注塑成型工艺参数

注塑成型工艺参数

第一节注塑工艺参数

在制品和模具确定之后，注塑工艺参数的选择和调整对制品质量将产生直接影响。注

塑工艺具体是指温度、压力、速度、时间等有关参数，实际成型中应综合考虑，在能保证

制品质量（如外观、尺寸精度、机械强度等）和成型作业效率（如成型周期）的基础上来

决定。尽管不同的注塑机调节方式各有所异，但是对工艺参数的设定和调整项目基本是相

同的。注塑工艺参数与注塑机的设计参数一、注塑参数

1.口服量：口服量就是指注塑机螺杆（或柱塞）在口服时，向模具内所口服的物料熔

体量（g）。因此，口服量就是由聚合物的物理性能及螺杆中料筒中的大力推进容积去确

认的。

由此可见，选择注射量时，一方面必须充分地满足制品及其浇注系统的总用料量，另

一方面必须小于注塑机的理论注射容积。如果选取用注射量过小则会因注射量不足而使制

品产生各种缺陷，但过大又造成能源的浪费。所以注塑料机不可用来加工小于注射量10%

或超过注射量70%的制品，据统计世界上制品生产厂家大约有1/3的能源浪费在不合理地

机型选择上。

2.计量行程（预塑行程）：每次口服程序中止后，螺杆就是处于料筒的最前边线，当

预塑程序抵达时，螺杆已经开始转动，物料被输送到螺杆头部，螺杆在物料的反压力促进

作用下前进，直到遇到限位控制器年才。这个过程表示计量过程或预塑过程，螺杆前进的

距离表示计量容积，也正是口服容积，其计量行程也正是口服行程。因此制品所需的口服

量就是用计量行程工来调整的。

由此可知，注射量的大小与计量行程的精度有关，如果计量行程调节

太小可以导致口服量严重不足，如果计量行程调整太小，使料筒前部每次口服后的余

料太多，并使熔体温度失衡或过热分解,计量行程的重复精度的多寡可以影响口服量的波动.料温沿计量行程的原产就是不光滑的,减少计量行程可以激化料温的不能光滑性.螺杆

输出功率、预塑背压和料筒的温度都将对熔体温度和温差存有明显地影响.

