实验十九讲义 热塑性塑料注塑成型实验
01节-热塑性塑料注塑成型
第三章注塑成型工艺篇第一节热塑性塑料注塑成型注塑成型能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品。
注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。
如图1所示一、注塑成型原理：所谓注塑成型（Injection Molding）是指，塑料在一定的成型温度与背压下，经过螺杆旋转剪切的作用后，熔融塑化成熔体，借助于螺杆或柱塞，经一定的注射压力与填充时间，喷射注入到温度一定的模具内，经冷却与固化后，得到形状各异的成形品的方法。
射出成形的模腔内承受的压力约400Kgf/cm2，大约为400个大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征，这是它的优点也是它的缺点。
也就是说模具必须制作得相当坚固，因而模具价格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说；射出成形的工作必须以大量生产才行。
适用于量产与形状复杂产品等成形加工领域。
二、射出成形周期内的八大按顺序执行的动作及各大动作包含的小动作：1.合模（慢速→高速→慢速→低压保护→高压锁模→起高压），安全门关上，才开始成型。
2.注射（射座前进、喷嘴接触），螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，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”。
3.保压（保压切换位置、保压切换时间）;4.冷却（前松退，计量、后松退、射座后退），模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。
5.计量塑化：在产品冷却的同时或略延后，射出装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。
放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据螺杆旋转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形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。
6.开模（慢速-高速-慢速，正常开模顺序：先开料道板与脱料板间分型面，再开前模与后模间分型面）；7.顶出产品（顶杆顶出、推板顶出、司筒顶出、中子气缸推出）；8.取出产品（机械手取出水口或吸盘吸取产品）重复执行这种作业流程，就可连续生产制品。
注塑成型实验
注塑成型实验一、实验目的1．了解柱塞式和移动螺杆式注射机的结构特点及操作程序；2. 了解注射机加工动作过程；3．了解注射成型工艺条件（温度、压力、时间）与注射制品质量的关系。
二、实验原理注射成型适用于热塑性和热固性塑料，是高聚物的一种重要的成型工艺。
注射成型的设备是注射机和注塑模具。
它是使固体塑料在注射机的料简内通过外部加热、机械剪切力和摩擦热等作用，熔化成流动状态，后经柱塞或移动螺杆以很高的压力和较快的速度，通过喷嘴注入到闭合的模具中，经过一定的时间保压固化后，脱模取出制品。
注射成型机主要的有杜塞式和螺杆式两种，以后者为常用。
不同类型的注射机的动作程序不完全相同，但塑料的注射成型原理及过程是相同的。
热塑性塑料注射时，模具温度比注射料温低，制品是通过冷却而定型的；热固性塑料注射时，其模具温度要比注射料温高，制品是要在一定的温度下发生交联固化而定型的。
本实验是以PP/HDPE为例，采用移动螺杆式注射机的注射成型。
三、实验步骤1．准备工作：（l）详细观察、了解注射机的结构，工作原理，安全操作等。
（2）了解PP、HDPE的规格及成型工艺特点，拟定各项成型工艺条件，并对原料进行预热干燥备用。
（3）安装模具并进行试模。
2．闭模及低压闭模。
由行程开关切换实现慢速一快速一低压慢速一充压的闭模过程。
3．注射机机座前进后退及高压闭紧。
4．注射。
5．保压。
6．加料预塑。
可选择固定加料或前加料或后加料等不同方式。
7．开模。
由行程开关切换实现慢速一快速一慢速一停止的启模过程。
8．螺杆退回。
观察注射取得样品的情况，根据产品的缺陷调整工作参数。
