註射成型工藝條件的分析與探討註射成型工藝條件的分析與探討註射成型工藝條件的分析與探討生產高質量的註射產品涉及到很多生產因素。壹般來說,在提高壹個新產品的使用性能和其他相關要求後,應在經濟合理、技術可行的原則下,選擇最合適的原材料、生產方法、生產設備和模具結構。這些條件確定後,主要考慮的是工藝條件的選擇和控制。註射成型最重要的工藝條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力和相應的作用時間。1111、、、、溫度溫度溫度在註射成型過程中要控制的溫度包括料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。前兩個溫度主要影響塑料的流動和塑化,後者主要影響塑料的流動和冷卻。1,機筒溫度:機筒溫度的選擇與各種塑料的特性有關。每種塑料都有不同的流動溫度Tf(結晶塑料的熔點Tm)。因此,對於非晶態塑料,筒體末端的最高溫度應高於流動溫度Tf,對於晶態塑料,應高於熔點Tm,但必須低於塑料的分解溫度Td,所以筒體最合適的溫度範圍應在Tf或Tm~Td之間。對於TF和TD之間範圍較小的塑料,應控制機筒溫度較低(略高於Tf和Tm);對於Tf和Tm~Td範圍較大的塑料,可以適當高壹些(遠高於Tf和Tm)。塑料熱氧化降解的機理非常復雜,隨著外界條件的變化可以出現不同的形式。溫度越高,時間越長(即使溫度不是很高),降解量越大。因此,對於熱敏性塑料(如POM、PVC等。).除了嚴格控制料筒的最高溫度外,還應控制塑料在加熱料筒中的停留時間。機筒溫度的選擇也要結合產品和模具的結構。由於薄壁零件模具型腔狹窄,熔化註射阻力大,冷卻快,所以為了順利充模,料筒溫度要高壹些。相反,在註射厚壁零件時,料筒溫度可以低壹些,對於形狀復雜或鑲件復雜的零件,或者對於曲折較多或熔模充填過程較長的零件,料筒溫度要高壹些。對於有結晶傾向的塑料,機筒溫度和熔體在此溫度下的停留時間會影響熔體中所含晶胚的數量和大小。停留時間越長,結晶胚胎的數量越少。相反,結晶胚的數量和大小對凝固後熔體的結晶行為有影響。應該註意的是,如果要考慮產品中的結晶情況,應該正確選擇機筒的溫度。壹般料筒的溫度分布從料鬥的壹側(後端)開始上升,直到噴嘴(前端)逐漸上升,使塑料溫度平穩上升,達到均勻塑化的目的。但當原料溫度含量較高時,後端溫度也可適當提高。與螺桿或註射機的剪切摩擦相同,有助於塑化,所以前端的溫度可能比中段略低,以防塑料過熱分解。2.噴嘴溫度:噴嘴溫度通常略低於機筒溫度,以免防止直通式噴嘴中熔融物料的“流涎現象”。同壹噴嘴低溫的影響可以通過塑料註射過程中產生的摩擦熱來補償。當然,噴嘴溫度也不能太低,否則會造成熔融材料過早凝固,堵塞噴嘴,或者因為過早凝固的材料註入模具型腔而影響產品的性能。機筒和噴嘴溫度的選擇不是孤立的,而是與其他工藝條件有壹定的關系。例如,當選擇較低的註射壓力時,為了保證塑料的流動,應適當提高機筒的溫度,否則需要較低的註射壓力。由於影響因素較多,壹般在成型前采用“空氣註射法”或“產品直觀分析法”進行調整,以確定最佳的機筒和噴嘴溫度。3.模具溫度:模具溫度對產品的內部性能和表面質量影響很大。模具的溫度取決於塑料的結晶度、制品的尺寸和結構、性能要求以及其他工藝條件(熔體溫度、註射速度和註射壓力成型周期等。).