塑料注射成型参数的优化设计

塑料注射成型参数的优化设计

摘要:从预热温度、炉温、模具温度、压力油温、夹紧力、充模速度、充模压力、停留时间、停留压力、螺杆转速、卸压压力等方面对塑料注射成型参数进行了优化设计。详细分析了注塑过程中常见的问题和质量缺陷。

注射成型是指将树脂加热熔化,与其他添加剂均匀混合,然后注射到模具中冷却固化,以获得所需形状的产品的操作过程。为了让熔化的材料充分流入模具型腔的四角,获得形状完整、表面无皱纹、内部无空隙的产品,必须在成型时对熔体施加高压。对于某一塑料件,当选择合适的塑料品种、成型方法和设备,并设计合理的成型工艺和模具结构时,在生产中,对工艺条件的选择和控制就是保证该塑料件的顺利成型和质量。必要的。合理的注塑工艺应以经济高效的方式保证产品质量。

整个注射成型过程包括:合模、锁模、型腔填充、塑件夹持、模具冷却、模具分离、产品脱模、延迟注射成型。在这些过程中,各种参数的设置是极其重要的。主要工艺参数为温度、压力和速度。

1 .主注入参数分析设置
(1)塑料预热温度:大部分塑料都在射筒前方。通常有一个预热处理过程。其用途有两方面:一是对塑料进行加热干燥;二是使熔体更均匀地进入射孔槽。注塑时一般要求吸水率不超过0.1%。当要求严格时,往往不超过0.04%。这就要求塑料在注射成型前有一个预热干燥过程。此外,塑料在进入射孔槽前的预热温度对熔体的均匀性以及成品的重量和尺寸稳定性也很重要。当改变塑料的预热温度时,可以发现以下两个现象:

复位内螺杆的时间也发生了变化,随着温度的升高,复位时间趋于稳定。
b.塑料部分填充饱和后,螺钉前剩余的塑料(填充物)量稳定。

因此,需要注意的是,塑料在注射成型前的预热是重要的,下表提供了一些常见塑料的预热温度和干燥时间。

(2)筒体温度(熔化温度):塑料进入射筒,加热注塑,达到熔化温度。筒体温度的选择应保证塑料塑化良好,且注射能顺利实现而不引起塑料分解。一般来说,温度越高,塑料的流动性越好,但也越容易分解。对于无定形塑料,筒端最高温度应高于流动温度,而对于结晶塑料应高于熔点,但必须低于塑料的分解温度,否则会导致熔体分解。不同类型的注塑机在桶中使用不同的塑料。对于柱塞式注塑机,筒体温度应较高,使塑料内层和外层均匀受热。对于螺杆式注塑机,由于螺杆的转动和搅拌,使塑料受到高剪切力和摩擦热的产生,所以筒体温度的选择可以较低。

此外,在注塑行业中,通常采用“高温注射薄壁,低温注射厚壁”的方法。由于薄壁塑件的型腔狭窄,熔体注射阻力大,冷却速度快,应选择筒体的温度来增加塑料的流动性,以达到充满的目的。熔体温度越高,在抛丸筒内停留的时间越长,塑料就越容易分解。但如果喷嘴温度过高,就会出现“铸造现象”。如果喷嘴温度过低,熔体将过早凝结,喷嘴将被堵塞。

(3)模具温度:已经证明,当模具温度升高时,塑件的总收缩率会升高。然而,如果压力或喷火速率能够匹配,通常可以生产出尺寸稳定的产品,因为模具温度。这种改进有利于熔融塑料的填充,但也相应地增加了注射周期时间。模具温度控制主要有两种类型,一种是用电加热盘管或电加热棒加热,另一种是通过模具冷却系统中冷却剂的温度和冷却剂的流量来控制模具温度。它也可以使用冷却机或模具。温度机是受控的。

(4)压力油的温度:导致模具填充变化的因素之一是注塑机的压力油温度,它能显著影响注塑机的性能参数。因此,注塑机的操作油温一般为40~50℃。

(5)夹紧力:模具设计时,得到了夹紧力的设计值。根据理论计算方法,夹紧力为:F≥Pm(nA+A2)。式中:F为夹紧力(N);A1、A2-为产品和铸造系统在分型面上的投影面积(mm2);pm -塑料熔体在腔内的平均压力(MPa)。

