熔融塑料流动特性对注塑的影响

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注塑成型各种缺陷的现象及解决方法

注塑成型各种缺陷的现象及解决方法

注塑成型各种缺陷的现象及解决方法.txt我爸说过的最让我感动的一句话:“孩子,好好学习吧,爸以前玩麻将都玩儿10块的,现在为了供你念书,改玩儿1块的了。

”注塑成型各种缺陷的现象及解决方法[塑料]一)熔接痕熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。

一般情况下,主要影响外观,对涂装、电镀产生影响。

严重时,对制品强度产生影响(特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)。

可参考以下几项予以改善:l)调整成型条件,提高流动性。

如,提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。

2)增设排气槽,在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。

3)尽量减少脱模剂的使用。

4)设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后再予以切断去除。

5)若仅影响外观,则可改变烧四位置,以改变熔接痕的位置。

或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等,予以修饰。

二)放射纹放射纹(Jetting)1、表观从浇口喷射出,有灰黯色的一股熔流在稍微接触模壁后马上被随后注入的熔料包住。

此缺陷可能部分或完全隐藏在制品内部。

物理原因放射纹往往发生在当熔料进入到模腔内,流体前端停止发展的方向。

它经常发生在大模腔的模具内,熔流没有直接接触到模壁或没有遇到障碍。

通过浇口后,有些热的熔料接触到相对较冷的模腔表面后冷却,在充模过程中不能同随后的熔料紧密结合在一起。

除去明显的表面缺陷,放射纹伴随不均匀性,熔料产生冻结拉伸,残余应力和冷应变而产生,这些因素都影响产品质量。

在多数情况下不太可能只通过调节成型参数改进,只有改进浇口位置和几何形状尺寸才可以避免。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:1、注射速度太快降低注射速度2、注射速度单级采用多级注射速度:慢-快3、熔料温度太低提高料筒温度(对热敏性材料只在计量区)。

增加低螺杆背压与设计有关的原因与改良措施见下表:1、浇口和模壁之间过渡不好提供圆弧过渡2、浇口太小增加浇口3、浇口位于截面厚度的中心浇口复位位,采用障碍注射、工艺溢料是指用手工在模具上开一条深一些的排气槽,在生产时此槽产生出来的(批峰),又叫工艺批峰,主要是用来改善烧胶或熔接痕,可将烧胶或熔接痕调整到此批峰上,生产后将其切除。

高熔融指数abs

高熔融指数abs

高熔融指数absABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的高性能工程塑料。

由于ABS具有优异的强度、韧性、耐磨性、耐化学性等特性,在家电、汽车、玩具、电子等行业中得到广泛应用。

然而,ABS的加工性能却受到了一定限制,其中一个重要的因素是其高熔融指数。

ABS的高熔融指数导致了加工难度的提高。

熔融指数(MI)是指在特定的条件下,熔融塑料在一定时间内从导出孔(呈圆锥状)的直径下降的长度。

ABS的熔融指数一般在10-30g/10min之间,属于较高水平,因此相对于低熔融指数的塑料,ABS在加工过程中会出现以下问题:1.塑料熔体稠度大,不易流动,造成注塑成型时流动性不佳,细节部位无法充填,部位缩水等难题。

