注塑成型的工艺条件基础知识

MOLDFLOW模具分析技术基础知识第一章MOLDFLOW 分析基础知识1.1注塑成型基础知识所谓注塑成型是指将已加热熔化的材料喷射注入到模具内,经由冷却与固化后,得到成品的方法.在树脂原料经由注塑机注塑成型变为塑料制品的整个过程中,包括以下几个部分.1.计量:为了成型一定大小的塑件,必须使用一定量的颗粒状塑料,这就需要计量.2.塑化:为了将塑料充入模腔,就必须使其变为熔融状态,流过充入模腔.3.注塑充模:为了将熔融塑料充入模腔,就需要对熔融塑料施加注塑压力,注入模腔.4.保压增密:熔融塑料充满模腔后,向模腔内补充因制品冷却收缩所需的物料.5.制品冷却:保压终止后,制品开始进入冷却定型时期.6.开模:制品冷却定型后,注塑机的合模装置带动模具动模部分与定模部分分离.7.顶件:注塑机的顶出机构顶出塑件.8.取件:通过人力或机械手取出塑件和浇注系统冷凝料等.9.闭模:注塑机的合模装置闭合并锁紧模具.1.2注塑成型机注塑成型机可分为柱塞式和螺杆式两种,这两种注塑成型机差不多上由注塑系统,锁模系统和模具组成..1.2.1注塑系统注塑系统是注塑机的要紧组成部分.它能够使树脂原料在注塞或螺杆的推动或旋转推进下平均塑化,在高压下快速注入模具,注塑系统包括加料装置,料筒,螺杆或柱塞,喷嘴,加压和驱动装置等.1.2.2锁模系统注塑机上实现锁合模具,启闭模具和顶出制件的机构称为锁模系统.熔料在高压下注入模具,必须施加足够大的锁模力才能保证模具严密闭合不溢料,锁模结构还应保证模具启闭灵活,准确,迅速和安全,并防止损坏模具和制件,幸免机械受到强烈震动,达到安全运行以延长机器和模具的使用寿命.1.2.3模具模具是为了将树脂原料做成某种形状而用来承接射出树脂的部件.注塑模具要紧由浇注系统,成型零件和结构零件组成.1.3注塑成型过程在注塑过程的塑化,填充,保压和冷却这四个要紧时期中,起要紧作用的工艺参数也随着注塑过程的变化而变化.1.塑化塑化是指塑料在料筒内经加热达到良好可塑性的流淌状态的全过程.塑化是注塑成型的预备时期.熔体在进入模腔之前应达到规定的成型温度,并能在规定时刻内达到足够数量,熔体温度应平均一致,不发生或极少发生热分解以保证生产的连续进行.2.填充这一时期从柱塞或螺杆开始向前移动起,直至模腔被塑料熔体充满为止.填充过程中包含的重要工艺参数有：熔体温度,注塑压力,填充时刻.充模刚开始一段时刻内模腔中没有压力,待模腔充满时,料流压力迅速上升达到最大值.充模的时刻与模塑压力有关,充模时刻长,先进入模内的塑料受到较多的冷却,粘度增大,后面的塑料就需要在较高的压力下才能进入模腔,反之,所需的压力那么较小.在前一情形下,由于塑料受到较高的剪切应力,分子定向程度比较大.这种现象假如保留到料温降低至软化点以后,那么制品中冻结的定向分子将使制品具有各向异性.这种制品在温度变化较大的使用过程中会显现裂纹,裂纹的方向与分子定向方向是一致的.而且,制品的热稳固性也较差,这是因为塑料的软化点随着分子定向程度增高而降低.高速充模时,塑料熔体通过喷嘴,主流道,分流道和浇口时产生较多的摩擦而使料温升高,如此当压力达到最大值时,塑料熔体的温度就能够保持较高的值,分子定向程度可减少,制品熔接强度也提高.充模过快时,在嵌件后部的熔接往往不行,致使制品强度变劣.3.保压这是指从熔体充满模腔时起,至柱塞或螺杆撤回时为止的一段时刻.保压时期包括的重要工艺参数有:保压压力,保压时刻.保压时期中,塑料熔体因受到冷却而发生收缩,但因塑料仍旧处于柱塞或螺杆的稳压下,料筒内的熔料会被连续注入模腔内补足因收缩而留出的间隙,假如柱塞或螺杆停在原位不动,压力曲线就会略有衰减;假如柱塞或螺杆保持压力不变,也确实是随着熔料入模的同时向前做少许移动,那么在此段中模内压力坚持不变.现在压力曲线与时刻轴平行.压实时期关于提高制品的密度,降低收缩和克服制品表面缺陷都有阻碍.此外,由于塑料还在流淌,而且温度又在不断下降,定向分子容易被冻结,因此这一时期是大分子定向形成的要紧时期.这一时期拖延时刻愈长,分子定向程度也将愈大.4.冷却这一时期是指从浇口的塑料完全冻结时起,到制品从模腔中顶出时为止.冷却时期包括的重要工艺参数是冷却时刻冷却时模腔内压力迅速下降,模腔内塑料在这一时期内要紧是连续冷却,以便制品在脱模时具有足够的刚度而不致发生扭曲变形.