模具溫度通常由恒溫的冷卻介質控制,也通過註入模具的熔融材料的自然加熱和散熱來達到平衡,維持壹定的模具溫度。在特殊情況下,也可以使用帶電阻加熱圈的加熱棒對模具進行加熱並保持冷卻,因為恒溫低於塑料的玻璃化轉變溫度或工業上常用的熱變形溫度,只有這樣塑料才能成型脫模。非晶(無定形)塑料溶液註入模具型腔後,隨著溫度的不斷降低而凝固,但沒有相變。模具溫度主要影響熔體的粘度,即充模速度。如果充模成功,宜采用低溫,因為可以縮短冷卻時間,提高生產效率。因此,對於低或中等熔體粘度的非晶態塑料(如聚苯乙烯、醋酸纖維素)往往采用較低的模具溫度,而對於高熔體粘度的塑料(如聚碳酸酯、聚苯醚、聚碸),則需要采用較高的模具溫度(聚碳酸酯90~120℃,聚苯醚110 ~)。結晶速率由冷卻速率控制,冷卻速率由模具溫度控制,所以模具溫度直接影響產品的結晶度和晶體結構。模具溫度高時,冷卻速率小,但結晶速率可能高,因為壹般塑料最大結晶速率的溫度在熔點以下的高溫側。其次,當模溫較高時,也有利於分子的弛豫過程,分子取向效應較小。這個條件只適用於結晶速率低的塑料,如聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙二醇-PET等。實際生產中很少使用,因為模具溫度也會延長成型周期,使產品變脆。當模具溫度適中時,冷卻速度合適,塑料分子的結晶和取向也適中,這是最常用的條件。但是所謂的模具溫度適中,其實不是壹個點而是壹個區域,具體的溫度還是需要通過實驗來確定。當模具溫度較低時,冷卻速率較高,熔體同時流動和結晶,但熔體在結晶溫度範圍內的停留時間縮短,不利於晶體或球體的生長,導致產品中分子結晶度較低。如果所用塑料的玻璃化轉變溫度較低,如聚烯烴,會發生後期的結晶過程,引起制品的後期收縮和性能變化。此外,模具結構和註射條件也會影響冷卻速度。例如,提高機筒溫度和增加產品厚度會改變冷卻速度。由於冷卻速度不同,高壓聚乙烯的結晶度可達2~3%,低壓聚乙烯可達100%,聚酰胺可達40%。即使是同壹產品,每個部分的密度也可能不同。這說明部分部位結晶度不同,造成這種現象的原因很多,但最主要的原因是熔體在模具中不同部位的冷卻速度相差太大。2222、、、壓力壓力註射成型過程中的壓力包括塑化壓力和註射壓力,直接影響塑料的塑化和產品的質量。1.塑化壓力(背壓):在使用螺桿註射機時,螺桿反向旋轉時施加在螺桿頂部熔體上的壓力稱為塑化壓力,也稱背壓,可通過液壓系統中的溢流閥來調節。在註射中,塑化壓力隨螺桿的設計、產品質量的要求和塑料的種類而變化。如果這些條件和螺桿轉速不變,增加塑化壓力會提高熔體溫度,但會降低塑化速率。另外,提高塑化壓力往往可以使熔體溫度均勻,顏料混合均勻,排出熔體中的氣體。除非可以使用更高的螺桿速度來補償降低的塑化速率,否則增加塑化壓力將延長成型周期,這將導致塑料降解的可能性,尤其是如果所使用的螺桿是淺槽型的。在壹般操作中,在保證產品質量的前提下,塑化壓力應盡可能低。它的具體值隨所用塑料的種類而異,但很少超過20公斤/厘米㎡。當註射聚甲醛時,較高的塑化壓力(也是較高的熔體溫度)會改善產品的表面質量,但可能會使產品變色,降低塑化速率,降低流動性。對於聚酰胺來說,塑化壓力必須低,否則塑化速度會很快下降,因為螺桿中的逆流和泄漏增加。如果需要提高物料溫度,則采用提高機筒溫度的方法。