在注射前处于螺杆头部计量室外中的熔体温度最高，虽然也有温差，但在这时较小，

在注射后，螺杆槽中熔体的温度最低,停留一段时间之后熔体温度上升.这种温差可以采用

调整螺杆转速轴向背压或使用新型螺杆等办法使其得到改善。

3.余料量：螺杆口服完了之后，并不期望把螺杆头部的熔料全部口服过来，还期望存

留一些，构成一个余料量。这样，一方面可以避免螺杆头部和喷气碰触出现机械损坏事故，另一方面，可以通过此余料垫来掌控口服量的重复精度达至平衡压铸制品质量的目的。如

果余料垫过大，超过没缓冲器目的，如果过大会并使余料积累过多。近代口服塑机就是通

过螺杆口服中止时的音速边线去掌控冲量的：如果加速度传感器所检测的实际值远远超过

缓冲垫的预设范围（通常2-10mm）。

4.防延量：防延量是指螺杆计量（预塑）到位后，又直线地倒退一段距离，使计量室

中熔体的比体积增加，内压下降，防止熔体从计量室外向外流出（通过喷嘴或间隙）。这

个后退动作称防流延动作，防流延量可视聚合物沾度、相对密度和制品的情况进行设定，

过大的防延量会使计量室中的熔料夹杂汽泡，严重影响制品质量。

5.螺杆输出功率：螺杆输出功率影响压铸物料在螺杆中运送；影响塑化能力、塑化质

量和成型周期等因素的关键参数。随着输出功率提升塑化能力可以减少。提升螺杆输出功率，流量加强，熔融温度的光滑性却有所改善。熔体温度和螺杆输出功率之间随着螺杆输

出功率的提升，熔

体温度也有所提高。

螺杆输出功率根据压铸条件用注塑机的额定螺杆输出功率，以额定量的50%-60%去标

定所必须加工物料的塑化能力和螺杆输出功率。调整时，必须由较低向较低输出功率逐渐

调试。

6.预塑背压：在进入下一次注射前，螺杆通过旋转把熔融物料输送到料筒的前部加以

储备，此时，螺杆一边旋转一边将因输送到料筒前部的物料产生的反压力而后退。为了调

整和控制螺杆后退的方式，可在螺杆上加一定的和熔融物料相反的压力，这就是螺杆背压。螺杆背压可以提高材料的熔融效果和混炼效果，同时也可以保证使熔融物料在螺杆前部的

完全充满，以提高注射计量的准确性。但螺杆背压过高，将引起物料处理能力下降，还将

使物料因摩擦热增加而引起温度的上升。反之，螺杆背压过低，会引起注射量的计量不准。背压对熔体温度影响是非常明显的。背压提高有助于螺槽中物料的密实，驱赶走物料中的

气体。背压的增加使系统阻力加大，螺杆退回速度减慢，延长了物料的在螺杆中的热历程，塑化质量也得到改善。但是过大的背压会增加计量段螺槽熔体的反流和漏流，降低了熔体

输送能力，减少了塑化量，而且增加功率消耗，过高背压会使剪切热，过高或切变应力过大，使高分子物料发生降解而严重量影响到制品质量。因此背压是注塑机控制质量的重要

参数之一。

所以螺杆预塑已经开始时必须减少背压，当计量完结时（2-3mm），螺杆输出功率应

物别必须减慢，以增大惯性冲击，提升计量精度。

7．注射压力与保压压力:注射压力是指注射时，在螺杆头部（计量室）建立的熔体压强。第1阶段是把熔融物料高速的注射入模中的阶段，此时的压力称为1次注射压力，这

就是通常所称的注射压力。第2阶段是材料充满模具后所加的压力，称为2次注射压力或

保压压力。

因此，挑选口服制品的口服压力时，首先必须考量注塑机所容许的口服压力，只有在

注塑机额定的口服压力范围内，就可以调整出来具体内容制品所市场需求的口服压力。如

果口服压力阳入过高可以引致模腔压力严重不足，熔体无法充满著模腔，反之，例如调整

过小，不仅可以导致制品溢边、肿胀模等不良现象，因此，在研制制品时需从扰动已经开

始并逐渐地提升，以确认最合适的1次压力。2次口服压力（保压压力）就是在物料充满

著模腔后至加热切割后促进作用于物料上的压力，在保与压力促进作用的整个时间，称作

保压时间。2次口服压力拉艾的促进作用就是，在避免毛边的出现和过度填充的基础上，

把充斥着加热切割中因膨胀引发体积增大的部分，从燃烧室用熔融物料展开不断的补足，

以避免制品因膨胀而产生缩痕。从2次口服压力拉艾的促进作用上，其压力预设往往比1

次口服压力高，但2次口服压力必须维持至模腔中的物料全然切割，即为各压延中的物料

也出现切割时年才。在保压初期阶段，制品重量随其保压时间而下降，但达至一定时间之

后则重量不再减少，模腔压力近似于SWEEPS上升。当保与压力撤去之后，模内压力快速

地上升，制品重量与保压时间关系，保压压力与模腔压力关系。保压压力和保压时间对凝

固点及制品收缩率存有显著影响：提升保压压力，缩短保压时间可以并使凝结延后，有利

于增大制品收缩率。

保压压力对制品体积（或密度）有很大的影响，但这种影响首先与溶体的温度有直接

关系，熔体温度与保压压力及其切换时间对制品的比体积和密度起着严格的控制作用。在

