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第三章注射成型原理及工艺特性

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注射成型工艺

注射成型工艺

1注射成型的原理、特点、应用原理：将粒状或粉状的塑料从注射机的料斗送入配有加热装置的机筒中进行加热熔融塑化，使之成为粘流态的熔体，然后再注射机柱塞的压推作用下，以很高的流速通过机筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合型腔中，经过一点时间的保压冷却定型后，开模分型即可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。

特点：应用：2注射成型的工艺过程答：注射成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后处理三部分。

（1）成型前的准备：原料外观的检查和工艺性能测定；原材料的染色及对料粉的造粒；对易吸湿的塑料进行充分的预热和干燥，防止产生斑纹、气泡和降解等缺陷；生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；对带有嵌件塑料制件的嵌加进行预热及对脱模困难的塑料制件选择脱模剂等。

（2）注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模。

注射过程又分为充模、保压、倒流、交口冻结后的冷却和脱模。

（3）塑件的后处理：退火处理、调湿处理。

3注射成型工艺参数：温度、压力、作用时间温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度。

料筒温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。

料筒后段温度应比中段、前段温度低5~10°C。

对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度偏高一些；对于螺杆式注射机，料筒前段温度略低于中段。

螺杆式注射机料筒温度比柱塞式注射机料筒温度低10~20°C。

压力分为塑化压力和注射压力。

作用时间（只完成一次注射成型过程所需的时间）亦称成型周期。

4注射成型周期包括哪几部分？答：注射成型周期包括(1)合模时间(2)注射时间(3)保压时间(4)模内冷却时间(5)其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件的时间）。

合模时间是指注射之前模具闭合的时间，注射时间是指注射开始到充满模具型腔的时间,保压时间是制型腔充满后继续加压的时间，模内冷却时间是制塑件保压结束至开模以前所需要的时间，其他是是指开模,脱模,涂脱磨剂,安放嵌件的时间。

注射成型原理及工艺特性

注射成型原理及工艺特性

目的和要求：1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择；2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。

重点难点：难点：工艺条件与各个因素之间的关系重点：成型时间成型温度成型压力注射成型又称注塑成型。

到目前为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑件。

注射成型不但用于热塑性塑料的成型，而且已成功应用于热固性塑料的成型。

注射成型塑件注射模一、注射成型原理注射机基本作用:①加热熔融塑料，使其达到粘流状态；②对粘流的塑料施加高压，使其射入模具型腔。

一、注射成型原理柱塞式注射机注射成型一、注射成型原理螺杆式注射机注射成型一、注射成型原理螺杆式注射机注射成型工作循环图：1-料斗2-螺杆转动传动装置3-注射液压缸4-螺杆5-加热器6-喷嘴7-模具螺杆式注射机的工作循环图：二、注射成型工艺过程1（1）塑料原材料的检验和预处理对吸水性强的塑料（聚碳酸酯等）要进行干燥处理，去除过多水分及挥发物，防止成型后塑件表面出现斑等缺陷。

箱式干燥机微电脑型料斗干燥机（2）嵌件的预热金属和塑料收缩率相差较大。

冷却时，嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围塑料层强度下降和出现裂纹。

预热车热风循环箱式预热炉箱式预热机井式预热炉（3）料筒的清洗螺杆式注射机采用对空注射法清洗。

柱塞式注射机的料筒存量大，必须将料筒拆卸清洗。

螺杆式料筒（4）脱模剂的选用由于工艺条件控制的不稳定性或塑件本身的复杂性，可能造成脱模困难，所以在实际生产中通常使用脱模剂。

常用的脱模剂有三种：硬脂酸锌、液体石蜡（石油）和硅油。

耐高脱模剂温硅油脱模剂2. 注射过程（1）加料：原料为粉状或粒状注射加料（2）塑化在规定时间内塑化出足够数量的熔融塑料；塑料熔体进入模具型腔前应达到规定的成型温度；熔体各点温度应均匀，避免局部过高或过低。