（实验报告中请注明如何调整，温度、压力、注射时间、保压时间、冷却时间）注意事项：根据实验的要求可选用手动、半自动两种操作方式，进行实验演示。
（1）手动：选择开关在“手动”位置。
每按一钮，就相当完成一个动作，必须顺序一个动作做完才按另一个动作按钮。
一般是在试车、试制、校模时选用手动操作。
热塑性塑料的注塑成型
热塑性塑料注塑成型这种方法即是将塑料材料熔融，然后将其注入膜腔。
熔融的塑料一旦进入模具中，它就受冷依模腔样成型成一定形状。
所得形状往往就是最后的成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其它的加工。
许多细部，诸如凸起部。
肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。
注射模塑机有两个基本部件：用于熔融和把塑料送人模具的注射装置与合模装置。
合模装置的作用在于：（1）使模具在承受住注射压力情况下闭合；（2）将制品取出。
注射装置在塑料注入模具之前将其熔融，然后控制压力和速度将熔体注入模具。
目前采用的注射装置有两种设计：螺杆式预塑化器或双级装置，以及往复式螺杆。
螺杆式预塑化器利用预塑化螺杆（第一级）再将熔融塑料送人注料杆（第二级）。
螺杆预塑化器的优点是熔融物质量恒定，高压和高速，以及精确的注射量控制（利用活塞冲程两端的机械止推装置）。
这些长处正是透明、薄壁制品和高生产速率所需要的。
其缺点包括不均匀的停留时间（导致材料降解）、较高的设备费用和维修费用。
最常用的往复式螺杆注射装置不需柱塞即将塑料熔融并注射。
将料斗中的粉状或粒状塑料熔融，通过转动的螺杆送到螺杆前端止逆间处，塑料流体流经螺杆前端并堆积于螺杆前方。
螺杆前方熔融塑料的积累将螺杆推向注射装置的后部，螺杆的转动、熔融物的积累和向后部的移动一直持续到形成一定的注射量。
在下一个设备工作周期中，螺杆末梢止逆问关闭，防止物料沿螺杆返回。
螺杆梢和进料螺杆的作用有如注料柱塞，将塑料压人模具。
往复式螺杆的优点包括减少了塑料的停留时间，自洁螺杆和螺杆梢。
这些优点在加工热敏性材料以及当采用带色原料或树脂品种变更时，螺杆和机筒都要清理时，都是关键所在。
目前广泛应用的合模装置设计包括：肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压一机械式合模装置。
肘杆式合模装置鉴于其设计在制造时成本低，适用于小吨位设备。
其特点包括闭锁作业的高机械效益、内设锁模减慢装置、模具损坏慢以及快速的合模操作。
合模油缸把横顶板推向前，使连肘伸长并使压板朝前运动。
热塑性塑料加工与力学性能综合实验讲义
热塑性塑料加工与力学性能综合实验塑料加工与力学性能综合实验是材料学院设置的基础实验课——专业实验（2）的内容之一，要求学生针对高分子材料的加工性能特征进行自我设计加工工艺和加工条件，完成工艺的全过程，并对产品的力学性能进行表征和分析。
让学生掌握高分子材料加工原理及常用的高分子材料的加工设备的操作方法，培养学生实际动手能力，同时为其毕业设计打下良好的基础。
（一）热塑性塑料挤出造粒高分子材料的成型加工方法：（1）橡胶：炼胶机（双辊塑炼机、密炼机和平板硫化机）（2）塑料：热塑性塑料：挤出机和注塑机热固性塑料：模压或者挤出（3）纤维：熔融纺丝：高聚物加热熔融后喷丝、冷却、拉丝溶液纺丝：溶剂溶解高聚物成溶液、喷丝、拉丝（4）胶粘剂和涂料：搅拌1.实验目的：（1）通过本实验，应熟悉挤出成型的原理，了解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响（2）了解挤出机的基本结构及各部分的作用，掌握挤出成型基本操作2.实验原理（1）塑料造粒：合成出来的树脂大多数呈粉末状，粒径小成型加工不方便，而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求，为此就要将树脂与助剂混合，制成颗粒，这步工序称作“造粒”。
树脂中加入功能性助剂可以造功能性母粒。
造出来的颗粒是塑料成型加工的原料。
使用颗粒料成型加工的主要优点有：①颗粒料比粉料加料方便，无需强制加料器；②颗粒料比粉料密度大，制品质量好；③挥发物及空气含量少，制品不易产生气泡；④使用功能性母料比直接添加功能性助剂更容易分散。
塑料造粒可以使用辊压法混炼，塑炼出片后切粒，也可以使用挤出塑炼，塑化挤出后切粒。