调试压力时最要注意的是注射压力到保压压力和切换点和保压时间的长短，因为它将影响

成型制品的质量。

由口服压力切换至保压压力值时。动作转换的很慢，充模时出现了过分充模现象。在

此种情况下可以发生模腔溢边，引致供料严重不足，使模内压力太低，制品不规整，出现

突起，力学性能减少不良现象。口服充模时间预设的太短，出现填充严重不足，模内缺料

现象。保压时间预设比较，由于保压压力的

过早切换，模内溶体在浇口冻封之前发生倒流，导致制品由于补缩不足出现孔穴，凹

陷以及内部质量下降等缺陷。保压压力设定的太低，尽管有足够的时间，但由于压力不足

以克服保压阶段流道中的强大阻力来建立保压流动进行有效地补缩，也会使模内压力不足，给制品带来各种缺陷。

8．口服速度：口服速度指螺杆行进时，将熔融的物料填充至模腔的速度，通常用单

位时间的口服质量（g/s）或螺杆前时的速度（m/s）则表示。它和口服压力都就是口服条

件中的关键参数之一，压铸速度必须吧做为温度和压力以外的第3种手段，能够对物料的

粘度展开掌控和调节。口服速度可以展开多级掌控，通常可以根据产品结构相同而预设，

在口服采用低速，模腔填充时采用高速，填充吻合终了时再采用低速口服的方法，通过口

服速度的掌控和调整可以避免提升制品外观例如毛边、喷气痕、银条或焦痕等各种不良现象。

9．模具型腔压力：

对塑料施予的压力就是由注塑机的螺杆产生的，塑料在模具型腔内难以承受的压力称

作塑模内压力，它比螺杆压力必须小得多，并且就是随时间的变化而变化的，塑模内压力

的变化可以分成六个阶段：

（1）当螺杆行程向前顶料时，模具型腔内的压力最小。

（2）螺杆施予在塑料上原逐步减小以消除塑料的流动阻力，塑料逐渐地清空模具型腔。

（3）塑模被充满后，塑模内压力开始升高并很快达到最大值。

（4）塑料在模具中已经开始加热，体积逐步增大，此时塑料仍然处在螺杆的压力下，注塑机将一些塑料装入模具型腔之中以被充塑容积。

（5）当螺杆向后退时，模具进料口被打开，未完全硬化的流道中的塑料开始从中塑

料冷却并固化，，流道被闭塞。

（6）模具压延被架空线后，塑料在模具型腔中稳步加热，直到最后全然切割，

压力继续下降，到模具开启时，塑料只受到其中的余压。

压铸中大部分功率就是消耗在口服充模、保压补缩和塑化阶段。其中尤以口服功率消

耗为最小。

1、合模力：在注射充模阶段和保压补缩阶段，模腔压力要产生使模具分开的胀模力。为了克服这种胀模作用，合模系统必须施予模具以闭紧力，称为合模力。

再分模力的调整将直接影响制品的表观质量和尺寸精度；合模力严重不足可以引致模

具离缝，出现溢料，但太大会并使模具变形，制品产生内应力和不必要的能量消耗。

尽管合模系统产生合模力是一定的，但是由于注射座喷嘴和模具接触的作用以及注射

时熔体压力产生的胀模作用，合模力在注塑周期中也是变化的，

压铸具体内容制品须要的合模力缩写工艺合模力，应当根据模腔压力和制品投影面积

去确认，工艺合模力轻易与模腔平均值压力有关，而模腔压力可以根据压铸制品挑选。为

确保可信的锁模，工艺门锁模力必须大于注塑机的额定合模力。

2.顶出力：当制品从模具上落下时，需一定的外力来克服制品和模具的附着力。所以

制品的顶出力、顶出速度和顶出行程要根据制品的结构，形与尺寸，制品材料的性质以及

工艺条件进行调整。过小的顶出力制品无法脱下，过大顶出力和顶出速度会使制品发生翘

变形，甚至断裂破坏。注塑制品脱模过程是很重要的阶段，将对尺寸精度和表面质量产生

影响，其中粘附磨擦系数和滑动摩擦系数是影响脱模力的直接因素，与模腔表面温度和粗

糙度有关。

从聚合物性能所述，它的热物理性能和热机特性就是最重要的性质之一，与成型加工

存有密切关系，因此在压铸加工各阶段中对温度挑选和掌控显得十分关键。

1．烘料温度：料的干燥对某些聚合物材料是必备的工序，因为如果聚合物含湿量超

过允许限度，制品就出现剥层，银纹等不良现象。

2．料筒与燃烧室温度：

(1)料筒温度是指料筒表面的加热温度。根据聚合物在料筒内的塑化机理，分三段加热：第一段固体输送段是靠近料口处，温度要低一些，有冷却水冷却防止物料架桥保证较

高的固体输送效率；第二段压缩是物料处于压缩状态并逐渐地熔融，温度设定比第一段要

高出20-25℃，第三段计量段是物料全熔融，预塑开始时，这一段相于螺杆计段，在预塑

终止后形成计量室储存塑化好的物料。

通常，第三段温度比第二段必须高于20-25℃以便确保物料在熔融状态。料筒的表面

温度和料筒内壁温度存有温度梯度，而料筒内壁温度才吻合于熔体的温度。

有时，第三段熔体的实际温度还要高于料筒的温度，这是由于在预塑时，熔体又吸收

