塑件注射速度的選擇

注塑加工過程的控制對最終的零件質(zhì)量和工藝的經(jīng)濟(jì)性有著直接的影響。對加工過程的控制參數(shù)必須深入研究以利于獲得最大的效益和最好的零件質(zhì)量。隨著家電產(chǎn)品的不斷更新，制品設(shè)計的復(fù)雜程度不斷增大，對注塑制件內(nèi)在和外在品質(zhì)要求不斷提高，給注塑企業(yè)的模具制造、工藝調(diào)整控制也就提出了更高的要求。隨著模具加工手段、精度的不斷更新提高，使得復(fù)雜化的制品設(shè)計得以實(shí)現(xiàn)；隨著注塑機(jī)電氣控制設(shè)計的不斷更新完善，使得復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具生產(chǎn)出較好質(zhì)量水平的制品有了保障。有了先進(jìn)的設(shè)備和良好的模具，還得有較好的工藝控制水平，才能使機(jī)器、模具、制品三者得以完美的結(jié)合。注塑過程中最重要的工藝條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力、速度和相應(yīng)的各個作用時間。而這些因素之間又是相互影響和制約的，如提高熔體、模具溫度，則可以降低注射壓力和速度等，反之則需要增加注射壓力和速度。各種工藝條件中影響的核心在于塑料的粘度變化，這一點(diǎn)對于注射過程中參數(shù)的合理選擇以及相互之間的影響至關(guān)重要。隨著人們對塑料熔體在注射過程中的流動和形變的研究的深入，越來越認(rèn)識到注射速度的參數(shù)選擇對提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。

注射速度高低的特點(diǎn)

在注射過程中采用高速注射存在以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴減少注射時間，縮短成型周期；

⑵提高塑料的流程，有利于薄壁制件的成型；

⑶提高制品的表面光澤度；

⑷可以提高熔接線的強(qiáng)度，使熔接紋不明顯；

⑸防止產(chǎn)生冷卻變形等。

在注射過程中采用低速注射存在以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴防止成型制品產(chǎn)生飛邊；

⑵防止產(chǎn)生噴射紋和流動紋；

⑶防止產(chǎn)生燃燒??；

⑷防止塑料熔體產(chǎn)生夾氣現(xiàn)象；

⑸防止產(chǎn)生分子取向變形等。

高速注射的優(yōu)點(diǎn)也正是低速注射的缺點(diǎn)，反之亦然。因此，在注射過程中采用高速和低速的組合就可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝的經(jīng)濟(jì)性。這也就是我們平常所指的多級注射技術(shù)，這在現(xiàn)代注塑機(jī)上已普遍使用。目前大多中型以上的注塑機(jī)已有五～六級注射壓力、速度變化以及三～四級保壓壓力變化（因保壓階段，熔體已充滿型腔，此時熔料經(jīng)保壓壓力流入型腔的補(bǔ)縮料已經(jīng)有限，故保壓速度的影響不大）。

注射速度選擇的原則

由于塑料制品的形狀復(fù)雜，塑料熔體在注射過程中流經(jīng)主流道、分流道、澆口以及模腔中各個斷面的流動與形變極為復(fù)雜。近年來，通過流變學(xué)的研究以及結(jié)合CAE技術(shù)，得出結(jié)論：要使制品質(zhì)量好而且內(nèi)應(yīng)力小，最重要的條件是必須使熔體的流場合理均勻，也就是熔體流動前沿速度在注塑過程不同時刻流經(jīng)不同截面時保持均勻穩(wěn)定，即線速度必須保持恒定，V=常量。這樣生產(chǎn)出的制品質(zhì)量好，不易出現(xiàn)縮癟和填充不足等缺陷，同時熔體在型腔內(nèi)的流動場均勻，保證了聚合物分子取向的合理，可獲得較好的制品表面質(zhì)量。

由于注塑制品幾何形狀復(fù)雜，塑料熔體流經(jīng)模腔各斷面的面積有大有小，阻力也有大有小，因此流量Q=V×S（S為斷面面積）也是變量，這就造成了流量是時間的函數(shù)關(guān)系，同時注射壓力也是時間的函數(shù)關(guān)系，兼顧到工藝的經(jīng)濟(jì)性即縮短注射時間和成型周期，因此需要用多級注射來實(shí)現(xiàn)，從而保證制件的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。

注射速度的合理選擇

根據(jù)注射過程中熔體的流動，我們一般將注射速度劃分為五個部分：

第一部分為主流道和分流道部分，原則上采用高速充填，這樣可以縮短成型周期，但必須考慮的是此高速注射不應(yīng)使表面出現(xiàn)質(zhì)量不佳的現(xiàn)象；

第二部分為澆口以及澆口附近的制品部分，這一階段針對不同原材料以及澆口形式作相應(yīng)的變化，通常采用較低的注射速度，特別是對于高粘度的樹脂，如PC、PMMA、ABS等，以及側(cè)澆口（直沖澆口，如柜機(jī)透明片、窗機(jī)面板門蓋及縱向葉片等），防止出現(xiàn)噴射紋以及澆口霧斑等現(xiàn)象。若澆口采用點(diǎn)澆口或搭接式澆口并且原材料為低粘度的樹脂如PP、PA、PBT等以及澆口附近表面質(zhì)量要求不高的情況下，則可采用高速注射；

第三部分為成型制件的主體部分，也就是澆口附近的制品被充填后到成型制件重量約70%～80%左右，這一部分采用高速注射的原則，目的在于縮短成型周期，減小熔體在金屬模腔內(nèi)的粘度變化，同時還可提高制品表面的光澤度，并謀求減少由于最后充模時塑料壓力降低而引起的變形，提高熔接縫強(qiáng)度，改善熔接線外觀；