2.塑料在注塑机内保温时间必须很长,才能够达到良好的加工效果。

这不仅增加了成本,也加长了加工周期。

3.由于塑料的高熔融指数,容易在加工过程中出现熔体流分层的情况,容易产生内应力,降低了产品的性能。

针对ABS的高熔融指数,可采取以下措施来改进加工性能:1.添加流动助剂。

流动助剂能够改善塑料的溶解性,增加熔体的流动性和可变性,改善注塑成型成品的表面质量。

另外,通过调节添加流动剂的用量、种类和成分比例,可有效控制零件表面上的熔体分层现象,提高零件的综合力学性能。

2.改变加工温度和压力。

在加工ABS塑料时应根据具体材料的熔融指数确定合适的加工温度和压力。

熔融指数高的ABS的熔点较低,所以在加工中需要适当提高熔体的温度,使得塑料的裂解程式降低,此外适当提高压力可以防止塑料的流失和气泡的产生。

3.改变注塑工艺。

为了避免熔体流分层,可以采用增压注射法或者双螺杆注塑机注塑法,通过控制注塑时间和浇口位置,使得注塑成型的熔融体均匀分布,提高制品的结构强度和综合性能。

总之,在加工ABS塑料时,应合理选择材料,选用适当的加工方法和工艺条件,以便有效地克服高熔融指数带来的加工难度,提高成品的质量。

注塑原理

注塑原理

注塑机注射成型的核心过程是充模。

塑料熔体充填模腔时的流动模型(流动状态)决定着制件的凝聚态结构和表观结构(如结晶、分子取向、熔合均匀性等),最终影响制件的使用性能。

塑料熔体从浇口进入型腔的正常充模方式应该是后续熔体推进熔体前缘,逐渐扩展,横跨型腔平面直至抵达型腔内壁,充满整个型腔。

充模流动的非正常形式是喷射流和滞流充模形式。

喷射流和滞流表现为充模开始时熔体以较大的动能,通过浇口喷射入型腔,分别形成熔体珠滴和细丝状直接喷射到浇口对面的型腔壁面上,后续的充模过程又如扩散流动那样。

充模时发生不正常流动形式的流动会使熔体产生分离和熔合,形成较多的熔体熔接缝,给制件性能带来不利影响。

影响熔体充模流动形式的因素有:熔体温度、模具温度、注射压力、注射速度以及模具型腔的空间大小、浇口尺寸和位置。

采用色料充模注塑法和透明模具观察法,观察不同工艺条件下熔体充模流动的形式变化。

色料充模注塑法是在透明原料树脂中混入不同颜料,注射成型试样,观察制品上的流痕花纹,根据流痕花纹判断是正常的铺展式充模流动,还是非正常的充模流动。

透明模具观察法是采用透明模具,直接观察充模流动特点的方法。

注塑机的工作原理:借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。

注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。

取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。

注塑机的动作程序喷嘴前进→注射→保压→预塑→倒缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴前进。

一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。

注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。

塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。

同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力。

PP对注塑机的要求及注塑加工工艺

PP对注塑机的要求及注塑加工工艺

PP对注塑机的要求及注塑加工工艺塑料原料加工过程主要是胶粒熔融、流动、定型后冷却成为成品,是一个加温后再冷却的过程,也是塑料从颗粒改变到各不同形状的过程,以下将就各个不同阶段角度去说明注塑加工过程。

1.熔融装置加温器(Heater)让原料颗粒逐渐熔解成流体状流动,主要以各不同原料适合温度调节,调高温度会趋使原料流动加快,可增加效率但不一定能保证良率,必须取得合适的平衡。

另良好的效果与PP遇高热裂解的特性,都是生产时最好能让原料顺利流畅到模头,以避免充料不足或回流现象的产生,回流代表原料流动较产出速率快,最后会造成平均流动效率加大等于MFR提高,是加工可利用的方法之一,但却也造成MFR分布非常态可能导致不稳定性加大,导致不良率可能加大。

不过PP成品因为应用的关系都不是尺寸精密度很高的产品,所以影响还不大。

2.螺杆PP加工绝大部份都是靠螺杆带动流动性,所以螺杆的设计影响非常大,口径大小影响产出量,压缩比大小影响压力值也影响产出量及成品效果,这也包括多种材料 (色母、添加剂及改质剂) 的混炼效果。

原料流动主要靠加温器,但原料翻动磨擦也会产生磨擦热能促使流动性加快,所以螺杆压缩比小带动流动小,转速必须加大所造成磨擦热能必较压缩比大的螺杆多。

所以常说塑料加工无师傅,用心了解机器性能的人就是师傅。

原料受热不只是加温器而已,必须连摩擦热及窒留时间都并算在内。

所以这是实务问题,经验有助于生产问题解决及效率。

螺杆如果需要混炼效果特别好,有时会设计二段式不同螺杆或双轴螺杆并分设各段不同形式螺杆以达各式混炼效果。

3.模具或模头塑料重新定型依靠的是模具或模头,射出成型成品是立体的,模具也比较复杂更要考虑收缩率问题,其它皆为平面、条状、针状连续式产品模头,若为特殊形状则归为异型,需要注意立即冷却定型问题。