一部分切变热使内能增加，温度升高。因此，料筒温度和熔体温度有密切关系。料筒温度

升高会提高熔体温度，成为控制熔体温度和制品质量的主要工艺手段。熔体温度对这些因

素塑化量、充模压力，料流长、冲击强度，收缩率、密度、压力损失、热变形温度、接合

缝强度，挠曲和拉伸强度，制品定向等有影响。螺杆转速及背压对熔体温度也有重要影响，说明螺杆旋转时一部分机械能已转变为聚合物的内能，使熔体温升增加。

计量室中熔体的温度计与料筒温度、螺杆行程、预塑输出功率变成和背压有关：当螺

杆输出功率和背压一定的条件下，溶体温度和料筒温度大致成比例地变化，所以平衡料筒

温度和调节计量行程对掌控计量室中的溶体温度存有关键的促进作用。

（2）、喷嘴温度对保证注塑工艺同样是重要的，因为喷嘴有加速溶体和提高温度的

作用。喷嘴本身热惯性很小但却与大的模具和前模板接触，热交换会很快地带走热量。

为了避免熔体在燃烧室处凝结，就须要提升燃烧室冷却圈的温度，通常比料筒的

第三段温度高出20-30℃，其具体设定温度视聚合物性质、喷嘴及模具流道不同而异，常由工艺试验确定。

能一次压铸合乎制品质量的标准温度，可以指出就是工艺最合适温度。在工艺调整时，通常应当逐渐从低温向高温调节，一直阳入至最合适温度年才。但在高温区不应当停留时

间过长，避免物料水解。在进度表试验对空口服时，温度不要太高，避免飞溅灼伤。如果

料筒温度预设较低时，则可能将应当地把模具温度提升些，口服压力看齐些，当口服行程

较短时，料筒温度与制品也必须适当地减少些。

3．模具温度模具温度是指与制品接触的模腔表面温度。因为它直接影响到制品在模

腔中的冷却成型周期，提高制品质量，减少废品率。

模温提升可以增大制品的定向促进作用和流线的方向性，可以减少密度与制品表面坚

硬性，以及旋转轴流线方向的收缩率，可以减少流线方向的冲击强度延长时间和提升充模

压力。

在注塑周期中，模腔的表面温度要发生周期性的变化模具温度设定应考虑聚合物性质，制品大小、形状、模具结构和浇道系统及环境温度等试验而设定。

近代注塑机为满足用户模温掌控建议，备有模具恒温器，利用传热原理对模具输出温

水或油，维持模具恒温，通过高精度电子仪表对温度与加热介质流量同时实现闭环控制系统。考量熔体温度也需用较直观的热电偶去测量，或在模具上加装双金属片式温度计。考

量熔体温度提升，如果模温过高可以引致四氟肼充太大影响制品质量，故在压铸已经开始时，先向模具内通温水展开预演。

4．油温：油温本来是注塑机液压系统中的问题，由于注塑机液压系统日益完善，液

压力系统在高压、大流量方面有显著地进展，再加上注塑机载荷急聚变化的特点，油温问

题变得十分突出，在注塑工艺参数起着重要影响。所以调整注射工艺时，注意油温的变化，对冷却器的冷却水量进行调节。对容积式液

甩传动的注塑机来说，应油温掌控在55℃以下。

四、注塑成型周期

1．循环周期：压铸成型就是一项综合性的工艺，它与各段程序所展开的时间有关，

因此也就直接影响聚合物固熔体和制品所经过热历程和受力促进作用的时间，影响至制品

质量和生产效率。

在成型周期中，占主要部分的是注射保压时间、冷却时间，开模时间和脱模取件时间。一个完整的循环周期，它是由闭门-闭模-注射保压-螺杆计量-冷却-开模-顶出制品-开门

取件（全自动时无此时）等组成。

在全自动循环中不存有逼肖和进门的人为因素，就是用时间预设去掌控的。从成型周

期中可以窥见，凡影响至循环过程的因素都会影响至制品的质量。

成型周期设定应该在保证制品质量的前提下，要尽量减少各程序段的周期。在闭门和

开门，程序如果采用半自动循环这是唯一由人控参加程序，要求操作者在时间到达后，应

该迅速地揎开或关上安全门，而且尽量使每次停留的时间相等，否则，累积的时间误差也

会影响塑料的热历程。

如果用时间掌控闭模（在全自动循环的情况），应当考量在制品掉下来下，检测后再延时1-3s左右时间。在闭模阶段的时间必须根据与调节慢速-快速—慢速和扰动维护、切换时间有关。调整时必须考量颤抖模板在小惯性冲击和维护人身和模具安全条件下工作。

注射保压与螺杆的计量时间要根据聚合物性质，制品及模具而定，它与注射压力、注射速率、螺杆转数、背压为温度等许多因素有关。应保证的质量前提下寻求最短时间。螺杆转数及背压直接影响到螺杆的计量时间，采用高效螺杆会减少程序时间。

加热时间的预设应当考量聚合物的性质、制品和温度等条件，制品实际的加热时间就是包含了保压和螺杆计量阶段，因此螺杆计量时

间最好能在制品所需的最短冷却时间内来完成。

在相同模保守脱模温度条件下，充模熔体温度高则周期长。在相同脱模温度条件下，模具温度高时则成型周期短。

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