如何調(diào)較注塑工藝參數(shù)(溫度、壓力、速度、位置)？注塑成型教材（第五季）

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注塑成型教材（第五季）

84. 如何調(diào)較注塑工藝參數(shù)(溫度、壓力、速度、位置)？

·溫度

溫度的測量和控制在注塑中是十分重要的。雖然進(jìn)行這些測量是相對地簡單，但多數(shù)注塑機(jī)都沒有足夠的溫度采點(diǎn)或線路。

在多數(shù)注塑機(jī)上，溫度是由熱電偶感應(yīng)的。一個(gè)熱電偶基本上由兩條不同的電線尾部相接而組成的。如果一端比另一端熱，將產(chǎn)生一個(gè)微小的電訊；越是加熱，訊號(hào)越強(qiáng)。

·溫度的控制

熱電偶也廣泛應(yīng)用作溫度控制系統(tǒng)的感應(yīng)器。在控制儀器上，設(shè)定需要的溫度，而感應(yīng)器的顯示將與設(shè)定點(diǎn)上產(chǎn)生的溫度相比較。在這最簡單的系統(tǒng)中，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，就會(huì)關(guān)閉，溫度下降后電源又重新開啟。這種系統(tǒng)稱為開閉控制，因?yàn)樗皇情_就是關(guān)。

·熔膠溫度

熔膠溫度是很重要的，所用的射料缸溫度只是指導(dǎo)性。熔膠溫度可在射嘴處量度或使用空氣噴射法來量度。射料缸的溫度設(shè)定取決于熔膠溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、背壓、射料量和注塑周期。

您如果沒有加工某一特定級(jí)別塑料的經(jīng)驗(yàn)，請從最低的設(shè)定開始。為了便于控制，射料缸分了區(qū)，但不是所有都設(shè)定為相同溫度。如果運(yùn)作時(shí)間長或在高溫下操作，請將第一區(qū)的溫度設(shè)定為較低的數(shù)值，這將防止塑料過早熔化和分流。注塑開始前，確保液壓油、料斗封閉器、模具和射料缸都處于正確溫度下。

·注塑壓力

這是引起塑料流動(dòng)的壓力，可以用在射嘴或液壓線上的傳感器來測量。它沒有固定的數(shù)值，而模具填充越困難，注塑壓力也增大，注塑線壓力和注塑壓力是有直接關(guān)系。

·第一階段壓力和第二階段壓力

在注塑周期的填充階段中，可能需要采用高射壓，以維持注塑速度于要求水平。模具經(jīng)填充后便不再需要高壓力。不過在注塑一些半結(jié)晶性熱塑性塑料（如PA及POM）時(shí)，由于壓力驟變，會(huì)使結(jié)構(gòu)惡化，所以有時(shí)無須使用次階段壓力。

·鎖模壓力

為了對抗注射壓力，必須使用鎖模壓力，不要自動(dòng)地選擇可供使用的最大數(shù)值，而要考慮投影面積，計(jì)算一個(gè)適合的數(shù)值。注塑件的投影面積，是從鎖模力的應(yīng)用方向看到的最大面積。對大多數(shù)注塑情況來說，它約為每平方英寸2噸，或每平方米31兆牛頓。然而這只是個(gè)低數(shù)值，而且應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)很粗略的經(jīng)驗(yàn)值，因?yàn)?，一旦注塑件有任何的深度，那么?cè)壁便必須考慮。

·背壓

這是螺桿后退前所須要產(chǎn)生及超越的壓力，采用高背壓雖有利于色料散布均勻及塑料熔化，但卻同時(shí)延長了中螺桿回位時(shí)間，減低填充塑料所含纖維的長度，并增加了注塑機(jī)的應(yīng)力；故背壓越低越好，在任何情況下都不能超過注塑機(jī)注塑壓力（最高定額）的20%。