塑料机器的设计大部份皆像注射针筒,螺杆带动的挤压力量都会在小小出口造成巨大压力,提高生产效率。

当模头设计为平面时如何让原料平均分布整个面上,衣架模头的设计就十分重要,讲究的压出机会增加鱼鳃式帮浦稳定原料供应量。

影响注塑制件内应力的因素

影响注塑制件内应力的因素

影响注塑制件内应力的因素注塑制件是一种经济高效和具备多种形状及功能的重要制造技术,但是其内部应力却受到来自注塑工艺及其他外部因素的影响,使得注塑制件内应力产生变化,从而影响了其功能性能、使用寿命。

因此,探究影响注塑制件内部应力的因素和机理,对于改进注塑工艺及优化注塑制件的使用性能及使用寿命具有重要的意义。

首先,注塑参数是影响注塑制件内应力的重要因素之一。

注塑参数主要包括注塑温度、塑料填充量、熔料压力、射出速度等。

随着参数调整,注塑过程中塑料的塑形、熔料流动和成型性能以及塑料凝固动态特性发生明显变化,从而使得熔体在凝固过程中产生应力,由此导致注塑制件内部应力发生变化。

其次,注塑成型模具结构是影响注塑制件内应力的重要因素之二。

一般来说,注塑成型模具结构的设计会影响注塑的流植分布,而分布的不均衡会使得冷却水或空气在不同地方冷却速度不一,从而导致注塑件表面张力的不均匀,从而导致注塑制件内应力发生变化。

同时,模具中心热对流也会对注塑制件内应力产生影响。

此外,注塑材料也是影响注塑制件内应力的因素之一。

目前,注塑材料的选择一般是根据制件的用途来确定的,其受到多种因素的影响,例如熔点、熔体流动性、熔体弹性模量、收缩率等等。

这些因素的变化都会对注塑制件的内部应力产生影响。

另外,不良工艺及装配技术也是影响注塑制件内应力的因素之一。

如果在注塑过程中,采用了不合理的工艺操作,会使得塑料不均匀地冷却,而导致注塑制件内应力出现变化,从而影响制件的使用性能和使用寿命。

此外,注塑件装配时如果采用不正确的技术,也会导致注塑件内部应力发生变化。

综上所述,注塑参数、注塑模具结构、注塑材料、不良工艺及装配技术等多种因素都会影响注塑制件的内部应力,从而影响注塑制件的使用性能和使用寿命。

因此,在注塑工艺的设计和应用过程中,应该充分考虑这些因素,通过优化参数来改善注塑制件的内部应力,并采用合理的模具结构设计、优良的注塑材料,以及正确的装配技术,最大程度地降低注塑制件内部应力,提高其功能性能及使用寿命。

常用塑料的注塑工艺

常用塑料的注塑工艺

PE树脂准备
• 根据制品的需求,选择适合注射成型的树 脂。
• 聚乙烯的吸水率很低(<0.01%),成型中 水分的允许含量可达0.1%,不需要进行干 燥。
PE的成型工艺
• 注射温度LDPE160~200℃HDPE180~230 ℃ • 注射压力与注射速度,PE具有较好的熔体
流动性,应选用较低的注射压力,厚制品 注射压力为60~80MPa,一般在100MPa,特殊 在120MPa。 • 模具温度一般为35~70℃ • 成型周期 控制冷却时间,注射时间、保压 时间。
透明ABS
190~200 220~240 200~220 190~200 50~70 70~100 50~60
0~4 15~40 15~30 30~80 30~60
聚甲基丙烯酸甲酯PMMA
1. 工艺特性 2. 制品与模具 3. 树脂准备 4. 成型工艺 5. 注意事项
PMMA工艺特性
• 聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物,Tg为 105℃熔融温度大于160℃分解温度大于 270℃。
PP树脂准备
• 选择合适的树脂。 • 聚乙烯的吸水率<0.02%,成型中水分的允
许含量可达为0.05%,不需要对树脂进行干 燥。
PP的成型工艺
• 注射温度,PP的熔点温度为164~170℃分解 温度在300℃以上。料筒温度在220~280℃
• 注射压力选择较高的注射压力,以防止物 料在充模时冷却效应给流动性所带来的不 利影响。
取。 • 对设备无特殊要求。
PE制品与模具
• 制品:制品的壁厚与熔体的流动长度有关, LDPE流动比为280:1,HDPE流动比为230:1, 制品的壁厚一般为0.8~3.5mm
• 模具:为防止因收缩不均,方向性明显所 引起的翘取,应注意浇口位置的选择。PE 容易脱模,可采取强制脱模方式成型侧孔。