（3）充模（完全充模）（4）保压/压实补充型腔中塑料收缩的需要，保持型腔压力不变。

（5）倒流阶段原因：浇口没有冷却、螺杆或柱塞后退时，型腔压力比浇注系统压力高。

塑料成型原理与工艺

塑料成型原理与工艺
1—凸模固定板 2—上凸模 3—凹模 4—下凸模 5—凸模固定板 6—垫板
压缩成型与注射成型相比的优点是： （1）无浇注系统，耗料少； （2）设备使用及模具较简单； （3）易于成型流动性较差如以纤维为填料的塑料； （4）制品收缩率小，变形小，各向性能比较均匀； （5）能成型面积大、厚度又比较小的大型扁平制品。
缺点是： （1）生产周期长，效率低； （2）不易成型尺寸精度要求较高、形状复杂、壁厚 相差较大及带有精细易断嵌件的制品； （3）劳动强度大，难以实现自动化，劳动条件较差； （4）模具寿命较短。
2．2．2 压缩成型工艺过程
压缩成型工艺过程主要包括预压、预热和 干燥、嵌件的安放、加料、闭模、排气、固化、 脱模、清理模具、制品后处理等。
但模温也不能过低，过低的模温不仅使 固化速度慢，而且效果差，也会造成制品的 灰暗，甚至表面发生肿胀，这是因为固化不 完全的外层受不住内部挥发物压力作用的结 果。
成型厚度较大的制品时，宜采用降低模 具温度，延长成型时间的工艺规程。
3．压缩成型时间
成型时间是指从闭模加压起，物料在模具 内升温到固化脱模为止的这段时间。它直接 影响制品的成型周期和固化度。
1.压缩成型前的准备工作
（1）预压
在压缩成型前，将松散的粉状或纤维状的 热固性塑料在室温下预先用冷压法（即模具不 加热）压成重量一定、形状一致的密实体的过 程称为预压，所得到的物体称为预压物（或压 锭、型坯、压片）。
预压的作用主要有：
（1）加料快而准确。避免加料过多或不足而造成 的残次品。
（2）减小模具的加料室，降低模具制造成本。
（1）加料 （2）塑化 （3）加压注射 （4）保压 （5）冷却定型 （6）脱模
3. 塑件的后处理 塑件经注射成型后，除去浇口凝料，修饰浇口处余料

注射成型的原理、特点、工艺及应用

注射成型的原理、特点、工艺及应用
•
除少数热塑性塑料（氟塑料）外，几乎所有的 热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑件。 注射成型丌仅用于热塑性塑料的成型，而丏已 经成功地应用于热固性塑料的成型。目前，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 成型制品占目前全部塑料制品的20－30％。为 迚一步扩大注射成型塑件的范围，还开发了一 些与门用于成型有特殊性能或特殊结构要求塑 件的与用注射技术．如高精度塑件的精密注射、 复合色彩塑件的多色注射、内外由丌同物料构 成的夹芯塑件的夹芯注射和光学透明塑件的注 射压缩成型等
模具温度通常是由通入定温的冷却介质 来控制的；也有靠熔料注入模具自然升温和 自然散热达到平衡的方式来保持一定的温度； 在特殊情况下，也可用电阻丝和电阻加热棒 对模具加热来保持模具的定温。但无论怎样， 对塑料熔体来说，都是冷却的过程。
2 、压 力
a）塑化压力(背压)
•
指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔体在螺 杆旋转后退时所受的压力。 • 塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、 色料的混合均匀并排出熔体中的气体。但塑化速 率降低，延长成型周期。 • 一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑 化压力应越低越好，一般为6MPa左右，通常很 少超过20MPa
C）保压压力
• 保压压力↑模腔压力↑制品密度↑收
缩率↓
3、时间
七、塑料成型工艺规程的制订
• 根据塑件的使用要求及塑料的工艺特性，正确选
择成型方法，确定成型工艺过程及成型工艺条件， 合理设计塑料模具及成型设备的选择等，保证成 型工艺的顺利迚行是的塑件达到要求的这一系列 工作通常称为制定塑件的工艺规程。它是塑料成 型生产中的一种具有指导性的技术文件，是组织 生产的重要依据，贯穿于生产工艺过程的各个阶 殌，必须严格执行。
1 、塑件的分析

第三章注射成型原理及工艺

第三章注射成型原理及工艺

3.1.3注射成型工艺参数 注射成型工艺条件
3.成型时间
成型周期或总周期 —— 完成一次注射模塑过程
所需的时间。 注射时间
保压时间
充模时间
成型周期
闭模冷却时间
其它时间
3.1.3注射成型工艺参数
思考与练习：
1.模塑前准备及过程（填写工艺流程图） 2.螺杆式及柱塞式注射机的不同特点？
问题：
1.注射过程分为哪几个阶段？
注射模塑 ——又称注射成型(Injection
颗粒、粉 状塑料 注射机 料筒 加热 熔融
Molding )，主要
用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。
充模
冷却 固化
塑件
3.1 注射成型原理及工艺
3.1.1 注射成型原理及注射机
1.注射机的主要作用
加热熔融塑料，达粘流态
在一定压力和速度下将塑料注入型腔
③模具温度：
温度过高 —— 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；
温度太低 —— 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。
3.1.3注射成型工艺参数 注射成型工艺条件
2.压力
①塑化压力：
又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压 力），由液压系统溢流阀调整大小。（补充概念）
②注射压力：
柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大 小一般为40～130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保 证一定的充模速率。 注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺 寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。
2.注射成型工艺条件有哪些？
目的与要求：
1.了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择；
2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。

大部分名词解释、简答题分布

大部分名词解释、简答题分布

注射成型原理及工艺特性一、填空题1. 螺杆式注射机的模塑工作循环为：2. 注射模塑工艺包括、、等工作。

3、螺杆式注射机在注射成型前，当注射机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒．清洗的方法有和。