在这一时期内,虽无塑料从浇口流出或流入,但模内还可能有少量的塑料流淌,因此到制品脱模时,模内压力不一定等于外界压力,模内压力与外界压力的差值成为残余压力.残余压力的大小与压实时期的时刻长短有紧密关系.残余压力为正值时,脱模比较困难,制品容易被刮伤或破裂;残余压力为负值时,制品表面容易有陷痕或内部有真空泡.因此,只有大残余压力接近零时,脱模才比较顺利,并能够获得中意的制品.1.4注塑成型工艺条件注塑成型工艺条件要紧包括温度,压力和时刻等1.温度注塑成型过程中的温度要紧有熔料温度和模具温度.熔料温度阻碍塑化和注塑充模,模具温度阻碍充模和冷却定型.熔料温度指塑化树脂的温度和从喷嘴射出的熔体温度,前者称为塑化温度,后都称为熔体温度.由此看来,熔料温度取决于料筒和喷嘴两部分的温度.熔料温度的高低决定熔体流淌性能的好坏.熔料温度高,熔体的粘度小,流淌性能好,需要的注塑压力小,成型后的制件表面光洁度好,显现熔接痕,缺料的可能性就小.反之熔料温度低,就会降低熔体的流淌性能,会引起表面光洁度低,缺料,熔接痕明显缺陷.然而熔料温度过高会引起材料热降解,导致材料物理和化学性能降低.模具温度是指和制品接触的模腔表面温度.模具温度直截了当阻碍熔体的充模流淌行为,制件的冷却速度和制件最终质量.提高模具温度能够改善熔体在模腔内的流淌性,增强制件的密谋和结晶度以及减小充模压力和制件中的压力.然而,提高模具温度会增加制件的冷却时刻,增大制件收缩率和脱模后的翘曲,制件成型周期也会因为冷却时刻的增加而变长,降低了生产效率.降低模具温度,尽管能够缩短冷却时刻,提高生产率,然而,会降低熔体在模腔内的流淌能力,并导致制件产生较大的内应力或者形成明显的熔接痕等制件缺陷.2.压力注塑过程中的压力要紧有注塑压力,保压压力和背压注塑压力是指螺杆或者柱塞沿轴向前移时,其头部向塑料熔体施加的压力.它要紧用于克服熔体在成型过程中的流淌阻力,还对熔体起一定程度的压实作用.注塑压力对熔体的流淌,充模及制件质量都有专门大阻碍.注塑压力的大小取决于制件成型树脂原料的品种,制件的复杂度,壁厚,喷嘴的结构形式,模具浇口的类型和尺寸以及注塑机类型等因素.保压压力是指对模腔内树脂熔体进行压实以及爱护向模腔内进行补料流淌所需要的压力.保压压力是重要的注塑工艺参数之一,保压压力和保压时刻的选择直截了当阻碍注塑制品的质量,保压压力与注塑压力一样由液压系统决定.在保压初期,制品重量随保压时刻而增加,达到一定时刻不再增加.延长保压时刻有助于减少制品的收缩率,但过长的保压时刻会使制品两个方向上的收缩率程度显现差异.令制品各个方向上的内应力差异增大,造成制品翘曲,粘模.在保压压力及熔体温度一定时,保压时刻的选择应取决于浇口凝固时刻.背压是指螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时对其施加的反向压力.增大背压能够排出原料中的空气,提高熔体密实程度,还会增大熔体内的压力,螺杆后退速度减小,塑化过程的剪切作用加强,摩擦热增多,熔体温度上升,塑化成效提高.然而背压增大后,假如不相应提高螺杆转速,那么,熔体在螺杆计量段螺槽中将会产生较大的逆流和漏流,从而使塑化能力下降.背压的大小与制件成型树脂原料品种,喷嘴种类以及加料方式有关.3.时刻注塑成型周期要紧由注塑时刻Ti,保压时刻Tp,冷却时刻Tc,开模时刻To组成.th为TP与TC之和.注塑时刻是指注塑活塞在注塑油缸内开始向前运动直至模腔被全部充满为止所经历的时刻.保压时刻为从模腔充满后开始,到保压终止为止所经历的时刻.注塑时刻与保压时刻由制件成型树脂原料的流淌性能,制件几何形状,制件尺寸大小,模具浇注系统的形式,成型所用的注塑方式和其他工艺条件等到因素决定.冷却时刻指保压终止到开启模具所经历的时刻.冷却时刻的长短受熔体温度,模具温度,脱模温度和冷却剂温度等因素的阻碍.在保证取得较好制件质量的前提下,应当尽量缩短冷却时刻的大小,否那么,会延长制件成型周期,降低生产效率,还可能造成具有复杂几何形状的制件脱模困难.开模时刻为模具开启取出制件到下个成型周期开始的时刻.注塑机自动化程度高,模具复杂度低,那么开模时刻短;否那么,开模时刻较长.1.5常见制品缺陷及产生缘故1．5．1短射短射是指由于模具模腔填充不完全造成制品不完整的质量缺陷，即熔体在完成填充之前就已凝聚。