模具设计原理及考虑

模具设计原理及考虑

制件设计的一般考虑工程塑料制品大部分是用注射成型方法加工而成的,制件的设计必须在满足使用要求和符合塑料本身的特性前提下,尽可能简化结构和模具、节省材料、便于成型。

制件设计中应分别考虑如下因素:一、制件的形状应尽量简单、便于成型。

在保证使用要求前提下,力求简单、便于脱模,尽量避免或减少抽芯机构,如采用下图例中(b)的结构,不仅可大大简化模具结构,便于成型,且能提高生产效率。

二、制件的壁厚确定应合理。

塑料制件的壁厚取决于塑件的使用要求,太薄会造成制品的强度和刚度不足,受力后容易产生翘曲变形,成型时流动阻力大,大型复杂的制品就难以充满型腔。

反之,壁厚过大,不但浪费材料,而且加长成型周期,降低生产率,还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。

因此制件设计时确定制件壁厚应注意以下几点:1.在满足使用要求的前提下,尽量减小壁厚;2.制件的各部位壁厚尽量均匀,以减小内应力和变形;3.承受紧固力部位必须保证压缩强度;4.避免过厚部位产生缩孔和凹陷;5.成型顶出时能承受冲击力的冲击。

国外的一些常用塑料的推荐壁厚如下表:三、必须设置必要的脱模斜度为确保制件成型时能顺利脱模,设计时必须在脱模方向设置脱模斜度,其大小与塑料性能、制件的收缩率和几何形状有关,对于工程塑料的结构件来说,一般应在保证顺利脱模的前提下,尽量减小脱模斜度。

下表为根据不同材料而推荐的脱模斜度:具体确定脱模斜度时应考虑以下几点:1.对于收缩率大的塑料制件应选用较大的脱模斜度;2.对于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件应采用较小的脱模斜度;3.制件壁厚较厚时,成型收缩增大,因此脱模斜度应取大;4.对于增强塑料脱模斜度宜取大;5.含自润滑剂等易脱模塑料可取小;6.一般情况下脱模斜度不包括在制件公差范围内。

四.强度和刚度不足可考虑设计加强筋为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法,往往是不合理的,不仅大幅增加了制件的重量,而且易产生缩孔、凹痕等疵病,在制件设计时应考虑设置加强筋,这样能满意地解决这些问题,它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。

注塑工艺参数对塑料产品成型的影响

注塑工艺参数对塑料产品成型的影响

注塑工艺参数对塑料产品成型的影响注塑工艺参数是指在注塑过程中,对塑料产品成型的影响的控制参数。

它们的合理设置和调整对于塑料产品的成型质量、生产效率和经济效益具有重要的影响。

注塑工艺参数包括注射温度、熔体温度、压力、注塑速度、保压时间、冷却时间等。

首先,注射温度是指塑料熔融状态下的温度。

它对产品的收缩率、尺寸稳定性和外观质量有直接影响。

过高的注射温度会导致产品尺寸过大、收缩率过高,而过低的注射温度会导致产品尺寸偏小、表面缺陷等问题。

因此,在注射过程中,需要根据具体塑料材料的特性和产品要求合理选择注射温度。

其次,熔体温度是指塑料在注塑机内熔融过程中的温度。

它直接影响塑料的流动性和充填性。

过高的熔体温度会导致熔体黏度过低,不易保持形状,而过低的熔体温度则会使熔体黏度过高,不易流动充填。

因此,在注塑过程中需要通过调整加热器的温度来控制塑料的熔体温度,以达到最佳的流动性和充填性。

再次,压力是指塑料在注塑过程中所承受的力。

它对产品的密实度和表面质量有重要影响。

如果压力过小,容易导致产品中空气气泡、缩孔等缺陷;而过高的压力则容易造成产品变形或者模具损坏。

因此,在注塑过程中需要根据具体产品的要求进行压力的调整和控制。

此外,注塑速度是指熔融塑料进入模腔的速度。

它对产品的充填性、收缩率和密实度有直接影响。

过高的注塑速度会使塑料充填不完整,形成充填不良、熔胀、缩芯等缺陷;而过低的注塑速度则会使产品收缩率增加,尺寸不稳定。

因此,在注塑过程中需要通过调整注塑机的注射速度来控制注塑速度,以达到产品质量要求。

保压时间是指塑料在注塑过程中保持一定压力的时间。

它对产品的密实度、尺寸稳定性和缺陷情况有直接影响。

保压时间过长会使产品收缩率过大,尺寸偏大;保压时间过短则会导致产品尺寸偏小、表面缺陷等问题。

因此,在注塑过程中需要根据具体产品的要求和塑料材料的特性进行保压时间的调整和设定。

最后,冷却时间是指塑料在注塑过程中冷却的时间。

它对产品的尺寸稳定性、变形和序列产能有重要影响。

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熔融塑料流动特性对注塑的影响一、熔融塑料在模腔中流动的速度1.各流层的速度塑料在模腔内的流动可近视的看成层流。

