压缩、压注成型原理与工艺
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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。
第五节注射压缩成型工艺简介一、注射压缩成型(ICM)的定义:注射压缩成型(injection compression moulding/简称ICM)是传统注塑和压缩模塑的组合成型技术,又叫二次合模注射成型。
这种成型工艺原是为了成型光学透镜而开发的。
众所周知,光学透镜对其几何精度要求非常高、既要尺寸准确,又要求变形小,而一般注射成型就难以达到此要求。
二、注射压缩成型的工作原理:在一般传统注射成型过程之外加入模具压缩的过程,即在填充之初模具不完全闭合(留有0.2㎜左右,视产品结构定),将部分熔融塑料(体积约占型腔60%-75%间,具体按产品与模具设计定)注入型腔后;再利用锁模机构闭合模具,向型腔内熔料施加压力,压缩熔体,直至完成型腔充填。
它要经过注塑和压缩两个阶段。
成型时,模具先未完成闭合,由于模具型芯部分设有台阶,当熔体被注入型腔后不会泄溢,当熔体注射完毕后,由专设的闭模活塞进行第二次合模,熔体被铺平压实。
下图所示为注射压缩成型过程:1.模具初次闭合:这时并不是将动、定模完全闭合,而是留有0.2mm左右的间隙;2.注射熔体:随之计量精确的熔料注射入模腔,由于模具的型芯部分设有台阶,虽然模具尚未闭合,但型腔中的熔料也不会泄漏。
3.压缩成型:当螺杆前移达到注射所预定的位置时,即向合模装置发出第二次合模信号,由专用的闭模活塞实施第二次合模,合模装置随后立即增大锁模力并推动动模前进,将动、定模板完全合拢,这时模腔中的熔料即在动模的压缩作用下取得型腔的精确形状。
需要注意的是:塑件固化后,必须在闭模活塞对模具的压力消失后,才可进行开模和顶出塑件,所以,注射压缩成型的注塑机必须有专用闭模液压缸。
图1所示三、注射压缩成型的优点:比起传统的射出成型,射出压缩成型具有以下优点:1.减少熔体分子取向,降低塑件的残余应力,降低应力偏析;2.改善产品变形,使产品有很高精度;故特别适合要求高度透明、且变形小的光学塑料制品成型,如光学镜片及医疗生物芯片等。
注压工艺的原理和应用1. 原理注压工艺是一种将液体或半固体材料注入模具中,使其充满空腔并形成产品的工艺。
其原理主要包括以下几个方面:1.1 注射在注压工艺中,首先需要将材料注入到模具中,这个过程称为注射。
注射是通过采用注射机将熔融的材料以一定压力注入到模具的封闭腔室中。
注射过程需要考虑材料的熔化、流动和冷却等因素,以确保产品的成型质量。
1.2 压紧注射完成后,需要对注入模具中的材料进行压紧,以消除空气和气泡,并使材料充分填充模具的空腔。
压紧过程通常通过模具的闭合压力或其他辅助装置来实现。
1.3 冷却材料注入模具后,需要进行冷却以使材料固化。
冷却时间和方式对产品的成型质量具有重要影响,冷却时间过长可能导致生产效率低下,而冷却时间过短可能导致产品质量不佳。
1.4 脱模冷却后,已经固化的产品需要从模具中取出,这个过程称为脱模。
脱模通常需要采用辅助装置,如顶出机构等,以确保产品的完整性和顺利脱模。
2. 应用注压工艺具有广泛的应用领域,以下列举其中几个重要的应用:2.1 塑料制品注压工艺在塑料制品的生产中非常常见。
塑料制品可以包括塑料容器、塑料零件、塑料配件等。
注压工艺能够高效地生成各种形状的塑料制品,并且具有一定的生产规模经济效益。
2.2 橡胶制品注压工艺在橡胶制品生产中也有很重要的应用。
橡胶制品可以包括橡胶密封件、橡胶管件、橡胶配件等。
注压工艺能够准确地控制橡胶的流动和固化过程,从而保证产品的质量和性能。
2.3 金属制品注压工艺在金属制品的生产中也有一定的应用。
金属制品可能包括金属零件、金属配件等。