4、注射模塑成型完整的注射过程包括、、、、。

5、注射成型时熔体充型与冷却过程可分为、、和四个阶段．6、根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调质处理。

7. 注射模塑工艺的条件是、和。

8、在注射成型中应控制合理的温度，即控制、和温度．9. 注射模塑过程需要控制的压力有压力和压力．10. 注射时，模具型腔充满之后，需要一定的时间二、判断题1注射成型时，型抢内与外界压力之差称为残余压力。

残余压力值可为正值，负值，也可为零。

当为正值时，脱模容易。

（X ）2塑件的退火温度一般控制在相变温度以上18 度至20度或低于热变形温度10 度至20度。

( X )3在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度．（√）4选择料筒和喷嘴温度考虑的因素很多，应结合实际条件初步确定适当温度，然后对塑件进行直观分析并检查熔体的对空注射情况，进而对料筒和喷嘴温度进行调整。

（√）5注射模塑时的塑化压力是指螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受的压力。

它可以通过螺杆转速来调整。

( X )6注射模塑成型时，注射压力应从较低的注射压力开始，再根据塑件质量，然后酌量增减，最后确定注射压力的合理值。

（√）三、名词解释调湿处理背压退火处理脆化温度熔体破裂塑化四、简答题1. 注射成型的特点？p582. 简述注射成型原理。

P582. 注射成型过程分为几个阶段？p603. 注射成型前的准备工作有哪些？p604. 简述注射成型过程．P595. 何谓注射成型压力？注射成型压力的大小取诀于哪些因素？p636. 注射模塑成型时影响料筒温度的因素有哪些？p627.什么是模塑工艺规程？如何编制模塑工艺规程？五、选择题1对同一种塑料，螺杆式注射机的料筒温度比柱塞式注射机的料筒温度要求（ B )。

简述注射成型原理

简述注射成型原理

简述注射成型原理注射成型是一种常见的塑料加工工艺，也被称为注塑。

它是利用塑料熔融后的流动性，通过高压将熔融塑料注入模具中，经冷却后得到所需的制品。

注射成型工艺具有生产效率高、制品精度高、表面质量好等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。

首先，注射成型的原理是将固态的塑料颗粒加热融化，然后通过高压将熔融状态的塑料材料注入到模具腔内，经过一定的冷却时间后，塑料材料在模具内部凝固成型，最终得到所需的制品。

在注射成型的过程中，首先需要将塑料颗粒放入注射机的料斗中，然后通过加热系统将塑料颗粒加热到熔融状态。

当塑料颗粒完全熔化后，注射机的螺杆开始旋转，将熔融的塑料材料推进注射缸内。

注射缸内的塑料材料在螺杆的作用下产生高压，然后通过喷嘴将熔融的塑料材料注入到模具腔内。

在模具腔内，塑料材料经过一定的冷却时间后开始凝固，最终形成所需的制品。

注射成型的模具通常由上模和下模组成，上模和下模在闭合状态下形成了模具腔。

在注射成型过程中，模具的闭合和开启是由注射机的液压系统控制的。

注射成型的原理可以简单总结为，加热熔化塑料颗粒、高压注射塑料材料、冷却凝固成型。

这一工艺流程中，每个环节都至关重要，任何环节出现问题都可能导致制品质量不合格。

在实际生产中，注射成型工艺需要根据所需制品的形状、尺寸、材料等特性进行合理的模具设计和工艺参数设置。

同时，注射成型工艺的稳定性和精度受到模具、注射机、原料等多方面因素的影响，需要在生产过程中进行严格的控制和调整。

总的来说，注射成型工艺是一种高效、精密的塑料加工工艺，它的原理简单清晰，但在实际应用中需要综合考虑材料特性、模具设计、工艺参数等多方面因素，才能保证制品质量和生产效率。

希望通过本文的简述，读者能对注射成型工艺有一个初步的了解，为相关行业的生产实践提供一定的参考价值。

注射成型

注射成型
6.1 概述
注射成型就是将塑料（一般为粒料）从注射机的料斗 送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状态后，由柱塞 或螺杆的推动，使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑 模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却（热 塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后即可保持注 塑模型腔所赋予的形样，松开模具取得制品，完成一 个模塑周期。
6.2.3 注塑模具
7.结构零件
导向零件：确保动、定模合模时准确对中。 脱模装置：将制品能迅速和顺利的自型腔中脱出。 抽芯机构：制品的侧面带孔或凹槽时，除少数制品 可以强制脱模外，在模具中均应设置侧向分型或侧 向抽芯机构。 8.加热或冷却装置 使熔料在模具内固化定型的装置。
可自然冷却，也可用冷却介质通入模具的专用管道来 实现。
防止嵌件的周围出现裂纹或导致制品强度下降。 预热可减少熔料与嵌件的温差，使嵌件周围的熔料冷 却较慢，收缩均匀，产生热料补缩作用，防止内应力 的产生。 预热温度：110～130℃。 4.脱模剂的选用 使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面的一种 助剂。如：硬脂酸锌（PA除外）、液体石蜡（PA常 用）、硅油（较昂贵）。注意润滑剂的用量要适中。
6.3.2 注射过程
则加热效率Eh
即：实际温升与最大温升之比。
T2 T1 Eh TW T1
Eh值高，有利于塑化。
（2）加热效率的影响因素 ①在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的 受热时间t与料筒中的存料量Vp，每次注射量W和注 射周期tc有如下关系： V p tc t W 则存料量多，注射周期长，都可增长受热时间。
6.2.3 注塑模具
型腔设计原则:
（1）根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差 、 使用要求等来确定总体结构； （2）选择分型面，确定浇口和排气孔的位置，脱模方 式等； （3）按制品尺寸进行各种零件的设计及各个零件间的 组合方式； （4）对成型零件进行整齐的选材、强度、刚度的校核；