根据流体力学理论,层流流体可视为一层层彼此相邻的液体在剪切应力(引起材料沿平行于作用力的平面产生滑移而变形的力,即切向应力)作用下的相对滑移。

层流流体的这种特性可用两平行板间的液体流动来说明。

如图所示,在两个平行的平板间充满具有一定黏度的液体,若平板A以速度V移动,另一平板B静止不动,则由于液体分子与平板表面的吸附作用,将使贴近板A的液体层以同样的速度v=V随板移动,从而对和它相邻的液体层产生摩擦力(即剪切应力)。

如此传递下去,于是在各层的界面上产生相应的剪切应力,从而形成各液体层间的相对滑移,而紧贴板B的液体,由于液体分子与平板表面的吸附作用,则静止不动(v=0)。

由于塑料熔体在成型过程中流动时,其雷诺准数—般小于10,分散体也不会大于2100,因此其流动均为层流。

塑料从喷嘴中射出到流道中后,由于塑料分子与流道壁(或模具型腔壁)的吸附作用,使得紧贴流道壁(或模具型腔壁)的流层速度为零,从而对和它相邻的液体层产生摩擦阻力。

如此传递下去,于是形成中间流层速度最大,两侧靠近流道壁(或模具型腔壁)的流层速度递减的流动形式,如图所示。

2.流通面积变化时速度的变化由于塑料熔体在成型过程中的流动是连续的,而且塑料熔体基本上是不可压缩的,所以流体通过每个流通面(管道的横截面)的流量是相等的,所以,当流体从大的流管流入小的流管时,如果流体源头仍以同样的流量持续注入流体(如图所示),则流体进入小管后流速变快了,其流速与流通面积成反比。

但此时由于管径变细流体受到了阻力,所以需要更大的注入压力。

同理当流体从小的流管流入大的流管时流速会放慢。

所以,当注射产品是圆片状产品(如光盘片)且浇口(塑料熔融液体进入模具型腔的入口)在中心时,则随着塑料流体流向各边沿流通面积不断增加(因为随着同心圆的半径增大(如图所示),这可用多段射速来近似模拟。

3.熔体黏度对流速的影响当流体在外力作用下,各流层间出现相对运动时,随之产生阻碍流体层间相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为黏性,用动力黏度(或称黏性系数)来衡量黏性的强度。

如图所示,在一定温度下,施加于相距dτ的液层上的剪切应力(此外力也可以是移动层上面一层有着更快流速的流层对移动层的摩擦力,单位为N/m2)与层流间的剪切速率dυ/dr(又称速度梯度,单位为s-1)的比值,称为液体的动力黏度。

其中剪切速率代表流动时相邻的流层间流速的差异。

流体只有在流动且各流层之间有相对滑动时才会表现出黏性,静止的流体不呈现出黏性。

黏性的作用是阻碍流体内部的相对滑动,从而阻碍流体的流动。

黏性产生的原因,概括来讲是流体分子之间的吸引力以及分子之间不规则运动的动量交换产生的阻力的综合结果。

动力黏度反映了这种阻力的强度,动力黏度越大,要达到同样速度所需要的剪切力越大,也就是说注塑时所需的注射压力越大。

从上面的内容我们知道,流体在流管中流动时,由于流管壁对流体的吸附作用,使得紧贴流管壁的流体速度为零,从而使得流管中的流体产生相对滑动,此时才产生黏性对流体流动的阻碍作用,所以管径越小,管壁越粗糙,黏度对整体流速的阻碍作用越大。