·射嘴壓力

射嘴壓力是射嘴里面的壓力。它大約就是引起塑料流動(dòng)的壓力。它沒有固定的數(shù)值，而是隨模具填充的難度加大而增高。射嘴壓力、線壓力和注射壓力之間有直接的關(guān)系。在螺旋式注塑機(jī)上，射嘴壓力大約比注射壓力少大約百分之十左右。而在活塞式注塑機(jī)時(shí)壓力損失可達(dá)到百分之十左右。而在活塞式注塑機(jī)時(shí)壓力損失可達(dá)到百分之五十。

·注塑速度

這是指螺桿作為沖頭時(shí)，模具的填充速度。注塑薄壁制品時(shí)，必須采用高射速，以便于熔膠未凝固時(shí)完全填充模具，生產(chǎn)較為光滑的表面。填充時(shí)使用一系列程序化的射速，避免產(chǎn)生噴射或困氣等缺陷。注射可在開環(huán)式或閉環(huán)式控制系統(tǒng)下進(jìn)行。

無論采用那種注射速度，都必須將速度值連同注射時(shí)間記錄于記錄表上，注射時(shí)間指模具達(dá)到預(yù)定的首階段射壓所須的時(shí)間，乃螺桿推進(jìn)時(shí)間的一部分。

·模具排氣

由于快速填充模具的緣故，模具必須讓氣體排出，多數(shù)情況下這氣體只是模腔中的空氣。如果空氣不能排出，它會(huì)被熔融壓縮，使溫度上升將引起塑料燃燒。排氣位須設(shè)于夾水紋及最終注塑部份附近。一般排氣位為6至13毫米寬，0.01至0.03毫米深的槽，通常設(shè)于其中一個(gè)半模的分模面處。

·保壓

在注塑周期的填充階段中，可能需要采用高射壓，以維持注塑速度于要求的水平。模具填充后，就進(jìn)入保持階段，這時(shí)螺桿（起沖壓器作用）推進(jìn)額外的塑料以補(bǔ)償塑料收縮。這可在較低或同樣高的壓力下完成。通常若首階段采用高壓，次階段便采用較低壓力。不過，在注塑一些半結(jié)晶性熱塑性塑料（如PA及POM時(shí)），由于壓力驟變，會(huì)使結(jié)晶體結(jié)構(gòu)惡化，所以有時(shí)無需使用次階段壓力。

·再生塑料的使用

許多注塑機(jī)使用新塑料和回用再生塑料（即通常所說的水口料）的混合物。令人驚奇的是，使用再生塑料可以改善注塑機(jī)的表現(xiàn)，即它的使用產(chǎn)生了更一致的注塑件，但值得注意的是，再生料在使用前最好要先除去粉塵，以免引起塑料進(jìn)料量的差異而導(dǎo)致注塑件顏色分布偏差。再生塑料的確切使用比例要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)來確定，這個(gè)數(shù)據(jù)必須是在不影響注塑件的物理性質(zhì)的前提下得來的，一般的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是在15%至25%之間。

·品質(zhì)控制

注塑件最終的特點(diǎn)（重量和大小）與生產(chǎn)條件：如墊料大小、注塑壓力和流量之間在緊密發(fā)聯(lián)系。這表示在許多情況下，有可能在沒有真正對注塑件進(jìn)行任何測量之前就可以檢查到注塑件是否令人滿意。在每次注塑中，對選擇的參數(shù)進(jìn)行量并比較設(shè)定或儲(chǔ)的數(shù)值。只要測量值在預(yù)先選擇的范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)就判定該注塑件可以接受。如果測量超出設(shè)定的限制，該注塑件將會(huì)被廢棄，或者，如果只是超出了一點(diǎn)，就要停下來等有資格人士第二次檢測。現(xiàn)在的注塑機(jī)配備了錄影機(jī)、電腦系統(tǒng)，這樣在注塑時(shí)，每一個(gè)注塑件都與儲(chǔ)存的要求映像相比較。每一個(gè)注塑件都要和標(biāo)準(zhǔn)注塑件的尺寸和視覺上的缺陷相比較。

·記錄注塑條件

永遠(yuǎn)不可忘記注塑的目的是在特定時(shí)間內(nèi)按指定的成本生產(chǎn)符合品質(zhì)要求的注塑件。要做到這點(diǎn)，基本是做準(zhǔn)確的記錄。在許多注塑機(jī)上按鈕就可以做到這點(diǎn)。若沒有按鈕，應(yīng)該完成適當(dāng)?shù)挠涗泦尾⒈Ａ糇⑺芗颖荆鳛閷淼膮⒖肌?/span>

