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      東芝注塑機成型工藝

      在將塑料粒子轉變為塑料制品的成型過程中,塑料往往受到高溫、高壓作用,在高剪切速率下流動成型,不同的成型條件和工藝,會對制品質量帶來不同影響,注塑成型有塑料原料、注塑成型機、模具和注塑成型工藝四個方面組成。
             如塑料原料正確選定,注塑機的技術參數和模具結構均符合注射成型條件要求,哪加工制品質量優劣直接與注射成型工藝有關。
             制品的質量有內材質量和外觀質量,內材質量主要是機械強度,而內應力的大小直接影響制品機械強度高低,產生內應力主要原因有制品結晶度和塑料成型中分子的取向性等決定的。
             制品外觀質量就是制品表面質量,但內應力大造成制品翹曲變形也會影響外觀質量問題。制品的外觀質量有:制品不足,制品凹痕,熔接痕、飛邊、氣泡、銀絲、黑點、變形、裂紋、分層脫皮和變色等,均與成型溫度、壓力、流量、時間和位置有關。

      1. 成型溫度:有料筒溫度、塑化溫度、噴嘴溫度、模具溫度和塑料干燥溫度等
      料筒溫度:就是塑料熔融溫度,料筒溫度設定過高,塑料熔融后粘度低,在同等注塑壓力和流量下,注射速度快,成型制品易飛邊,銀絲、變色和發脆。
      料筒溫度過低,塑料塑化不良,粘度高,在同等注射壓力和流量下注射速度慢,成型制品易不足,熔接痕明顯,尺寸不穩定和制品中有冷塊。

      噴嘴溫度:噴嘴溫度設定高,噴嘴易流涎,造成制品中有冷料絲。噴嘴溫度低造成模具澆注系統發生堵塞。注射壓力要增大,才能注射出塑料,但即時能成型制品中有冷料塊。

      模具溫度:模具溫度高,注射壓力和流量可設低一點,但在同等壓力的流量下,制品乃易飛邊,翹曲變形,制品粘模頂出困難等。模具溫度低,在同等注射壓力和流量下,制品成型不足,氣泡、熔接痕等。

      塑料干燥溫度:各種塑料有不同的干燥溫度。ABS塑料一般設定一干燥溫度80~90℃,否則就不易把水分和殘余溶劑干燥揮發掉,制品易有銀絲和氣泡,制品強度也會下降。

      2. 成型工藝壓力:有預塑背壓:注塑壓力、鎖模壓力、保壓、托模和中子壓力、射臺壓力等。
      預塑背壓:背壓高儲料密度高,在相等儲料容積內儲料量多。背壓低儲料密度低,儲料少。在設定儲料位置后,再做較大幅度調節背壓,必須注意重新設定儲料位置,否則易造成制品飛邊或不足。

      注射壓力:不同品種塑料有不同的熔融粘度,非結晶型塑料隨塑化溫度變化而粘度變化較大。注射壓力是根據塑料的熔接粘度和塑料流程比而設定的。如注射壓力設定太低,制品射不足,凹痕、熔接痕及尺寸不穩定。注射壓力太高制品飛邊,變色和粘模頂出困難。

      鎖模壓力:根據模具型腔的投影面積大小和注射壓力高低而定。鎖模壓力不足制品易飛邊,重量增加。鎖模力過大,開模就困難。一般鎖模壓力設定不超過120par/cm2。

      保壓:當注射結束即繼續給螺桿一個壓力叫保壓,這時模具型腔內制品尚沒有凍結。保壓可繼續給模具型腔補塑,確保制品飽滿。保壓、壓力設定過高,對托模和抽插芯帶來阻力大,制品易頂白,頂翹曲,另外模具流道澆口易被補充塑料脹緊,澆口斷在流道內。壓力過低制品有凹痕及尺寸不穩定。

      托模和中子壓力:設定托模和中子壓力原則是根據模具型腔面積大小和抽插芯的芯子投影面積大小,以及成型制品的幾何形狀復雜程度等的綜合情況來設定壓力大小。一般這要將托模和中子油缸壓力設定在能推動制品即可。