二、熔融塑料在成型过程中流动时的压力变化注塑机的射出压力的作用是克服熔胶流动阻力,推动熔胶进入模腔以进行充填。

现以熔胶在圆管中流动的情况来分析熔胶所受到的作用力。

如图所示,在圆管中的熔胶流体中取一个小微团来分析流体的受力和运动情况。

图中熔胶在水平方向从左向右流动,即图中熔胶微团作于水平方向从左向右运动。

在运动中微团受到4个水平方向的力:后面的流体对它的推力,即后端的内压力F1;它前面的流体对它的阻力,即前端的内压力F2;两边流体对它的摩擦阻力F3和F4。

如果F1小于F2,那么熔胶流体最终会在摩擦阻力的作用下停止下来。

所以,正是熔胶微团后端面与前端面这种内压差推动液体持续流动。

从整个流体来看,流体的后端面与注塑机的螺杆相连,其内压为注塑机的注射压力,流体的前端面与大气相通,其相对压力为零。

我们知道,静止的液体能大小传递压强(在注塑领域称为压力),但由于注塑机中的熔胶流体在流动,所以压力在传递的过程中需要克服阻力推动流体持续流动而逐渐变小,从而在流体中行程沿流程逐渐变小的压力剃度,如图所示。

从能量的观点看,流体在水平流管中流动时具有2种机械能:①压力能。

当流体受到阻力时,流体分子之间距离被微量压缩,这时流体就建立起了内压,一旦外力降低时由于分子之间的作用力又能恢复到原来的距离,所以流体像被压缩得弹簧一样具有压力能。

②动能。

流体与固体一样在运动时具有动能,质量一定时速度越大动能越大。

流体不断向前流动时,需要不断克服流层间摩擦阻力做功。

内压沿流程不断下降是因为流体的压力能克服摩擦力做功而导致压力能损失的结果。

熔胶从高压区流向低压区,就如同水从高处往低处流动。

熔胶从高压区流向低压区是压力能转化为动能,以补充因摩擦力对流体作负工而造成的能量损失。

流体在流动中的这种能量损失是由于流体的黏性引起的,是流体在流动过程中克服流体的内部微团或流层间摩擦阻力所做的功,这部分能量转化为热量。

这种阻力分为2类,沿程阻力和局部阻力,流体沿流动路程所受到的阻碍称为沿程阻力。

沿程阻力的影响使途中的流体机械能减少,即动能或压力能减少。

由流程阻力引起的能量损失称为流程损失。

局部阻力指流体流经各种局部障碍(如阀门、弯头时,由于水流变形、方向变化、速度重新分步,质点间剧烈的动量交换而产生的阻力。

模腔入口的压力愈高,如果流体前端不受阻就能导致愈高的压力梯度(单位流动长度之压力降),因而能导致更快的流速。

如图所示,更快的流速需要更陡峭的压力曲线。

图流速与压力降的关系如果熔胶流动长度加长,就必须提高入口压力以产生相同的压力梯度,从而维持聚合物熔胶速度。

如图所示,流程越长需要的入口压力越大。

因为,在填充过程中,随着流动长度不断增加,如果速度不变,且流体的黏度不变,则单位流动长度对流体的摩擦阻力不变,但总的阻力因各段累加而不断增加,所以需要更大的注塑压力。