注射成型

注射成型

模具温度： 直接影响产品的质量（表面和内部）和产量。 例如：结晶型塑料，模具的温度影响熔体冷却的速 度，从而关系到产品的结晶。模温高有利于结晶，同时 有利于大分子的松弛，但是成型周期长，而模温低不利 于结晶，有些塑料会出现后结晶，所以一般采用中等模 温。 无定型塑料模具温度的高低影响充模情况和冷却速 率。
•模具温度通常低于Tg或不易引起制件变形的温度，脱模温度稍高于模温。
•粘度大（如聚碳酸酯、聚砜）宜选择高模温。粘度小（如PE、PA）宜选 择低模温。
•考虑对分子取向、结晶、制品内应力和各种物理机械性能的影响。 • 模温低，取向作用大，内应力高，不利于结晶；
（2）压力
塑化压力（背压）：
螺杆式注射成型机在塑化时，螺杆顶部熔料在螺杆旋 转后退时所受到的压力称为塑化压力，也称背压。 这一压力的大小可以通过调整液压系统中的溢流阀来 调节。 如果外界条件不变： 增加塑化压力，将增加剪切作用，提高熔体的温度， 但会减小塑化的速率，增大逆流和漏流。 增加塑化压力能使熔体的温度均匀、色料混合均匀、 排出熔体中的气体。但会导致模塑周期延长，塑料降解。 实际应用中，在保证质量的前提下塑化压力应越低越 好，很少超过2MPa。
要考虑：
◆原料的热性能，Tf（Tm）～Td
◆Tf～Td间温度较窄的热敏性塑料，分子量较低和分子量分布较
宽的塑料，料筒温度应选择较低值，比Tf稍高即可；
◆Tf～Td分布较宽，分子量较高，分子分布较窄的塑料，料筒温
度可适当选取较高值；
◆同时考虑塑料在料筒中停留的时间。一般，料筒温度高，物
料在料筒中的停留时间应缩短，如：聚甲醛、聚三氟氯乙烯、 聚氯乙烯更为重要。
（3）时间（成型周期）
二、注射成型原理
利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的粒料 或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加