注压工艺对于金属的热传导和冷却速度具有很好的控制性能,从而可以生产出高质量的金属制品。
2.4 陶瓷制品注压工艺在陶瓷制品生产中也有一定的应用。
陶瓷制品可以包括陶瓷零件、陶瓷配件等。
注压工艺对于陶瓷材料的流动和固化过程具有较好的控制性能,能够生产出高精度、高质量的陶瓷制品。
2.5 其他应用除了以上几个常见的应用领域外,注压工艺还有一些其他特殊的应用。
压注成型原理及工艺压注成型又称传递成型,是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法,能成型外形复杂、薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件的塑件。
压注成型与压缩成型有许多共同之处,压注模与压缩模的型腔结构、脱模机构、成型零件的结构及计算方法、加热方式等也基本相同,两者最大的区别在于压注模有单独的加料室和浇注系统。
一压注成型原理及特点压注成型原理如图2-3所示。
压注成型时,将热固性塑料原料(和压缩成型时一样,塑料原料为粉料或预压成锭的坯料)装入闭合模具的加料室内,使其在加料室内受热塑化,如图2-3a所示;塑化后熔融的塑料在压柱压力的作用下,通过加料室底部的浇注系统进入闭合的型腔,如图2-3b所示;塑料在型腔内继续受热、受压而固化成型,最后打开模具取出塑件,如图2-3c所示。
图2-3 压注成型原理压注成型与压缩成型相比具有以下一些特点:(1)成型周期短,生产效率高塑料在加料室首先被加热塑化,成型时塑料高速通过浇注系统被压入型腔,未完全塑化的塑料与高温的浇注系统相接触,使塑料升温快而均匀。
同时,熔料在通过浇注系统的窄小部位时吸收摩擦热使温度进一步提高,有利于塑料制件在型腔内迅速硬化,从而缩短了硬化时间。
压注成型的硬化时间只相当于压缩成型的1/3~l/5。
(2)塑件的尺寸精度高、表面质量好由于塑料受热均匀,交联硬化充分,因此改善了塑件的机械性能,使塑件的强度、力学性能、电性能都得以提高。
塑件高度方向的尺寸精度较高,飞边很薄。
(3)可以成型带有细小嵌件、较深侧孔及较复杂的塑件由于塑料是以熔融状态压入型腔的,因此对细长型芯、嵌件等产生的挤压力比压缩模小。
一般的压缩成型在垂直方向上成型的孔深不大于其直径的3倍,侧向孔深不大于其直径的1.5倍,而压注成型可成型孔深不大于直径10倍的通孔、不大于直径3倍的盲孔。
(4)消耗原材料较多由于存在浇注系统凝料,故塑料消耗比较多,这对小型塑件尤为突出。
(5)压注成型收缩率大于压缩成型收缩率一般酚醛塑料在压缩成型时的收缩率为0.8%,但压注成型时的收缩率则为0.9%~l%,而且收缩率具有方向性。
湖南工业高级技工学校教案
压缩成型原理与工艺
一、压缩成型原理和特点
1.压缩模塑原理
压缩模塑——又称为模压成型或压制。
主要用于热固性塑料的成型,也可以用于热塑性塑料的成型。
2.压缩模塑特点
⑴塑料直接加入型腔,加料腔是型腔的延伸。
⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合
⑶压力通过凸模直接传给塑料
有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物、不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。
不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件
⑷操作简单,模具结构简单。
没有浇注系统,料耗少;可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件;塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。
⑸生产周期长、效率低
二、压缩模塑工艺过程
1.