注塑基础理论知识注塑基础理论知识注塑工艺学习1 注塑成型概述及成型经济学1.1 塑料四变量塑料温度、塑料流速、塑料压力、塑料冷却。

要点：一致的注塑机参数并不能保证产出品质一致的产品，一致的塑料四变量才能够保证产出品质一致的产品。

1.2 注塑生产成本的降低尽可能缩短注塑周期；尽可能降低不良率；尽可能多的型腔数，不要堵上型腔生产；尽量减少停机时间，把更多的注塑机加工时间卖出去。

2 塑料制品设计及塑料原料2.1 塑料制品的设计要素常见的塑料制品都是壳类制品，不管如何复杂，通常都有三个基本的设计元素：制品外壳，定义制品的形状；附加于制品外壳上的部分，如螺丝柱、加强筋等；从制品外壳上挖空的部分，如通孔、盲孔等。

2.2 塑料制品的设计指导原则2.2.1 名义壁厚外壳的厚度尽可能均匀，壁厚的改变应该尽可能的小，并且逐步过渡；壁厚的改变应该少于名义壁厚的25%。

壁厚不均匀会导致倒流和跑道效应，由于塑料流动时，总是首先流向阻力最小的方向，通常，壁厚大的地方阻力小，壁厚小的地方阻力大，所以，塑料会先填充周边壁厚大的部位，中心壁厚小的部位由于流动前沿凝固或困气而无法填充，造成不可避免的缺陷。

2.2.2 过渡圆角两平面的交叉处需要圆角过渡，圆角的大小应该以保持壁厚均匀为原则，因为圆角半径相对于壁厚越小，应力越集中，相对应力就越大。

塑料制品上的内拐角通常是应力最大的地方，外拐角通常容易出现短射现象。

拐角半径设计的足够大有助于：分散应力，消除应力集中现象；有助于流动，防止短射、困气；有助于保证统一的收缩，减少表面凹陷、空穴和翘曲等现象。

2.2.3 制品脱模要有足够的脱模斜度，其大小要求与以下条件有关系：材料收缩率和耐磨性：通常收缩率越大，要求脱模斜度就越小；耐磨性越好的材料，要求的脱模斜度也比较小；制品表明粗糙度越大，要求脱模斜度越大；壁厚以及壁厚是否均匀也影响对脱模斜度的要求；型腔的深度也是要考虑的一部分。