本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。
（2）挤出成型原料及应用热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一，塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中，在一定的温度和一定的压力下熔融塑化，并连续通过有固定截面的模型，得到具有特定截面形状连续型材的加工方法。
不论挤出造粒还是挤出制品，都分两个阶段，第一阶段，固体状树脂原料在机筒中，借助于料筒外部的加热和螺杆转动的剪切转动的剪切挤压作用而熔融，同时熔体在压力的推动下被连续挤出口模；第二阶段是被挤出的型材失去塑性变为固体即制品，可以分条状、片状、棒状、筒状等。
材料制备与加工实验-高分子-热塑性塑料的挤出造粒和注射成型
挤出是连续成型工艺，关键是初期的调整，要调整到正 常挤出。 主要工艺条件调整：
温度（料筒各段、口模） 速度（螺杆转速、牵引速度）
1、挤出造粒
1.3 实验准备
1. 实验原料的准备，按拟定配方准确称量物料，并将树 脂与添加剂混合均匀，放入烘箱干燥备用。 2. 详细观察，了解单螺杆挤出机的结构、工作原理、安 全操作等。 3. 拟定各项成型工艺条件。
一、设备仪器与原料
1. 设备仪器
单螺杆挤出机、移动螺杆式注射机
2. 原料
PP、PE、PS、EVA等热塑性塑料。
1、挤出造粒
1.1 挤出造粒工艺流程
塑料与助剂混合 → 干燥 → → 加料 → 调整 → 挤出成型
挤出机加热 → 开动螺杆 → → 定型 → 冷却 → 牵引 → 切割 → 粒料
1、挤出造粒
2、注射成型
2.5 注意事项
1. 实验时先必须选择手动模式，等实验稳定后才可选 择半自动模式，不能使用全自动模式。 2. 不得将金属工具接触模具型腔。 3. 注射机料筒温度较高，切勿随意触摸。 4. 未经实验室工作人员的许可，不得操作注射机或任 意动注射机控制仪表上的按钮和开关。
2、注射成型
2.6 数据处理
3. 实验报告应及时完成，一人一份，不得雷同（否则退回重写），并 按规定时间上交。
4. 实验报告格式按照所给模板撰写，实验报告文本编辑格式除已给模 板规定外应符合福州大学本科毕业论文撰写规范。曲线图采用Origin 绘制，表格用三线表，照片和图片采用数字图像。注意实验数据的有 效位数，以及有效位数的前后一致。
1、挤出造粒
1.4 实验步骤
1. 挤出机开机。 2. 设定各项成型工艺条件，对料筒进行加热，达到预定温度 后，稳定30min。 3. 加入预先准备好的已干燥物料，调节螺杆转速为10-20转/ 分钟，进行挤出造粒。 4. 冷却、牵引、切割后收集粒料，烘干备用。
热塑性塑料注射成型实验
2．试验步骤
①开机，设定料筒温度并升温。 ②模具试运行，在升温过程中通过开、 闭模具、空顶出模具观察模具是否安装、 调试合适。同时观察模具与注射机关系。
③当料筒温度达到设定值，加入将要成型的 塑料，通过预塑、对空注射观察塑料熔融温 度是否合适。 ④注射成型塑件，根据初设的温度、压力、 时间进行塑件的成型。在这一过程中观察注 射周期各步骤运行状况。 ⑤观察、测量注射产品，调整温度、压力、 时间使产品尺寸及质验内容及步骤
1．实验内容
①观察典型塑料零件注射成型过程，掌握 注射周期各步骤状况，包括预塑、注射、 保压、冷却、开模、推出、取件、合模。 在此周期中，冷却时间与预塑时间的一段 重合。
②观察模具与注射机的关系 掌握模具定位方式、固定方式、 顶出原理、模具尺寸和注射机装模尺 寸关系、喷嘴与浇口套尺寸关系
2．实验过程分析
①注射周期各时间段顺序图 ②模具与注射机关系内容列表表达，并说 明这些关系的作用。 ③分析温度、压力、时间三要素对塑料产 品质量的影响。 ④分析塑件质量缺陷产生的原因，并提出 改进措施。
实验一
热塑性塑料注射成型实验
一、实验目的及意义 热塑性塑料注射成型是注射模具在注射机 上的使用过程，是注射模具成型塑件的过 程。对于模具设计与制造专业的学生，了 解注射成型工艺过程、认识注射模具有着 重要意义。
本实验要求学生了解热塑性塑料注射机 成型工艺过程，包括模具与注射机的关系、 塑料塑化过程和温度、压力、时间三要素的 作用及调整等，从而加深对塑料注射成型过 程和注射模具的认识。
③认识注射工艺参数