由此可知,注塑机在充填过程中,随着熔胶前端不断向模具深处推进,需要的注射压力不断增大。

当然,有时会由于流道中某些特殊位置的散热能力强导致熔体前沿的表面暂时冷却凝固,直到建立起足够的压力推动熔体穿过此位置,则熔胶前沿通过此位置时的压力会出现峰值。

注射成型最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力及相应的各个工序的时间。

注射成型的关键在于能准确地重复生产过程的各种工艺条件。

否则,产品的品质会一直随条件的变化而变化。

所以应很好地选择和保持工艺条件,以获得高质和高产。

在变动和调整工艺条件时,最好按照压力一时间一温度顺序进行,不要同时变更两个或两个以上条件,这样才能在排除干扰的前提下,分析判断新设的条件的实际作用。

即使是单个工艺条件的转换,也要十分仔细进行,并且尽量避免在短时间内反复变换。

一、料筒温度从前面所学知识可知,外界温度对塑料熔体的黏度和流动性影响很大。

为顺利充模,并保证制品的质量,从喷嘴出来的塑料必须熔融均匀,黏度低到一定程度。

为此首先要保证料筒内塑料处于良好的加热状态。

注塑过程中塑料的温度变化情况如图3—1。

A—B:塑料从料斗进入高温的料筒,受热后温度迅速上升,开始熔化。

图3—1 注塑过程中塑料温度的变化B—C:塑料在料筒内继续被加热,进而全部熔融塑化,此期间温度会保持一段时间。

C:塑料到达料筒的前端,准备注射,由于不再受螺杆的剪切和摩擦作用,温度会有所下降。

C—D:塑料在高压下高速注射入模,强烈的摩擦和剪切造成更高的温升。

D—E:塑料注射完毕,在模具冷却系统的作用下冷却定型。

E:塑料制品脱离模具。

从图3—1中可看出,塑料在料筒内的温度开始时是逐渐上升的,直到一定的塑化温度B。

在B这个温度下,料筒继续向塑料供热,通过热传导,使整体塑料熔融均匀。

至于C是料筒锥部及喷嘴的吸热降温点,如果锥部及喷嘴补充热量不足,降温点温度降得太低,前锋料黏度就会增高,形成大的阻力,不利于注满型腔。

C—D无疑是一种额外的温升,但不容忽视。

无论是喷嘴、流道或浇口,之所以尺寸要偏小,是为了增大摩擦作用,提供大的剪切速率,从而使温度进一步升高,黏度降低。

如果这些地方尺寸过大,反而会使制件出现充不满或严重收缩凹陷。

D—E是冷却定型时间,这个时间必须足够长,否则热的制件脱模后会令表面失去光泽,有些塑料制件还会变形。

很显然,所谓注塑温度的控制是指塑料在料筒内如何从颗粒原料被均匀塑化成塑性的黏流体,也就是料筒温度如何配置的问题。

最理想的是根据料筒内熔体的实际情况随时进行无级调温,但这很难办到。

现在所有的注塑机都是分段调温,有两段、三段或更多段。

不同的物料每段的温度配置是不尽相同的,关键是要从实际出发,有针对性地进行配置。

所配置的料筒温度应保证塑料塑化良好,能顺利实现注射又不引起分解。

配置时要注意以下几种影响因素。

(1)塑料的热性能料筒温度的配置与所加工塑料的热性能有关,料筒末端最高温度应高于塑料的流动温度Tf(对无定型塑料)或熔点温度Tm(对结晶塑料),而低于塑料的分解温度Td,故料筒最合适的温度应在Tf (或Tm)~Td之间。

Tf (或Tm)~Td区间较窄的塑料,料筒温度应偏低些(比Tf稍高);Tf (或Tm)~Td区间较宽的塑料,料筒温度可适当高些(比Tf高)。

玻璃纤维增强的热塑性塑料,随着玻璃纤维含量的增加,熔体的流动性会降低,因此应相应提高料筒温度。

对于热敏性塑料,如聚氯乙烯、聚甲醛等,除要严格控制料筒温度外,还要控制物料在加热料筒中的停留时间,以免在高温停留时间过长而引起降解。

(2) 塑料相对分子质量及其分布同一种塑料由于来源或牌号不同,其流动温度和分解温度也有所不同,相应的料筒温度也不一定相同。

一般情况,平均相对分子质量高、但分布窄的塑料,其熔体黏度较大,流动性较差,料筒温度应偏高些;平均相对分子质量小、相对分子质量分布宽的塑料,料筒温度可偏低些。

添加剂对成型温度也有影响,经填充改性的塑料,如玻璃纤维增强塑料,由于软化温度提高,流动性变小,料筒温度应高些;而加增塑剂的塑料,由于增塑剂分子在塑料大分子中起到了润滑作用,料筒温度应偏低些。

(3)注塑机的类型注塑机的类型不同,塑料的料筒中的塑化过程不同,所以料筒温度的配置也不相同。

柱塞式注塑机,塑料完全靠料筒壁和分流梭传热,传热效率低且不均匀,料筒温度应高些;螺杆式注塑机,塑料在螺槽中受到较强的剪切作用,剪切摩擦热较大,而且料筒内料层较薄,传热较容易,料筒温度可低些,一般比柱塞式低10~20℃。

(4)制品的结构特点薄壁制品、复杂制品、带金属嵌件的制品,或熔体充模流程长或曲折的制品,由于流动阻力大,充模时间长,冷却快,料筒温度应高些;相反,注射厚壁制品、简单制品时,由于熔体的流动阻力小,冷却时间长,塑料在料筒内受热时间长,料筒温度可适当低些,避免塑料在料筒内因停留时间过长而造成热分解。

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