2.2.4 附加和挖空尽可能考虑塑料的流动。

注塑成型工艺根底知识一、注塑成型所谓注塑成型〔Injection Molding〕是指将已加热融化的材料喷射注入到模具内，经由冷却与固化后，得到成形品的方法。

也叫射出成型，适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。

二、注塑成形过程是以以下七大顺序执行成型过程几个步骤：1、关门2、锁模3、注射保压4、冷却5、开模6、翻开平安门7、取出产品。

重复执行这种作业流程，就可连续消费产品。

1、关门半自动需开关平安门，全自动平安门设置在关的状态。

2、锁模将挪动侧的挪动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。

3、射出〔包括保压〕螺杆快速地往前推进，把熔融之成型材料注入模腔内填充成型，填充之后压力要必须继续保持，这个动作特别取名为“保压〞。

在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射出压或者叫做“一次压〞。

4、冷却〔以及下个动作的“可塑化过程〞〕模腔内之成型材料等待冷却凝固之过程叫“冷却〞。

在这时候射出装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程〞。

放在料斗里的成型材料，流入加热的料管内加热，是根据螺杆旋转剪切把原料变成熔融状态，螺杆像拨取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆前端会储存熔融之成型材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压〞。

5、翻开模具将挪动侧的挪动板向后退，模具跟着翻开。

6、翻开平安门平安门翻开，这时成型机处于待机状能。

7、取件将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何物件再关门.以上整个成型作业叫做一个成型周期。

成品是由模具的形状成型出来。

模具是由母模及公模组合成，公母模模仁之间留有空隙,材料在此流入压缩形成产品。

成型材料要流入公母模之前的通路有主流道〔SPRUE〕流道〔RUNNER〕闸门〔GATE〕等。

三、射出成型机射出成型机以较大工程来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。

1、锁模装置将模具关闭不被翻开,成型材料在模腔内冷却凝固后，模具才翻开然后取出成品等等动作的设备装置之锁模装置。

注射成型技术注射成型工艺条件——具有三大工艺条件：温度、压力、时间、速度、位臵——注塑成型的几大要素注塑成型也是一门单独的工程技术，其目的是将热塑性塑料的原料通过注塑成型的重要工艺条件转变为可以使用并保持原有性能的制品，因此注塑成型的工艺参数编制是保证注塑成型加工的重要环节。

在注塑工艺参数编制中尤其要注意的几大要素是：温度、压力、时间。

——注塑温度控制：注塑成型加工的过程中需要控制的温度有料筒温度、喷咀温度和模具温度。

料筒温度和喷咀温度的控制其主要目的是使料筒中的物料进行充分的塑化和流动。

模具温度的控制其目的是：使已熔融的物料在充模过程中提高一定的流动性，帮助熔融的物料能够迅速的充满模腔的各个部位。

其二也使充满模腔的物料至定温中能够进行充分的冷却定型。

其三，模具温度的控制对制品的内在性能和表观质量影响很大。

——压力控制：注塑制品加工过程中，需要控制压力包括注塑压力和塑化压力（即背压）。

注塑压力：通过注射机的液压系统（电动注射机是使用伺服电机）把压力传递到机筒的尾端，使之推动螺杆向前移动，即施加在螺杆尾端的压力称之为注射压力。

在注射成型中，注射压力所起的作用是，克服熔融的塑料从料筒向模具型腔，填充过程中的流动阻力，给予熔融充模的速率以及对熔料进行压实。

塑化压力：指螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受受到的压力称之为塑化压力，亦称背压。

也可以说是克服螺杆进料转动时所产生的阻力叫背压。

一般情况下，适当的提高背压能使熔体温度均匀，色料的混合均匀，还可以排出熔体中的气体，正常生产操作中，背压的大小应在保持制品质量优良的前提下越小越好。

——时间控制：注塑成型过程中需要控制的时间包括：注射时间、保压时间、塑化时间、冷却时间、周期时间。

注射时间：料筒中熔融的物料在注射压力作用下基本充满型腔时所需要的时间称为注射时间。

保压时间：就是对型腔内的塑料施压的时间。

但要注意的是，在浇口处熔料封冻之前，保压时间长短对制品的尺寸准确性有影响，若至浇口处熔料封冻之后则无影响。