需要设专门的调模机构， 对不同厚度的模具适应性好， 因此该机器的合模装置设计成直压式。但直压式合模装置给液压系统带来了生产效率与系统成本相互矛盾的问题。因直压式通过压力油直接锁模，所以液压缸直径大，如选择大流量高压泵来提高合模速度，液压泵和电机的成本将增高，能耗也很大；如选择小流量高压泵，合模速度将降低，从而影响到生产效率。

（3）阀门数量少，系统结构简单。根据注射机多级注射压力的要求 ，系统采用了比例压力控制。即用一个比例压力阀实现多级注射压力的控制。比例压力调节阀是通过将输入的信号电流转换成作用在阀芯上的力来控制系统压力的。因此通过改变输入信号大小，就可以方便地完成所有的压力控制 。与普通压力阀控制系统相比，比例压力控制系统简化了系统结构，减少了阀门数量，同时还具有控制精度高、压力转换平稳、无冲击、节能效果好等优点。

5 注射成型工艺调整方法

5.1 注射保压时间、冷却时间

根据实际生产实践，注射时间在设定时要略大于螺杆完成注射行程移动的时间。保压时间是根据产品厚度来设定的，一般来说薄壁产品在成型时不用保压，不同的厚度可设定不同的保压时间。冷却时间在生产过程中也是依据产品厚度、模具温度、材料性能设定的，在实际生产中结晶型聚合物的冷却时间一般要少于无定型聚合物所需的时间。

5.2 注射压力、速度

在注塑成型过程中注射压力要保持宜低不宜高的状态，因为注射压力只要能提供足够动力来满足注射速度、使熔体能够顺利充满型腔就好，过高的压力可能会使制品内产生内应力。注射速度是塑料产品外观质量的重要影响因素，要在综合考虑模具的几何结构、排气状况的基础上计算并设定合理的注射速度。

5.3 采用多级注射成型

注塑成型过程中要采用多级注射，一般来说产品需要三到四段的注射是比较合理的。这种多级注射成型技术是很可靠地，它结合了流道结构和模具排气状况等多种技术参数，经过缜密的计算得出的。

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