·停機(jī)

最重要的是采取一個(gè)合理的停機(jī)過程，這樣便可節(jié)省大量時(shí)間和金錢。如果您要停機(jī)，正例如燃燒塑料，那么便沒有需要瀉出塑料，您可能會(huì)節(jié)省完全關(guān)閉和清潔注塑機(jī)的費(fèi)用。

·暫時(shí)的停頓

若注塑機(jī)暫停運(yùn)作，更須多次將余膠噴清或讓別的塑料來通過注塑機(jī)清洗射料缸的剩余塑料。遇上塑料退色，噴清的次數(shù)就要增加。進(jìn)行辦輕微修理時(shí)，射料缸的加熱器須調(diào)校至最低值，以盡量減低熱分解的可能。在更現(xiàn)代化的注塑機(jī)上，該過程可能會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

·整晚的停頓

注塑熱塑性塑料（如PS）前，如已預(yù)先停機(jī)一晚，就只須關(guān)閉底部的滑板及射料缸加熱器，將射料缸噴射干凈。射嘴完全清潔后，盡量把射料缸高度冷卻，等注塑機(jī)冷卻后關(guān)閉所有裝備，注塑機(jī)便可充分準(zhǔn)備好再次加熱。

·熱敏感性塑料

若塑料在注塑機(jī)內(nèi)分解可燃燒，最終會(huì)變色，使注塑件變成廢件。遇此情形，便須完全關(guān)閉注塑機(jī)，噴清干凈。預(yù)防方法是用一種熱穩(wěn)定性較高的塑料噴清遇熱敏感的塑料，這樣便能抵常駐隨時(shí)后再加熱。為了應(yīng)付塑料氧化的問題，操作者可以在射料缸中充滿塑料，如PE。

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·塑膠制品成型時(shí)變形重要原因：

（1）成品肉厚不同，且差距過大，收縮率大小不同而產(chǎn)生。

（2）射壓傳達(dá)不均勻，因密度高低而產(chǎn)生（澆口位置及型式）

（3）模溫分布不均勻，冷卻系統(tǒng)近澆口處要較冷，反之。

（4）分子配向差距過大。

（5）后結(jié)晶（結(jié)晶性塑膠）。

（6）內(nèi)應(yīng)力過高。

·鎖模壓力：

鎖模壓力必須大于塑料射入模內(nèi)之總壓力，若過低塑料即可能由分模面處溢出。壓力過高又會(huì)損耗機(jī)器，模具及浪費(fèi)電力。故適當(dāng)?shù)逆i模力是以成品射入模內(nèi)分模面不出毛邊為原則。

·螺桿功能：

螺桿對原料有輸送、混練、排氣、除濕、熔解及計(jì)量等功能，塑膠原料熔融時(shí)所需之熱量有百分之七十是來自螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生之磨擦熱，有百分之三十是來自電熱片補(bǔ)充之熱量。低黏度、小螺桿、熔膠轉(zhuǎn)速要加快。高黏度、大螺桿熔膠轉(zhuǎn)速要放慢。復(fù)合材料需放慢轉(zhuǎn)速。

射出速度：

射出速度之快慢，主要決定原料在模具之澆道中及模穴內(nèi)流動(dòng)之狀況。速度太快會(huì)產(chǎn)生毛頭過飽、燒焦及黏模，太慢易造成短射縮水，結(jié)合線明顯，須依實(shí)際需要分段調(diào)整。

·射出壓力：

射出壓力于射出速度有部分共同之影響，都是決定在模具內(nèi)原料如何能均勻的，徹底的適量的流滿各

角落，壓力太低會(huì)產(chǎn)生短射縮水，壓力太高會(huì)產(chǎn)生毛邊、黏模、內(nèi)應(yīng)力殘留日后變形、破裂、易損壞模具，機(jī)臺(tái)等。