聚乙烯具有較高的熱穩定性,當塑化壓力增加時不會有降解的危險,這在用於混合和調色時尤其有利。但是塑化率還是要降低的。2.註射壓力:目前生產中,幾乎所有註塑機的註射壓力都是基於柱塞或螺桿頂端對塑料施加的壓力(由油壓換算而來)。註射成型中註射壓力的作用是克服塑料從料筒到型腔的流動阻力,賦予熔體填充模具的速度,並使熔體密實。這些不公平的影響與產品質量密切相關,同時也受到許多因素的影響(如塑料的品種、註塑機的類型、零件和模具的結構以及其他工藝零件等。).關系很復雜,還有很多東西量化不清楚。為了克服塑性流動阻力,流道結構的幾何因素自然是最重要的。在其他條件下,柱塞式註射機使用的壓力大於螺桿,因為柱塞式註射機中塑料使用的壓力比螺桿大得多。塑料流動阻力的另壹個決定因素是塑料的摩擦系數和熔體粘度,它們隨機筒和模具的溫度而變化。此外,還與是否加潤滑油有關。為了保證產品質量,往往對註射速率有壹定的要求,而註射壓力是影響註射速率的直接因素。就產品的機械強度和收縮率而言,每個產品都有自己的MFI,往往是壹個取值範圍。該值與許多因素有關,通常由實驗確定。但最重要的因素是產品的壁厚。相反,從定性的角度來看,厚壁零件需要采用低註射率,反之。3.保壓:型腔充滿後,保壓的作用是壓實模具中的熔融材料。生產中,實時壓力等於註入時的所有壓力,適當降低壹些。如果註射壓力等於保壓壓力,往往可以降低產品的收縮率,因而產品批次之間的尺寸波動較小。缺點是脫模時殘余壓力大,成型周期長,但對於結晶塑料,成型周期不壹定增加,因為壓力大時塑料的熔點可以提高(如聚甲醛,壓力增加50 kg/cm ㎡,其熔點可提高10℃),脫模可以提前。3333、時間、時間、時間、時間完成壹次註塑成型過程所需的時間稱為成型周期。也稱成型周期,實際上包括以下幾個部分:充模時間——柱塞或螺桿向前移動的時間1、註射時間和保壓時間——柱塞或螺桿停留在向前位置的時間2、合模冷卻時間——柱塞或螺桿後退或向後旋轉的時間,全部包含在這段時間內。3.其他時間——指開模、脫模、塗脫模劑、放嵌件、合模的時間。成型周期直接影響勞動生產率和設備利用率。所以在保證質量的前提下,盡量縮短成型周期中每個動作的時間。在整個成型周期中,註射時間和冷卻時間最為重要,對產品質量有著決定性的作用和影響。充模時間壹般為2~5秒。註射時間中的保壓時間是塑料在型腔中的壓實時間,在整個註射時間中占有很大的比重,壹般在15~100秒之間(超厚部分可高達5 ~ 10分鐘)。澆口處的熔體凍結前,保溫時間對產品的尺寸精度有影響,如果晚壹些,則沒有影響。保壓時間過長,如果模腔殘余力為正,會造成脫模困難和產品劃傷,如果為負,產品會出現凹陷。保溫時間也有壹個最佳值,該值取決於材料溫度、模具溫度以及主流道和澆口的尺寸。如果主流道和澆口的尺寸在工藝條件下是正常的,通常以產品收縮波動範圍最小的壓力值為標準。冷卻時間主要取決於產品的厚度、塑料的熱性能和結晶性能以及模具溫度。冷卻時間的結束應以保證脫模時凸起不會變形為原則。冷卻時間壹般在15~90秒之間,不需要很長的冷卻時間,這樣不僅降低了生產效率,而且復雜零件脫模困難,甚至在強行脫模時會產生脫模應力。成型周期中的其他時間與生產過程是否連續和自動化有關。
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