注射成型工艺的定义及应用

注射成型工艺的定义及应用

注射成型工艺的定义及应用注射成型工艺是一种非常常用的塑料加工方法，适用于制造各种复杂形状的塑料制品。

该工艺通过将加热熔融的塑料材料注入到模具中，然后通过冷却和固化来制造出所需形状的制品。

注射成型工艺可以应用于各个领域，如汽车、电子、家电、医疗设备、玩具等。

注射成型工艺的原理是将固态塑料加热到熔融状态，然后使用注射机将熔融塑料注入到预先设计好的模具中。

在注入过程中，注射机通过高压力将熔融塑料注入到模具的腔体中，待塑料冷却和固化后，模具打开，制品从模具中取出。

在整个过程中，需要精确控制注射压力、温度和注射时间等参数，以确保所制造的产品具有高质量。

注射成型工艺具有以下几个优势：1. 生产效率高：注射成型工艺采用自动化生产方式，可以实现高速生产，提高生产效率。

2. 制品质量高：注射成型工艺可以制造出复杂形状的制品，能够满足高精度和高质量的要求。

3. 生产成本低：注射成型工艺可以大批量生产，减少人工成本和材料浪费，降低生产成本。

4. 环保节能：注射成型工艺不会产生废水废气等污染物，符合环保要求，同时也可以节约能源。

注射成型工艺广泛应用于各个行业，下面我将依次介绍几个应用领域：1. 汽车行业：汽车零部件如仪表盘、门板、车灯等都可以通过注射成型工艺来制造。

注射成型工艺可以实现复杂形状、轻量化和高韧性要求，满足汽车工业不断提高产品质量、降低成本的需求。

2. 电子行业：注射成型工艺在电子行业中的应用非常广泛，如手机壳、键盘、电视外壳、充电器等。

注射成型工艺可以制造出光滑、细腻的外观，为电子产品增加美观度和手感。

3. 家电行业：家电制品如冰箱、洗衣机、风扇等都可以采用注射成型工艺制造。

注射成型工艺可以实现产品结构复杂、组装方便、使用寿命长等特点，满足家电行业对产品功能和性能的要求。

4. 医疗设备：注射成型工艺在医疗设备制造中也有广泛应用，如注射器、输液器、雾化器等。

注射成型技术可以实现医疗器械的高精度制造，确保产品无菌、安全可靠。

注射成型技术的原理、工艺及应用

注射成型技术的原理、工艺及应用

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第三章-注射成型

第三章-注射成型
7
注射机的分类 注射机的合模系统与注射系统相对位置划分。 卧式注射机（合模系统与注射系统一线水平排
列）、立式注射机（一线垂直）、角式注射 机（垂直排列）、多模注射机（多工位注射 机）
8
9
10
3.2.2注射系统
注射系统的主要作用 ✓ 塑化 ✓ 注射 ✓ 保压 ✓ 主要包括柱塞式和螺杆预塑式
11
、
选用 品烧伤现象。
注
注射速率一般依成型条件、模具结构、塑料性能、
射
制品形状、壁厚等确定。合理地提高注射速率，能
时
缩短生产周期，减小制品的尺寸公差，能在较低的
间
模温下顺利地获得优良的制品。
34
注射速度(cm/s)、注射速率(cm3／s)、注射时间(s) 注射时，熔料经喷嘴进入温度较低的模腔内、
随着时间的延长，熔料的流动性逐渐减弱为确保 熔料充满模腔，就必须缩短注射时间。也就是提 高注射速度或注射速率。
15
注射系统的主要零部件: 加料装置 （由料斗、加料计量装置及其它辅 助装置组成）、料筒、柱塞与分流 梭、螺杆、喷嘴、加压和驱动装置 组成。
16
料筒是物料的预热室, 又是塑化室 柱塞与分流梭 分流梭是装在料筒前端内腔中形似鱼雷 体的部件, 其作用是使料筒内物料分流, 加 大传热面积, 减少物料层的厚度 螺杆 长径比为15—18, 压缩比2—2.5； 加料段、 压缩段和均化段三段长度约为螺杆全长的 50％、25％和25％；注射螺杆头部一般为 尖头, 目的是防止物料残存在料筒端部而引 起物料降解、螺杆头部装上一个止逆环, 从 而防止物料回流。
注射速度: 指注射时，螺注射杆行或程 柱塞移动速度， 注射速可度 用下式表示:
注射时间
Z SZ t

注射成型工艺分析

注射成型工艺分析

③ 充模。塑化好的塑料在注射机的螺杆或柱 塞的快速推进作用下，以一定的压力和速度经注 射机喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔 的过程称为冲模。
④ 保压。在模具中熔体冷却收缩时，继续保 持施压状态的柱塞或螺杆迫使浇口附近的熔料不 断补充入模具中，使型腔中的塑料能成型出形状 完整而致密的塑件，这一阶段称为保压。
2.注射成型工艺过程 一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准 备、注射过程及塑件的后处理。 （1）成型前的准备工作 为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，在 注射成型之前应进行一些准备工作： ① 原料的检验和预处理。在成型前应对原料
进行外观和工艺性能检验，内容包括色泽、粒度 及均匀性、流动性、热稳定性、收缩性、水分含 量等。
常用塑料中，需要较高模具温度的有聚碳酸酯、
聚砜和聚苯醚等；采用较低模具温度的有聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等。
（2）压力 注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压 力，它们关系到塑料的塑化和塑件的质量。 ① 塑化压力 塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部
熔体在螺杆旋转后退时所受的压力，亦称背压， 其大小可以通过注射机液压系统中的溢流阀来调 整。
①注射装置 注射装置是注射机最主要的组成部分之一，其 主要作用是将塑料均匀地塑化，并以足够的压力 和速度将定量的熔料注射到模具型腔中。注射装 置由塑化部件（包含螺杆、料筒和喷嘴）以及料 斗、计量装置、传动装置、注射和移动液压缸等 组成。 ② 合模装置 合模装置主要由前后固定模板、移动模板、连 接前后固定模板用的拉杆、合模油缸、连杆机构、 调模装置、顶出装置和安全保护机构组成。其作 用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时，在
塑化压力大小对熔体实际温度、塑化效率及成
形周期等均有影响。在其他条件相同的情况下， 增加塑化压力，会提高熔体的温度及其均匀性， 使色料的混合均匀，易于排出熔体中的气体。但 增加塑化压力会降低塑化速率，从而延长成型周 期，而且增加了塑料分解的可能性。