注塑机将塑料熔体通过喷嘴、流道和浇口注射到型腔中,会造成压力损失。一般腔内的平均压力仅为注射压力的40%~50%,即Pm=(40%~ 50%)Po, Po为注射压力。

在实际生产中,在注射成型前必须在注塑机上设定锁模力。不同模具夹紧力不同。当设定夹紧力时,夹紧力越大越好,但是模具和注塑机的尺寸,以及模具和产品的设计形式。从经济和技术分析来看,夹紧力的值应尽量小,但又必须满足产品注射成型的需要。例如,在低夹紧力的情况下,可以减少注塑机和模具的磨损,降低能耗和维护成本。此外,较小的夹紧力也可以提高排气能力,使模具充填更容易。准确调整夹紧力。可以采用以下方法来调整模具所能承受的最大夹紧力,从而生产出产品。然后,夹紧力逐渐减少5吨之差,并测量每一个夹紧力。在所生产产品的重量下,画出一个图来找出最佳夹紧力参数。

(6)充型速度(又称注射速度)是熔体注入型腔时的线速度。在注射成型的填充阶段,必须控制熔体的烧成率,以达到产品的最佳性能。

(7)充模压力(注射压力):为了保证注塑机的注射速度达到并保持所需的值,要求注射压力足够。尺寸取决于塑料的类型、模具结构、塑件的结构和相关的工艺条件,特别是浇注系统的结构和尺寸。

(8)保压是指刚充腔时所使用的压力。它的作用是使腔内的熔体在压力下冷却成形,从而保证产品的外观和尺寸公差。塑料零件的最终形状很大程度上取决于压力的大小。以及保持压力的时间长度。在一般的注射成型中,当型腔填充到95%~98%时,就进入保压阶段。
一般来说,保压压力高,可以获得密度高、尺寸收缩率小、机械性能好的塑件,但保压压力过高,产品可能会有毛刺或较大的残余变形,有时会影响产品的释放。

(9)停留时间可以通过以下方法选择:首先将停留时间设置为零,以0.5 s的差值逐渐增加停留时间,注射成型塑料件,记录每个成型塑料件的重量。拿出图表,找出正确的停留时间参数。

(10)螺杆转速设定:当一次注射保压完成后,螺杆开始旋转并后退。螺杆的转速显著影响注塑过程的稳定性和作用在塑料上的热量。当螺杆转速较高时,传递给塑料的摩擦(剪切)能量提高了塑化效率,但同时也增加了熔体温度的不均匀性,并可能造成熔体局部过热。相反,螺杆转速越低,熔体温度越均匀,但生产周期可能会延长。普通注塑用螺杆的转速范围见附表。

(11)夹紧力充模速度充模保压压力保压时间:螺杆转速设定螺杆缩回(缩回或卸压):螺杆的后退动作是在螺杆转动完成后产生的,其主要作用是防止射孔。另外,对于一些塑料(如聚烯烃,PET等),螺杆回缩的应用可以提高注塑过程的稳定性。一般情况下,当螺杆需要缩回时,值在4 - 10mm的范围内,但并不是所有的塑料生产都需要这个动作。

(12)背压:当螺杆旋转时,塑化塑料被螺杆向前推动,通过截止阀到达螺杆前端。随着熔体的前进,熔体也产生一个反作用力作用在螺杆和止回阀上,导致螺杆后退,以便更多的熔体可以前进。此时如果调整了背压,气缸就有一定的压力,然后作用在螺杆上向前,提供螺杆后退的阻力。背压越大,螺杆复位时间越长,螺杆前端熔体产生的压力必须大于背压才能使螺杆后退。必须指出的是,并不是所有的注塑生产都必须使用背压,但如果使用了背压,塑料就可以充分熔化,均匀混合,具有以下优点:
1有利于熔体中挥发性气体的排放;
2 .使添加物(如调色剂、滑石粉、阻燃剂、补强剂等)与塑料混合物更加均匀;
3 .增加塑料的摩擦使塑料塑化更加均匀,获得准确的产品控制,背压调节不要太大,只要熔体具有适当的均匀性,就可以塑化,没有气泡。

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