·原料溫度：

成型時(shí)使原料恰當(dāng)熔融所需之熱量及溫度，因每種原料之熔融溫度及比熱不同而不同。溫度過低，原料熔融不均則短射，色澤不均，成品內(nèi)應(yīng)力高。加溫過高或過久，則因流動(dòng)性太好易使成品產(chǎn)生毛頭，又因冷卻溫度差異使成品產(chǎn)生縮水，嚴(yán)重時(shí)則使原料分解變質(zhì)甚至燒焦。

·模具溫度：

原料將大量之熱帶入模具，而成品則將部分之熱帶走，部分之熱又散入空氣中，因此欲使模具保持某一不變之溫度，在模具內(nèi)有時(shí)通冷凍水、冷水、熱水、熱油或加電熱棒，以使進(jìn)出模具內(nèi)之熱平衡而能保持某一不變之溫度。模溫太低，成品易產(chǎn)生短射，表面粗糙，內(nèi)應(yīng)力高，黏模。模溫太高，成品易產(chǎn)生收縮下陷、周期延長，故冷卻時(shí)間、模溫高低可依經(jīng)驗(yàn)來設(shè)定。

·溫度控制的必要性：

一.對成形性及成形效率而言

模溫高 流動(dòng)性佳，需處長成品冷卻時(shí)間。

模溫低 縮短固化時(shí)間，提高效率。

二.對成形品物性而言

模溫高 結(jié)晶度高，表面性質(zhì)較佳。

模溫低 材料迅速固化，成形壓力大，造成殘留應(yīng)力。

結(jié)晶化度不均勻，易引起后結(jié)晶、尺寸不安定。

三.對防止成品變形而言

冷卻不足 發(fā)生收宿下陷。

冷卻不均 收縮不平均，引起翹曲、扭曲。

肉厚不同、密度也會(huì)不同，收縮也會(huì)不同。

四.模溫控制型式

1．冷凍機(jī) 8℃-15℃之間冷卻，注意冒汗生銹之問題。

2．水溫機(jī) 96℃以內(nèi)，直接補(bǔ)充水源。

3．油溫機(jī) 150℃以內(nèi)，油溫循環(huán)間接用水冷卻。

4．電熱片、棒 200℃以內(nèi)，小心漏電。

·模具溫度對注塑成型的影響

模具溫度是注塑成型中最重要的變量——無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個(gè)熱的模具表面使塑料表面長時(shí)間保持液態(tài)，足以在型腔內(nèi)形成壓力。如果型腔填滿而且在凍結(jié)的表皮出現(xiàn)硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復(fù)制就高。另一方面，如果在低壓下進(jìn)入型腔的塑料暫停了，不論時(shí)間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會(huì)造成污點(diǎn)，有時(shí)被稱為澆口污斑。

對于每一種塑料和塑膠件，存在一個(gè)模具表面溫度的極限，超過這個(gè)極限就可能出現(xiàn)一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動(dòng)阻力更小。在許多注塑機(jī)上，這自然就意味著更快流過澆、澆口和型腔，因?yàn)樗玫淖⑺芰鲃?dòng)控制閥并不糾正這個(gè)改變，填充更快會(huì)在澆道和型腔內(nèi)引起更高的有效壓力?？赡茉斐梢缌厦叀Ｓ捎诟鼰岬哪Ｐ筒⒉粌鼋Y(jié)那些在高壓形成之前進(jìn)入溢料邊區(qū)域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料毛邊并溢出到分割線間隙內(nèi)。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現(xiàn)代化的流動(dòng)控制編程器也確實(shí)可以做到這點(diǎn)。

通常，模具溫度的升高會(huì)減少塑料在型腔晨有冷凝層，使熔融材料在型腔內(nèi)更易于流動(dòng)，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。同時(shí)，模具溫度的提高還會(huì)使零件張力強(qiáng)度增加。

·模具的保溫方法

許多模具，尤其是工程用的熱塑性塑料，在相對較高的溫度下運(yùn)行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機(jī)上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。所以要將模具與機(jī)板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預(yù)熱時(shí)間。

來源：網(wǎng)友郭先生投稿

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