注射成型 原理

注射成型 原理

设备 合模装置 用以闭合模具的定模和动模，并实现模具开闭动作及顶出成品。 注塑模具 简称注模（图2）。它由浇注系统、成型零件和结构零件所组成。①浇注系统是指自注射机喷嘴到型腔的塑料流动通道；②成型零件是指构成模具型腔的零件，由阴模、阳膜组成；③结构零件，包括导向、脱膜、抽芯、分型等各种零件。模具分为定模和动模两大部分，分别固定于合模装置之定板和动板上，动模随动板移动而完成开闭动作。模具根据需要可加和可模塑性，将松散的粒料或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。
1、成型前的准备
为了使注射成型顺利进行和保证制品质量，生产前需要进行原料预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等一系列准备工作。
2、注射过程
注射过程一般包括：加料——塑化——注射——冷却——脱模。 加料： 由于注射成型是一个间歇过程，因而需定量（定容）加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得高质量的塑件。 塑化： 成型物料在注射机机筒内经过加热，压实以及混合等作用，由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体之过程。 注射： 柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒 前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速送入封闭模腔的过程。注射又可细分为流动充模、保压补缩、倒流三个阶段。 冷却： 当浇注系统的塑料以及冻结后，继续保压已不再需要，因此可退回柱塞或螺杆，卸除料筒内的塑 料熔体的压力，并加入新料，同时在模具内通入冷却水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步的冷却，这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料熔体注入型腔起就开始了，它包括从充模、保压到脱模前的这一段时间。 脱模： 塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。

高分子材料成型加工(注射成型)

高分子材料成型加工(注射成型)

二.注射机的基本结构
高分子材料成型加工
1. 注射系统
作用
①塑化—能在规定的时间内将规定数量的物料均匀
地熔融塑化，并达到流动状态
②注射—以一定的压力和速度将熔料注射到模具型 腔中去 ③保压—注射完毕后，有一段时间螺杆保持不动， 以向模腔内补充一部分因冷却而收缩的熔料，使制 品密实和防止模腔内的物料反流
高分子材料成型加工
四、注射工艺及成型条件
塑化过程：料筒温度、螺杆转速和螺杆背压 注射充模过程：注射压力、充模速度、保压 时间 固化过程：模具温度、固化时间
高分子材料成型加工
第六节 反应注射成型 React Injection Moulding（RIM） 一、反应注射成型 定义

将两种具有化学活性的低相对分 子量液体原料在高压下撞击混合， 然后注入密闭的模具内进行聚合、 交联固化等化学反应而形成制品 的工艺方法

高分子材料成型加工
对厚制品，采用较高模温 对薄制品，采用较低模温 料筒温度高，模温高的模温； 2、压力 塑化压力（背压）：



采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后 退时所受的压力 作用 塑化压力高，有利于提高塑化，但对热敏性聚合物 不利。 对塑化量的影响：背压高，塑化量降低。 背压高，物料压力大，当压力大于喷嘴封闭料流的 压力，会有流涎现象。 背压高，螺杆扭矩高，对塑化电机的负荷大。
2、热固性塑料熔体在充模过程中的流动

3、热固性塑料在模腔内的固化
高分子材料成型加工
二、注射原料要求
热固性塑料注射成型工艺性能的基本要求 是：在低温料筒内塑化产物能较长时间保 持良好流动性，而在高温的模腔内能快速 反应固化。
酚醛塑料最适合 不饱和聚酯塑料和三聚氰胺塑料 环氧树脂注射成型时技术难度较大

注射成型原理及工艺特性

注射成型原理及工艺特性
塑件及模具结构：对于薄壁制件料筒温度高于厚 壁制件；形状复杂或带有嵌件的制件料筒温度也 应高一些。
料筒温度的分布，一般遵循前高后低的原则， 即料筒后段（加料口）温度最低，喷嘴温度最 高。对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔 料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导 致塑料热降解，可使料筒前段温度略低于中段。
（3）模具温度 模具温度的高低决定于塑料的 特性、塑件尺寸与结构、性能要求及其它工艺 条件。模具温度↑，流动性↑，密度和结晶度↑， 收缩率和生产率↓。
模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制
的；也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热 达到平衡的方式来保持一定的温度；在特殊情 况下，也可用电阻丝和电阻加热棒对模具加热 来保持模具的定温。但无论怎样，对塑料熔体 来说，都是冷却的过程。
塑化压力（背压） 注射压力
一、温度
（1） 料筒温度 料筒温度应在粘流温度（或熔 点）和热分解温度 之间。柱塞式料筒温度高于螺 杆式料筒温度10～20℃。
塑料特性：热敏性塑料如聚甲醛、聚氟乙烯等要 严格控制料筒的最高温度和在料筒中的停留时间； 增加玻璃纤维的热塑性塑料由于流动性差而要适 当提高料筒温度。热固性塑料为防止熔体在料筒 时发生早期硬化，料筒温度趋向取小值。
判断料筒温度是否合适，可采用对空注射法观 察或直接观察塑件质量的好坏。对空注射时， 如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明 料温合适；如果料流毛糙，有银丝或变色现象， 则说明料温不合适。
（2）喷嘴温度 一般略低于料筒最高温 度，以防止熔料在喷嘴处产生流涎现象。 但不能过低，否则熔料在喷嘴处会出现早 凝而将喷嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔 而影响塑件的质量。
脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、 液态石蜡和硅油。
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调湿处理： 将刚脱模的塑件放入加热介质（如 沸水、醋酸钾溶液）中，加快吸湿平衡速度的 一种后处理方法。（主要用于吸湿性很强且又 容易氧化的塑料，如PA） 温度 100~121℃（热变形温度高时取上限，反 之取下限）。 时间 保温时间与塑件厚度有关，通常取2~9h。 目的 消除残余应力；使制品尽快达到吸湿平衡， 以防止在使用过程中发生尺寸。
二、压力