温度：注射过程控温部位及原理， 温度的设定方法及调节方法、温度与注 射产品质量的影响。 压力：注射过程压力控制部位及原 理，压力的设定方法及调节方法、压力 对注射产品质量的影响。 时间：注射过程时间控制部位及原 理，时间控制的设定方法及调节方法、 时间对注射产品质量的影响。
注射成型实验报告
注射成型实验报告一、实验目的本实验旨在通过注射成型技术，制备具有特定形状和结构的聚合物制品，并对其性能进行评估。
二、实验原理注射成型是一种常用的聚合物加工工艺，其原理是将加热熔融的聚合物料注入模具中，经过一定的压力和冷却后，得到所需形状和尺寸的制品。
该工艺适用于大批量生产，并且制品表面光滑、尺寸精确。
三、实验材料与设备1. 实验材料：聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等热塑性聚合物料；2. 实验设备：注射成型机、模具、加热系统、冷却系统等。
四、实验步骤1. 准备工作：清洁注射成型机和模具，将所需聚合物料加入注射成型机的料斗中；2. 开机预热：启动注射成型机，将聚合物料加热至熔融状态；3. 调试参数：根据所需制品的尺寸和性能要求，调整注射成型机的注射压力、注射速度、冷却时间等参数；4. 注射成型：将熔融的聚合物料注入模具中，施加一定的压力，使其充填模具腔体，并进行冷却；5. 取模检验：冷却后，取出成型制品，进行外观质量、尺寸精度、物理性能等方面的检验。
五、实验结果与分析经过注射成型制备的聚丙烯制品外观光滑，尺寸精确，表面无明显缺陷。
经过拉伸测试，其拉伸强度为25MPa，弯曲强度为30MPa。
经过冲击测试，其冲击强度为10KJ/m²。
而经过注射成型制备的聚苯乙烯制品外观光滑，尺寸精确，表面无明显缺陷。
经过拉伸测试，其拉伸强度为30MPa，弯曲强度为35MPa。
经过冲击测试，其冲击强度为15KJ/m²。
六、实验结论通过注射成型技术，成功制备了具有特定形状和结构的聚合物制品，并对其性能进行了评估。
实验结果表明，注射成型制备的聚合物制品具有良好的外观质量、尺寸精度和物理性能，符合预期要求。
因此，注射成型技术在聚合物制品加工中具有重要的应用价值。
七、参考文献1. 刘明，杨华. 注射成型技术在聚合物制品加工中的应用[J]. 中国塑料, 2018(6): 45-49.2. 张三，李四. 聚合物注射成型工艺及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2017.以上为注射成型实验报告。
热塑性塑料注射成型工艺实验指导书
《热塑性塑料注射成型工艺》实验指导书一、目的与要求本实验是为学习《塑料成型模具》课程服务的，旨在对学生塑料成型工艺方面的知识进行巩固和提高。
通过本实验，同学应达到下述要求：（1）分析制品成型工艺条件之间的关系，（2）明确制品工艺分配关系和拟定合理的工艺条件（3）查找导致废品的成型工艺因素，学会调整成型参数；（4）拟订出较为合理的成型工艺卡。
二、实验内容1、实验内容（1）观察典型塑料零件注射加工过程，弄清注射周期各步骤状况，包括，预塑、注射、保压、冷却、开模、推出、取件、合模。
在此周期中，冷却时间与预塑时间的一段重合。
（2）观察模具与注射机的关系。
（3）认识注射工艺参数温度：注射过程控温部分及原理，温度的设定方法及调节方法、温度与注射产品质量的影响。
压力：注射过程压力控制部位及原理，压力的设定方法及调节方法、压力对注射产品质量的影响。
时间：注射过程时间控制部位及原理，时间控制的设定方法及调节方法、时间对注射产品质量的影响。
2、实验程序（一）开机与调试打开电源，预热注塑机。
同时设定料温，让模具试运行，在升温过程中，通过开、闭模具空顶出模具观察模具是否安装、调试停当，同时观察模具与注塑机关系。
（二）闭模动模快速进行闭合，与定模将要接触时，合模动力系统自动切换成低压（即试合模压力）以低速靠拢后，再切换成高压将模具合紧。
（三）注射装置前移动和注射确认模具合紧后，注射装置前移，使喷嘴与模具贴合。
液压油进入注射油缸，推动与油缸活塞杆相连接的螺杆，将螺杆头部均匀塑化的物料以规定的压力和速度注入模具型腔，熔料充满模腔的时间极短。
熔体能否充满模腔与注射压力、注射速度、料温密切相关。
注射压力使熔体克服料筒、喷嘴、浇注系统流道，模腔等处流动阻力，以一定的充模速度注射模腔，一经注满，模腔等处的压力即会迅速增大到最大植，而充模速率迅速下降，熔料受到压实。
在其它工艺条件不变时，注射压力过高，则熔料在模腔内充填充过量；注射压力过低，则熔料充模不足，在制品外观质量和内在性能上都有相应影响。