第四部分為接近于快充滿型腔85%～90%左右，這一部分采用中速注射，目的是為向下一階段的低速注射進(jìn)行過渡，同時防止成型制品偏厚以及由于澆口不均衡而產(chǎn)生飛邊；

第五部分為最終充滿型腔部分，此處應(yīng)采用低速注射，防止產(chǎn)生飛邊、燃燒印，并且提高制品的尺寸和重量的穩(wěn)定性，同時還可以控制降低鎖模壓力。

注射速度曲線的給定與修正

知道了注射速度的選擇原則和合理分布，在實(shí)際操作過程中如何準(zhǔn)確地設(shè)定注射速度曲線也就成了工藝人員把握的重點(diǎn)。注射速度的給定：工藝人員在設(shè)定注射速度曲線時應(yīng)把握兩點(diǎn)，⑴是注射速度的大小，⑵是注射位置的給定。通常的做法是采用“0注射法”給定螺桿注射位置，即將第二段注射壓力、速度置于0，調(diào)整注射位置來觀察實(shí)際注射成型制品的大小形狀，與所需確定的位置進(jìn)行比較來確定，然后再給定二級注射壓力、速度、位置，將三級注射壓力、速度置于0，同樣比較輸入的位置是否合理，依此類推確定給料量；然后調(diào)整速度，一般由低向高進(jìn)行調(diào)整，在不影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的前提下，盡量采用高速充填，以縮短成型周期。注射速度的修正：在修正注射速度曲線時需反向確定，即首先確定調(diào)整注射速度，然后進(jìn)行注射速度變化的轉(zhuǎn)換位置的復(fù)核，因為在給定注射曲線時注射位置基本上符合我們的預(yù)期，然而由于注射速度的變化會使相同注射速度轉(zhuǎn)換位置的充填結(jié)果產(chǎn)生偏差。

在進(jìn)行多級注射時，注射壓力和注射速度也是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的。當(dāng)充填時間很短時，由于流程較長，熔體的流動速率（注射速度）也越高，因而需要的注射壓力也越高。另外，增加充填時間（即降低注射速度），聚合物受冷卻時間也長，從而使得聚合物遇到冷模具而產(chǎn)生的冷凍層也越厚，導(dǎo)致了中間熔融流動層的減薄，熔體的粘度增大，阻力增加，因此也需要較高的注射壓力才能充滿型腔。因此在調(diào)整注射壓力時應(yīng)將注射壓力調(diào)整得稍高一些，這樣可以使得通過調(diào)整各段的注射速度從而準(zhǔn)確地控制產(chǎn)品的飛邊和缺料以及其它缺陷。這也就是宇部注塑機(jī)的壓力、速度控制設(shè)計的思想：注射壓力為一段，注射速度為六段，通過注射速度的調(diào)整來把握克服產(chǎn)品的缺陷。

實(shí)例分析

柜機(jī)橫條分析

注塑機(jī)：220t

澆口形式：側(cè)澆口

材料：ABS

要求：解決澆口流痕，制品收縮。

產(chǎn)生原因及解決方法：澆口流痕是由于熔體噴射產(chǎn)生流動紋；模具上將澆口噴射角對準(zhǔn)型芯，避免直接噴射，另外工藝調(diào)整將熔體流經(jīng)澆口時放慢注射速度。由于一級注射速度放慢，熔體遇到冷模具時凝固且凝固層較厚，所需注射壓力較大，因此將二級注射速度提高，減少充填時間，盡量降低注射壓力，同時防止制品收縮，待快要充填滿型腔時將注射速度減慢，以防飛邊出現(xiàn)。

柜機(jī)上面板分析

注塑機(jī)：1300t
澆口形式：側(cè)進(jìn)澆扇形澆口
材料：ABS
要求：解決融合流痕，制品收縮，減輕熔接線

產(chǎn)生原因及解決方法：融合流痕是由于熔體經(jīng)過五個點(diǎn)澆口時剪切摩擦溫度上升，經(jīng)過側(cè)進(jìn)澆遇到冷的模具壁后迅速冷卻，兩股料流會合后共同向前推進(jìn)時相互摩擦剪切導(dǎo)致熔體破裂而產(chǎn)生融合流痕。模具上將側(cè)澆口直進(jìn)澆改為扇形澆口，增大融合角度，使得兩股料流在距離澆口很近的地方就開始進(jìn)行融合，盡量避免兩股料流的溫差以及溫度降，另外工藝調(diào)整將一級速度放大，待熔體流經(jīng)澆口時開始放慢注射速度以減小剪切速率待充填至產(chǎn)品50%時提高注射速度以保證充填完整并且維持注射壓力較低，減輕熔接線，在快要充填滿型腔時放慢速度減小飛邊以及減輕熔接線的光澤不均現(xiàn)象。

結(jié)束語

通過以上理論論述與實(shí)例分析，可以得出以下結(jié)論：

①通過調(diào)整注射速度可以克服注塑缺陷，改善制品的質(zhì)量，提高工藝的經(jīng)濟(jì)性；
②針對不同的制品結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料種類以及澆注系統(tǒng)，需分別進(jìn)行注射速度曲線的選擇與調(diào)整；
③在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中采用“0注射法”可以有效地進(jìn)行注射速度曲線的給定；
④影響注射速度的相關(guān)因素較多，需正確理解后進(jìn)行調(diào)整。

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