（1）塑化压力（背压）：指采用螺杆式注射 机时，螺杆顶部熔体在螺杆旋转后退时所受的 压力。 塑化压力增加，熔体的温度及其均匀性提高、 色料的混合均匀并排出熔体中的气体。但塑化 速率降低，延长成型周期。 一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑 化压力应越低越好，一般为6MPa左右，通常 很少超过20MPa



2．叙述注射成型工艺过程。 答：注射成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后 处理三部分。 （1）成型前的准备：原料外观的检查和工艺性能测定；原材料 的染色及对料粉的造粒；对易吸湿的塑料进行充分的预热和干燥， 防止产生斑纹、气泡和降解等缺陷；生产中需要改变产品、更换 原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；对带有 嵌件塑料制件的嵌加进行预热及对脱模困难的塑料制件选择脱模 剂等。 （2）注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模。注射过程又 分为充模、保压、倒流、交口冻结后的冷却和脱模。 （3）塑件的后处理：退火处理、调湿处理。
习 题


1．阐述螺杆式注射机注射成型原理。 答：螺杆式注射机注射成型原理如下： 颗粒状或粉状塑料经料斗加入到外部安装有电加热圈的料筒内， 颗粒状或粉状的塑料在螺杆的作用下边塑料化边向前移动，欲塑 着的塑料在转动螺杆作用下通过其螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴 附近；螺杆的转动使塑料进一步塑化，料温在剪切摩檫热的作用 下进一步提高，塑料得以均匀塑化。当料筒前端积聚的熔料对螺 杆产生一定的压力时，螺杆就在运动中后退，直至与调整好的行 程开关相接触，具有模具一次注射量的塑料欲塑和储料（即料筒 前部熔融塑料的储量）结束；接着注射液压缸开始工作，与液压 缸活塞相连接的螺杆以一定的速度和压力将溶料通过料筒前端的 喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中；保压一定时间，经冷却固 化后即可保持模具型腔所赋予的形状；然后开模分型，在推出机 构的作用下，将注射成型制件推出型腔。
第三章 注射成型原理及工艺特性
第一节 注射成型原理机的料斗， 在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动 状态，然后在一定压力下注人闭合的模具， 经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所 需的塑件。
注射成型工作循环
加料 预塑
合模
注塑充模
保压补缩
冷却定型
开模
清模
塑件脱模
二、注射成型特点

注射成型的生产周期短，生产率高，采用 注射成型可以生产形状复杂，尺寸要求高 及带有各种嵌件的塑件，这是其它塑料成 型方法都难以达到的；其次，注射成型在 生产过程容易实现自动化，如注射、脱模、 切除浇口等操作过程都可实现自动化，因 而注射成型得到了广泛的应用。





保压补缩 从熔体充满型腔后，在注射机柱塞 或螺杆推动下，熔体仍然保持压力进行补料， 使料筒中的熔料继续进入型腔，以补充型腔中 塑料的收缩需要，并且可以防止熔体倒流。 浇口冻结后的冷却 经过一段时间使型腔内的 熔融塑料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足 够的刚度，不致产生翘曲或变形。 脱模 塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件 推出模外。



退火处理 ：将塑件在定温的加热液体介质（如 热水、热油和液体石蜡等）或热空气循环烘箱 中静置一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种 热处理工艺。 温度 高于使用温度10°~15°或低于热变形温 度10°~20°。 时间 与塑料品种和塑件厚度有关一般可按每毫 米约半小时计算。 作用 消除塑件的内应力，稳定塑件尺寸，提高 结晶度、稳定结晶结构，从而提高其弹性模量 和硬度。
第三章 注射成型原理及工艺特性
第二节 注射成型工艺过程
注射成型工艺过程
原料外观检验及工艺性能测定
塑料预热和干燥
成型前的准备
料筒清洗 嵌件预热 脱模剂的选用 加料 塑化 充模
注射 成 型工艺
注塑过程
保压
倒流 冷却 脱模
注射
塑件的后处理
退火处理
调湿处理
一、 成型前准备


原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、 粒度及均匀性、流动性（熔体指数、粘度）热 稳定性及收缩率的检验。 塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥 发物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降 解，影响塑料制件的外观和内在质量。 物料干 燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥；大批 量生产，采用沸腾干燥或真空干燥。
三、时间
完成一次注塑过程所需的时间称为注塑 成型周期。
注射时间 成型 周期 充模时间(3~5s) 保压时间(20~120s)
合模冷却时间(30~120s)
其他时间 （开模、脱模、喷涂脱模 剂、安放嵌件、合模时间）
第三章 注射成型原理及工艺特性
第四节 塑料成型工艺规程 的制订

