6.4 注塑工艺分析.ppt

;聚合物的注射成型主要包括三个基本过程： 塑化熔融、注射充模、冷却定型. 这些过程与制品质量、生产效率、原料、工艺性能等因素有密切关系。/;成型前的准备、 塑化过程、 注射充模过程、 增密与保压过程、 倒流与冷却定型过程、 制件的后处理。/;6.4.1 成型前的准备 ;料筒的清洗原则:;则应将料筒和喷嘴温度升高到料筒内塑料的最好流动温度后，切断电源，用欲换料在降温下进行清洗。 如欲换料的成型温度高，熔融粘度大，而料筒内的存留料又是热敏性的， 为预防塑料分解，应选用流动性好，热稳定性高的聚苯乙烯或高压聚乙烯塑料作过渡换料。/;6.4.2、塑化过程;常用聚合物在塑化过程中的加热系数E来表征熔体温度的均一性。 ;增加料筒长度和传热面积， 延长聚合物在料筒内的停留时间 增大聚合物的热扩散速率;加热系数还反映出料筒中物料的温度分布均匀性，E值越高对物料温度分布的均匀性越有利。 熔体的实际温度总是分布在Tm～Tw之间， 温度分布（Tm～Tw）越窄，最低熔体温度Tm就应越接近Tw，即平均温度Ta就越高。 因此，温差Ta-T0增大，加热系数E提高； 反之，Ta随温度分布变宽而降低， 所以（Ta-T0）较小，加热系数E降低。/ ;6.4.2.2螺杆强化了料筒内物料的塑化过程;螺杆转动对聚合物塑化的强化作用， 可以用料筒内物料沿料筒轴向升温曲线表示出来，如图8－14所示。;;螺槽中物料熔融后，由于剪切摩擦导致聚合物熔体温度升高，其值可近似计算为： （3一18） 式中c——聚合物比热容 由式可见：当浅槽螺杆、转速很高时，可使温升大大提高，强烈的剪切可使熔体温度接近甚至高于料筒壁温度。/;背压提高时，螺杆旋转后退所受的阻力增大， 为克服增大的阻力，势必要增大驱动螺杆转动的功率，使更多的机械功转化为热量。/;;螺杆对聚合物塑化的作用，除了能提高熔体的温度外，还可以提高熔体温度的均匀性。 在一般情况下，采用高转速、低背压下工作，且注射量接近最大注射量时，螺杆头部熔体温度的均匀性就较差， 如果塑化效率不是生产中要考虑的主要因素时，采用较低的螺杆转速和较高的背压，延长聚合物在料简内的停留时间， 从而可能建立如同在挤出机工作时那样的更均匀和连续的塑化条件，则有利于提高熔体温度的均匀性。/;6.4.3 注射充模过程及熔体流动分析;塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。;6.4.3.1 物料通过料筒的压力损失;当柱塞将熔体向喷嘴方向推动时，熔料经过料筒的压力损失值可借用圆管中牛顿流体的体积流率公式进行估算：;这样，柱塞式注射装置料筒中物料总的压力损失应为前二者之和：;6.4.3.2 熔体在喷嘴中的运动;由图看出，主要生热效应发生在喷嘴的入口处。 当喷嘴孔直径和注射压力一定时，熔体温升随注射速率增加而增加。 为什么热稳定性差的塑料不宜采用细孔喷嘴进行高速注射充模 ？/;6.4.3.3 熔体在模腔中的充模流动分析;a．熔体在模具浇注系统内的流动;熔体流过冷浇道时，浇道温度远低于熔体温度，紧贴壁的熔体被迅速冷凝而形成不动壳层。 因而使熔体能通过的截面积减小，流动阻力增大，使熔体的压力损失增加，降低了充模的模腔压力。/;影响冷凝壳层厚度的因素： 熔体的冷凝速度、 聚合物的热物理性能、 熔体温度、 熔体流动速度、 模具温度等。;浇口大小;对大多数塑料熔体来说，增大浇口截面积提高熔体充模时的体积流率有一极限值，;大多数情况下，减小浇口的截面积，剪切速率因流速的提高而增大，同时高剪切速率下产生的摩擦热会使熔体温度提高， 这二者都使通过浇口的熔体粘度下降，而粘度下降又将会导致熔体的体积流率增大。/;b.熔体在模腔内的流动;熔体在典型模腔内的流动方式 ;图3-30 沿圆周方向的充模流动 ;熔体遇到障碍物时的充模流动：;熔体在模腔内的流动类型 ;流速过小： 延长充模时间， 降温引起熔体粘度提高，流动性下降充模不全， 出现分层和结合不好的熔接痕。/;C、熔体流动的运动机理 ;注射制品表面有时出现小波纹的原因： 根据熔体流动的运动机理，只有当熔体的冷却速率很高，而注射压力、注射速度和模具温度偏低时，才容易在制品表面上留下这种波纹。;6.4.4、保压过程及分析;当注射成型薄壁或浇口很小的制品时，由于浇口或模腔浇道很快凝封则保压过程不很明显。 对于成型厚壁且浇口较大制品时，必须有保压过程进行补料，才能获得形状完整而密实的制品。 保压的作用： 熔体紧密贴合模腔壁，精确取得模腔型样， 完成不同时间、不同流向熔体的相互融合， 使成型物增密， 补充因冷却而引起的体积收缩。/;影响保压效果的因素：;一是模腔充满后，料筒前端仍有一定量的熔体， 二是从料筒到模腔的通道允许熔体通过（即浇道系统尚未凝封）