注射成型
使成型材料加热熔融、注入并充满预先关闭的模具型腔后使之硬化或固化而制成制品的成型方法。适于大批生产形状复杂的制品。
注射成型过程大致可分为以下6个注塑成型阶段 :合模、注射、保压、冷却、开模、制品取出。反复进行,就可连续生产出制品。
注塑过程温度控制
1、料筒温度:注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动,而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。
2、喷嘴温度:喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的,这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低,否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞,或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。
3、模具温度:模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求,以及其它工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等)。
注塑过程压力控制
1、塑化压力:(背压)采用螺杆式注射机时,螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力,亦称背压。
2、注射压力:在当前生产中,几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力(由油路压力换算来的)为准的。
注塑过程成型周期
完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期,也称模塑周期。它实际包括以下几部分:成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。
注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件,其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力,三通管的塑料模设计与实现,将已塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内,经冷却固化定型后开模得到塑件。罗百辉介绍说,构成注塑成型需要三个必要条件:一是塑件必须以熔融状态进入模腔;二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速,以确保及时的充满整个模腔的各个角落;三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。
聚碳酸酯(PC)为非结晶性工程塑料,无嗅、无味、无毒、透明的无定形塑胶。具有优异的强韧性,超高的热变形温度,极佳的透明度的特性。同时还有良好的尺寸稳定性和电气性能。
聚碳酸酯成型工艺:
①原料要求严格保管,防止受潮,在高温下聚碳酸酯对微量水份非常敏感,干燥温度一般110~120℃时间为24小时连续。
②聚碳酸酯没有明显熔点,注射成型温度范围从240℃~310℃均能成型。超过320℃则开始分解,成型加工时,调节温度比调节压力更为有效。一般为了让塑料渐渐地熔融,在料管后段/进料区设定较低的温度,而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当,或L/D值过小,逆向式的设温就比较好。
③模温过低,制作容易产生应力集中,造成开裂,模温要求70℃~110℃。高模温可提供较佳的表面外观,残留应力也较小,且对较薄或较长的成型品也较易填满。但低模温则能缩短成型周期。
④注射压力:为了尽快填满模具型腔,注塑压力愈大愈好,一般约为850~1400kg/cm2,而最高可达2400kg/cm2。而背压则愈低愈好,但要求进料均匀,建议使用了3~14 kg/cm2。
⑤注射速度:与浇口设计有很大关系,使用直接浇口或边缘浇口时,为防止日晖现象和波流现象,则应用较慢射速,另外成品厚度在5mm以上;为避免气泡和凹陷,慢射速会有帮助,一般而言,射速原则为薄者快,厚者慢,螺杆转速为40~70RPM,但需视机台与螺杆设计而调整。
⑥料筒清扫:在聚碳酸酯的成型温度下,加入清洗料(通用级聚苯乙烯或透苯)连续射出,直至射出的清洗料开始澎涨起泡,再将料筒温度重新设定到200~230℃,续继将清洗料空射,直到清洗料外表看起来很干净透明。
⑦注塑机要求:
锁模力:以成品投影面积每平方公分乘0.47~0.78t(或每平方时乘3~5t)
注射量:约为注塑机容量的40%~60%为佳。
螺杆:长度最少为15个直径长,其L/D20:1最佳,压缩比宜为1.5:1~3.0:1