根据塑件的使用要求及塑料的工艺特性， 正确选择成型方法，确定成型工艺过程及 成型工艺条件，合理设计塑料模具及成型 设备的选择等，保证成型工艺的顺利进行 是的塑件达到要求的这一系列工作通常称 为制定塑件的工艺规程。它是塑料成型生 产中的一种具有指导性的技术文件，是组 织生产的重要依据，贯穿于生产工艺过程 的各个阶段，必须严格执行。
一、塑件的分析




塑件的形状、结构决定了模具的结构，且 对塑件能否顺利成型及成型后的质量有很 大的影响。为了确保塑件质量，通常需要 注意以下几点： 1. 塑料的分析 (1) 塑料使用性能的分析 (2) 塑料工艺性能的分析


2. 塑件结构、尺寸及公差、技术标准的 分析 (1) 塑件结构是否满足成型工艺性的要求 (2) 塑件尺寸、公差及技术标准
各种成型方法所成型出的合格塑件都应选 择适当的工艺条件。影响塑料成型工艺的 因素很多，需要控制的工艺条件也多，且 各工艺条件之间关系又很密切，所以必须 根据塑料的特性和实际情况全面分析，初 选较为合理的工艺条件，然后在试模过程 中根据塑件成型的实际情况及塑件的检验 结果对工艺条件逐步进行修正。
四、设备和工具的选择




3．注射成型工艺参数中的温度控制包括哪些内容？如何加以控 制。 答：注射成型工艺参数中的温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和 模具温度。 料筒温度 分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后 段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应比中段、 前段温度低5~10°C。 对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度 偏高一些；对于螺杆式注射机，料筒前段温度略低于中段。螺杆 式注射机料筒温度比柱塞式注射机料筒温度低10~20°C。 喷嘴温度 一般略低于料筒的最高温度。 模具温度 一般低于粘流态而高于玻璃态，决定于分子的结构特 点、塑件的结构及性能要求和其他成型工艺条件（熔体温度、注 射温度、注射压力和模塑周期）。在满足要求的情况下，采用尽 可能低的模具温度。
注射过程：合模（动模向定模移动）
注射过程：合模（动模与定模形成模腔）
注射过程：注塑（喷嘴移到定模的浇口 套，向模腔注入胶料）
注射过程：保压、冷却定型。
注射过程：开模（动模、喷嘴移开定模）
注射过程：顶杆将塑件顶出
三、塑件后处理


后处理原因及作用： 由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的 结晶、取向和冷却不均匀；或由于金属嵌 件的影响或由于塑件的二次加工不当等原 因，塑件内部不可避免地存在一些内应力， 从而导致塑件在使用过程中产生变形或开 裂，因此，应该设法消除。



料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜 色时均需清洗料筒。 嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降 低嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质 量。 脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、 液态石蜡和硅油。
二、注射过程



加料 将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。 塑化 通过注射机加热装置的加热，使得螺杆中 的塑料原料熔融，成为具有良好的可塑性的塑 料熔体 。 充模 塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的 推动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和 模具的浇注系统进入并充满模具型腔。


料筒温度的分布，一般遵循前高后低的原则， 即料筒后段（加料口）温度最低，喷嘴温度最 高。对螺杆式注射机为防止因螺杆与熔料、熔 料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩擦热而导 致塑料热降解，可使料筒前段温度略低于中段。 判断料筒温度是否合适，可采用对空注射法观 察或直接观察塑件质量的好坏。对空注射时， 如果料流均匀、光滑、无泡、色泽均匀则说明 料温合适；如果料流毛糙，有银丝或变色现象， 则说明料温不合适。


优点： 成型周期短、生产效率高、易实现自动化 能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属 或非金属嵌件的塑料制件 产品质量稳定 适应范围广



缺点： 注塑设备价格较高； 注塑模具结构复杂； 生产成本高、生产周期长、不适合于单件小批 量的塑件生产。 到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑 性塑料都可以用注塑成型的方法成型。另外， 一些流动性好的热固性塑料也可用注塑成型。



（2）注射压力 指柱塞或螺杆顶部对塑 料熔体所施加的压力。 作用：注射时克服熔体流动充模过程中的 流动阻力，使熔体具有一定的充模速率； 保压时对熔体进行压实和防止倒流。 大小：取决于注射机的类型、塑料的品种、 模具结构、模具温度、塑件的壁厚及浇注 系统的结构和尺寸等。


一般情况下： 粘度高的塑料注射压力>粘度低的塑料； 薄壁、面积大、形状复杂塑件注射压力高； 模具结构简单，浇口尺寸较大，注射压力较低； 柱塞式注射机注射压力>螺杆式注射机； 料筒温度、模具温度高，注射压力较低。