      3. 流量:關系到注塑成型機速度,有螺桿轉速、注射速度、托模和中子速度等。
      螺桿轉速:除調節預塑流量外,主要受預塑背壓影響。如預塑流量調得大,預塑背壓又高,隨螺桿旋轉,塑料在料筒內剪切力大,塑料分子結構易被割斷,制品有黑點和黑條紋,影響制品外觀質量和強度,并且料筒加熱溫度不易控制。預塑流量設定過低,預塑儲料時間延長,會影響成型周期。

      注射速度:對注射速度要設定合理性,否則影響產品質量,注射速度過快,制品帶有氣泡,燒焦、變色等。注射速度過慢制品成型不足,有熔接痕等。

      托模和中子流量:不宜設定過大,否則頂出和抽芯動作過快,造成頂出和抽插芯不穩,制品易頂白。

      4. 時間設定:在注射成型工藝中有干燥時間,注射和保壓時間,冷卻時間等。
      干燥時間:就是對塑料原料的烘干時間,各種類別塑料均有最佳干燥溫度和時間。ABS塑料的干燥溫度80~90℃,時間2小時。ABS塑料一般24小時,吸水量0.2~0.4%,而能注塑成型的含水量0.1~0.2%。

      注射和保壓時間:電腦注射機的控制方法均設有多級注射可分級調壓、調速和調注射塑料量。使射入模具型腔塑料速度達到恒速,并提高成型制品的外觀和內材質量。
      所以注射工藝常用位置控制,不用時間控制,保壓是用時間控制,如保壓時間較長,制品密度大,重量就是重,內應力大,脫模困難,易頂白,成型周期延長。保壓時間太短,制品易產生凹痕,尺寸不穩定。

      冷卻時間:是保證制品定型穩定,是將注射入模具型腔內的塑料成型成制品后有足夠冷卻定型時間,否則開模時制品易翹曲變形,頂出易變形和頂白。冷卻時間過長,延長成型周期,而不經濟。

      5. 位置控制:部分注塑機有移模位置,托模位置,儲料和注塑位置控制。
      移模位置是從開模到閉模鎖緊整個移動距離叫移模位置。移模最佳位置這要能將制品順利取出即可。開模距離過大,成型周期要長。

      托模位置只要控制從模具中頂出的位置能方便取下制品及可。

      儲料位置:首先要保證成型制品的一次注射塑料量,其次要控制料筒內的存料量。儲料位置控制超過一次注射量過多,制品易飛邊,反之制品成型不足。
      料筒存料量過多,塑料停留在料筒內時間長,制品易掉色,并影響成型制品強度。反之影響塑料塑化質量,并在保壓時無料補充到模具中,制品成型不足有凹痕。

      總結
      注射成型制品的質量,涉及制品設計、塑料材質、模具設計與加工質量、注塑機的選擇和工藝調整等。

      對正常生產模具而言,要保證和改善制品質量,唯獨對注射工藝調整;即對溫度、壓力流量速度、時間和位置調整。

      工藝調整必須全面統籌兼顧。如制品尺寸變化大,可著手從塑料原料上考慮,是結晶塑料還是非結晶塑料,塑料分子量的大小等。是結晶塑料和大分子塑料,要考慮制品結晶度和分子取向,制品形狀對成型時的流動變化,而引起制品內應力變化和大小,造成制品收縮變化。

      解決制品尺寸變化小,從工藝上可提高些料溫,降低模具溫度,控制注射料量,降低注射壓力、提高注射速度,達到瞬間充滿模具型腔,減少保壓時間,延長些冷卻時間,在保證制品射足的情況下降低制品密度。達到降低制品內應力,而減小制品收縮變化。

      總之講注射工藝調整不能單一從某點上入手,必須從注射工藝原理上入手。全面統籌兼顧考慮問題,可從多方面逐個調整或多個問題一次調整。但調整方法和調整原理,要從當時生產的制品質量和工藝狀況而定。


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