模压前的准备
⑴预压
①预压方法:为方便操作和提高塑件的质量,先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。
②采用预压锭料的优点:
加料快而准确
降低压缩率,减小压料腔尺寸,空气含量少,不仅传热快且气泡少。
锭料与塑件形状类似,便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。
可提高预热温度,缩短预热和固化时间。
避免加料过程粉尘飞扬,改善劳动条件。
生产过程复杂,实际生产中一般不进行预压。
③对压塑粉的要求:
颗粒最好大小相间、压缩率(塑料/锭料)宜为3.0左右、含有润滑剂
④预压条件:
温度:室温或50~90℃预压
压力:压力范围40~200MPa
原则:锭料的密度达到塑件最大密度的80%
⑵预热和干燥
塑料成型前加热的目的:
去除水分和挥发物(干燥)
为压缩模提供热塑料(预热)
塑料成型前加热的方法:
热板预热烘箱预热
红外线预热高频加热
⑶嵌件的安放
嵌件:作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。
用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等
大嵌件在模具装上压机后要先预热、嵌件的安放要求位置正确、平稳
2.模压过程
⑴加料
①加料的关键是加料量
②定量的方法
重量法:准确、麻烦、容量法:方便但不很准、计件法:预压锭料,计数放入③合理堆放塑料,粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低,便于气体排放。
⑵合模
加料后即可合模,合模时间一般从几秒到几十秒不等。
合模过程分为两个部分:
①凸模触及塑料之前:尽量加快合模速度(缩短周期,避免塑料过早固化)
②凸模触及塑料之后:减慢合模速度(利于排气)
⑶排气目的:排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物,以免影响塑件性能与表面质量
方法:合模后加压至一定压力,立即卸压,凸模稍微抬起,连续1~3次。
塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作,以免移位或损坏。
流动性好的塑料采用迟压法,即从凸模与塑料接触到压模完全闭合的过程中停顿15~30秒。
⑷保压与固化
保压时间:从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。
保压时间长短受塑料类型、预热情况、塑件形状及压缩程度的影响。
固化阶段的要求:在成型压力与温度下保持一定的时间,使交联反应进行到要求的程度。
(不足——欠熟过度——过熟)
⑸脱模
塑件脱模方法:推出机构机自动推出
模外手动推出
复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模
3.模压后处理
⑴模具清理
用铜铲或压缩空气清理,以免损模具外观
⑵整形去应力
对薄壁易变形件:在整形模中冷却
大型、厚壁件:脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却,或者进行退火处理
⑶修饰抛光
去飞边、毛刺、表面抛光
⑷特殊处理
二次加工:防潮、美观(电镀、喷涂)
三、压缩模塑工艺条件选择
要生产出高质量塑件,除了合理的模具结构,还要正确选择工艺条件。
1.成型压力
成型压力:指压缩塑件时凸模对塑料熔体和固化时在分型面单位投影面积上的压力(单位MPa)
施加成型压力的目的:
使塑料充满型腔;使粘流态物质在一定压力下固化;克服塑料在成型过程中产生
的各种顶模力;使模具闭合,防止飞边计算公式:
p b——压力机工作液压缸压力(MPa)
D——压力机主缸活塞直径(m)
A——凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面积(mm)
成型压力与塑料种类、塑件结构、模具温度等因素有关。
2.成型温度
成型温度:指压缩时所需的模具温度,对塑件质量、模压时间影响很大
热固性塑料的模内温度高于模具温度
模具温度过高:树脂、有机物分解;塑件外层先硬化
模具温度高:成型周期短,生产率提高
模具温度过低:硬化速度慢、周期长,硬化不足;塑件表面无光;物理、力学性能差
3.模压时间
指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。
与塑料品种、含水量、塑件形状尺寸、成型温度、压缩模具结构、预压预热、成型压力等因素有关。
过短:硬化不足,外观及力学性能差,易变形
过长:塑件性能反而下降
在保证塑件质量的前提下,应力求缩短模压时间
压注成型原理与工艺
一、压注成型原理
在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的
成型方法,又称传递成型、挤胶成型。
模具闭合——热固性塑料放入加料室——受热熔融——塑料在压力下经浇注系固化成型——开模取件模具闭合
二、压注成型特点
1.加料前模具处于闭合状态。
2.塑件飞边很薄,尺寸准确,性能均匀,质量较高。
3.可以成型深孔、形状复杂、带有精细或易碎嵌件的塑件。
4.模具结构相对复杂,制造成本较高成型压力较大,操作复杂,耗料比压缩模多。
5.气体难排除,一定要在模具上开设排气槽。
三、压注成型工艺过程
四、压注成型工艺条件
1、模具温度:比压缩成型低15~30℃,一般在130~190 ℃。
加料室和下模温度低于中框的温度。
2、成型压力:经浇注系统压力有消耗,P压注=(2~3)P压缩,要保证塑料10~30秒内充满型腔。
3、压注时间、保压时间:压注时间控制在加压后10~30S内将塑料充满型腔。
保压时间T压注﹤T压缩,塑料在压力和温度的作用下,因为流经浇口时的料少,加热快而均匀,化学反应也均匀,所以塑料进入型腔时已临近树脂固化的最后温度。