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注塑模具设计的原理-干货分享

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发表于 2018-8-20 21:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
(一)注塑过程
共三部分:(1)预塑计量
(2)注射充模
(3)冷却定型
首先对塑料进行烘干,按照材质需要,比如ABS烘料温度是80℃,烘料时间是1-2小时,或是工程料必须用抽温机进行抽湿,才能达到没有水份,没有湿气的效果。然后开始进行预塑过程:把溶筒进行外部加热,通过热平衡使溶筒的内部得到所需要的温度,然后把固体颗粒状态的胶料加入料斗,通过螺杆回料方式
把胶粒送到溶筒中,因受高温传导,使其颗粒状塑料经过热能进行塑化,由颗粒状态转化为粘流液体状态,而且受到螺杆螺纹的剪切、压缩,使其密度和粘度得到均匀,这就是完成预塑的第一过程。
这个过程是从计量室中,也就是炮筒中把已经预塑好的液体状胶料通过螺杆的推动力,把塑料注入模腔,此过程分为两个阶段:第一阶段,液体状的胶料由螺杆经过模具唧咀进入模腔,一直到填充满模腔为止;第二阶段是保压阶段,当第一阶段注射完成后还必须继续保持注射压力,维持液体流动,使模腔中的液体在未完全冷却之前,再进一步补压和增加产品密实度,这就是保压所起的作用。整个过程就叫注塑充模。
当保压压力全部撤除,模腔中的液体继续随着模具温度传受,导致开始冷却、降温、定型,随着时间的延长,令温度降低,直至制品能够承受开模后顶出时所允许的定型度和变形度是属OK的产品,这就叫做冷却定型。经过以上三大部份的工序完成了这个注塑过程。

(二)螺杆工作原理
主要的功能是输送、熔融、混炼、压缩、计量共五种作用,所以在塑化质量上扮演很重要角色,可谓是射出成型机的心脏组件,与成型品的质量息息相关。
整条螺杆分为三段:
(1) 计量段
主要的功能是混炼、熔胶、输送,还提供足够的压力,保持熔胶均匀温度,及稳定熔融塑料之流量,如果计量段长,则混炼效果好,但太过长则使熔体在熔筒中停留过久而产生热分解,而太短则使温度不均匀,塑化熔融效果差。
(2) 压缩段
主要功能是为液流状的塑料继续熔融,混炼、剪切、压缩、增压、排气。塑料在此段会完全溶解,体积会缩小,所以对螺杆的压缩程度的设计(压缩比)是很重要的。
(3) 进料段
固体颗粒由料桶送入螺杆螺沟,由于受到螺杆转动,形成剪切效应作用,及熔胶筒的温度传导开始熔融,也就是说通过此段,使颗粒状的胶料塑化为液流状。
(4)影响塑化质量的主要因素
① 螺杆长度
② 螺牙深度
螺杆长径比
=螺杆工作长度(mm)÷螺杆直径(mm)
一般使用的比例是1:20倍,如果螺杆过长,塑化效果好,混炼效果比较好,比较均匀,如(PA 、PE 、PP 、POM)需要较长的螺杆。
螺杆压缩比
=进料段牙深(MM)÷计量段牙深(MM)
压缩比对塑料直接影响,如果适当的压缩比可增加塑料之密度,使分子之间结合更紧密,有助于减少空气的挤入,降低因压力而产生之温升,而影响输出量的差异,如压缩比不适当将会破坏塑料的特性,压缩比值越高,对塑料在炮筒内塑化过程中产生温升越高,相对出料量大为减少,当进料段的牙纹愈深,送料量愈大,但螺杆所需的扭力也愈大,压缩比也就愈大,如果进料段牙深度太浅,压缩比就越大,容易过大烧焦、变黄。适当的压缩比:PE 1:1.7~2.2、 ABS 1:2~2.5、 PP 1:2.2~3、 龙尼 1:1.8~2.5。
所以生产透明PC经常产生变黄、烧焦的原因就是因PC在筒中停留时间过长,螺杆压缩比过大,经过在回料过程受到牙纹剪切、增温而产生烧焦的现象。

(三)新产品的调校方法
在调机之前须注意事项:
检查注塑机炮筒温度是否正常,是否符合其材料的所需温度,检查塑料是否烘干,检查模具温度,顶针是否回到位,顶针与行位是否交叉相撞,以上问题都OK,然后再进行调校。
把保压位置设定为O,保压压力设定为O,把射胶压力设定中间数,射胶速度设定为中间数,尾段射速设定20%或以下,用量位置根据产品大小而定。射胶终点位置180T以下在10MM之间,180T以上可以在20MM之间,为什么要控制在10MM和20MM之内呢? 其主要目的是避免注射压力在螺杆前端损失及产品不稳定
开始调校:
第一啤如果射出终点位置超过20MM以上,产品仍未充满,这时必须增加压力,每次增压幅度在7%之内,直到产品已充满为止,这就设定了最佳的用量位置,相反,产品已充满,但终止位置还是超过20MM,那么就该减少熔胶量,到产品充满而位置也在20MM 之内为止,相反射出位置已经归O,证明炮筒内的胶已经射完,产品仍未充满,就应增加熔量,直到适合以上的规定为止,然后再设定转压切换位置。

(四)最佳保压转切位置
无论采用何种注射模式,转压位置的正确设定最为重要。如果要获得最佳的生产状态,优质的产品,必须确保部品在转压之前有98%的溶胶量已被注入模腔;如果过早转压,模腔的溶体少于95%,则需再利用保压压力把溶体再推进模腔,这种情况,很容易形成填充不满,同时产品的稳定性亦很差,形成缩水及走不齐。相反,如果转压太迟,模腔内的溶料已多过98%,甚至100%。这样产品被压缩过大,形成很多部位有很大披峰和内应力。使其脱模困难,甚至对模具造成伤害,因为保压与射压的压力是不一样的。
转压正确的位置=
料量-[(料量-终点位置)×98%]
比喻:95-[(95-8)×98%]=9.74mm
(五)背压最佳调校程度和方法
依据电脑所设定的速度、压力,来对熔胶马达进行充油,使溶胶马达开始旋转,在旋转的过程中,螺杆把熔筒中已溶解好的物料送到螺杆的头部,使之螺杆头部物料得到了压力,而克服螺杆后退系统的阻力之后,螺杆才能后退,在此系统的阻力之外,还有注射油缸的回油阻力,那就是背压。我们通常在调节背压的大小,也就是调整回油压力的大小。背压螺丝松的越多,回油压力越低,背压也就越低。正确的调校方法是以射咀的胶不快速溢出为准则
螺杆背压对熔体温度的影响效果,与聚合物的性质有密切关系,当螺杆预塑时,在物料压力的作用下会后退,使注射腔的回油经过背压阀流回油箱,这样以背压阀在螺杆位置的泄油压力,来建立螺杆头部的熔体压力,经过调节作用,影响熔体的剪切力,使其混炼效果及密实性得到控制,提高背压作用,有助螺杆槽中物料压实,赶走物料中的气体。
总之,背压增加使回料系统阻力加大,如螺杆后退速度减慢会延长物料在螺杆中的热历程,改变塑化作用,所以背压对成型整个过程负着很重要的作用。
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