SQE材料学习--注塑--第二篇:注塑成型原理

注塑成型是通过对塑料进行加热（到熔点以上）塑化后使固体的塑料转化成熔体，再对其施加压力并以一定的速度注入到所需形状的模具中填满模腔，经冷却成型后恢复到固体状态并脱模的整个过程。

固体塑料（加热）      流体（施压加速）     进入模腔（通冷却液)            固体（特定的形状）      产品脱模

注塑成型的三要素：塑料、注塑机、模具                 

注塑成型的三原则：成型压力、成型温度、成型周期       

塑胶在不同的热力条件下的存在状态：

玻璃态：既固化；类似于玻璃。（加料段）

高弹态：区别于粘流态；介于流动态和玻璃态之间（压缩段）

粘流态：可以流动；区别于液态（均化段）

注塑成型过程：塑化、注射、模塑

a.塑化

塑料在料筒内经加热达到流动状态，经螺杆旋转达到剪切均匀并具有良好的可塑性的全过程。

要求：塑料在进入模腔之前应达到规定的成型温度，且温度均匀一致，并能在规定时间内提供足够料量。

b.注射：

塑化良好的熔体在螺杆推挤下注入模具的过程。

注射过程中的三种状态：玻璃态、高弹态、熔流态

注射过程中的三个区段：加料段、压缩段、计量段

根据产品的不同结构，可通过调整注塑机的射胶速度、射胶压力、射胶时间改善注射状况。

1.高压高速   工程试模使用,检验模具状况,生产时不采用。

2.低压高速   适用于流动性好的材料。如：PA、LCP

3.中压中速   一般情况下普遍使用。

4.高压低速   适用于流动性差的材料。如：PC、PP

5.分段注射   适用于结构较复杂或模具排气不良的产品。

c.模塑：

从塑料熔体进入模具开始，到制品从模腔中脱出的全过程。

模塑的四个阶段：充模阶段、保压阶段、倒流阶段、冷却阶段

1.充模阶段：以螺杆开始向前移动起直至塑料充满型腔为止。

2.保压阶段: 指熔体从充满型腔起到螺杆开始后退为止。

3.倒流阶段: 螺杆后退时流道压力减小，熔体从型腔浇口处倒流，直到浇口塑料凝结为止。

4.冷却阶段：从浇口的塑料完全凝结时起到制品从型腔中顶出为止。

注塑成型工艺条件：

注塑成型最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和速度。

a.成型温度

注塑成型过程中需要控制的温度有：料筒温度、射嘴温度、模具温度。

加热：塑料膨胀，熔体粘度下降（粘度可看左熔体流动时的阻力）

冷却：分子互相靠近，凝固使应力集中

机台运转：机台运转后，大部分螺杆的转动产生剪切力、摩擦力，两种力所占的比例约为7/3。

所以高速生产时，实际温度大于显示温度。当温度升高20℃，熔体的体积会增大1%。温度高，剪切强，熔体在料筒停留时间过长，会使塑料降解，导致一系列的产品缺陷（如：斑点，杂点等）

b.成型速度

　   注射速率是重要注射参数之一,对许多工艺因素起影响,注射速率提高将使充模压力提高,这是因为高速率充填可以维持熔体有较高的温度,熔体粘度低,流道阻力损失小,故可得到较高的模腔压力.由于同样的原因,可使流动长度增加并使制品质量均匀而密实.但是,过高的充模速率会造成熔体的不稳定流动或由于熔体速度头的冲击,造成胀模溢边现象,且注射速率高时熔体在流动时产生的剪切效应大,尤其对剪切比较敏感的聚合物来说,剪切效应会产生大量的剪切热,所以必须防止由于剪切作用而引起的物料的过热分解.在充模过程中,充模速率是主导因素.

速度：速度会影响分子内部的分子定向，使熔体的流动方向与垂直方向有不同的强度。

速度越快，剪切越大，分子排向越明显（由模温决定）

成型压力

注塑成型过程中的压力包括：塑化压力、注射压力

塑化压力：螺杆顶部熔料在螺杆旋转后退时所受到的压力，即阻止螺杆后退的力，也称为背压。

 注射压力：1.充填压力，即螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。

                   2.保压压力，即熔体充满模腔后，螺杆保持停留在完成射胶位置的压力，也称二次注射压力。

压力是使分子紧靠在一起的力，所以压力可影响熔体的收缩及密度。

在注塑过程中分为两个阶段，第一阶段为填充阶段，第二阶段为压缩阶段，熔体在填充过程中是以速度为住，压力为副，在压缩阶段是以压力为主，速度为副的注塑过程。这个过程我们称之为V/P切换。

多段填充：

在注塑过程中经常会使用多段填充的方式来注塑产品，目的是为了使熔体在成型过程中，流动速度均匀，使产品有较好的外观。

多段保压：

在注塑过程中经常会使用保压，保压的作用是使产品更饱满，保证产品的收缩；而多段保压的作用是使产品收缩均匀。