【導(dǎo)讀】注塑成型又稱注射模塑成型，它是一種注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，花色品種多，形狀可以由簡(jiǎn)到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精確，產(chǎn)品易更新?lián)Q代，能成形狀復(fù)雜的制件，注塑成型適用于大量生產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成型加工領(lǐng)域。

在一定溫度下，通過(guò)螺桿攪拌完全熔融的塑料材料，用高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成型品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。

一、溫度控制
⒈料筒溫度：

注射模塑過(guò)程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，而后一種溫度主要是影響塑料的流動(dòng)和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動(dòng)溫度，同一種塑料，由于來(lái)源或牌號(hào)不同，其流動(dòng)溫度及分解溫度是有差別的，這是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同類型的注射機(jī)內(nèi)的塑化過(guò)程也是不同的，因而選擇料筒溫度也不相同。

⒉噴嘴溫度：

噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的，這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發(fā)生的"流涎現(xiàn)象"。噴嘴溫度也不能過(guò)低，否則將會(huì)造成熔料的早凝而將噴嘴堵塞，或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能。

⒊模具溫度：

模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結(jié)晶性的有無(wú)、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）。

二、壓力控制

注塑過(guò)程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，并直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。

⒈塑化壓力：

（背壓）采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過(guò)液壓系統(tǒng)中的溢流閥來(lái)調(diào)整的。

在注射中，塑化壓力的大小是隨螺桿的設(shè)計(jì)、制品質(zhì)量的要求以及塑料的種類不同而需要改變的，如果說(shuō)這些情況和螺桿的轉(zhuǎn)速都不變，則增加塑化壓力會(huì)加強(qiáng)剪切作用，即會(huì)提高熔體的溫度，但會(huì)減小塑化的效率，增大逆流和漏流，增加驅(qū)動(dòng)功率。

此外，增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻，色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。一般

一般操作中，塑化壓力的決定應(yīng)在保證制品質(zhì)量?jī)?yōu)良的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用的塑料的品種而異的，但通常很少超過(guò)20公斤/平方厘米。

⒉注射壓力：

在當(dāng)前生產(chǎn)中，幾乎所有的注射機(jī)的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料

所施的壓力（由油路壓力換算來(lái)的）為準(zhǔn)的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力，給予熔料充模的速率以及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)。



三、成型周期

完成一次注射模塑過(guò)程所需的時(shí)間稱成型周期，也稱模塑周期。它實(shí)際包括以下幾部分：

成型周期：成型周期直接影響勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各個(gè)有關(guān)時(shí)間。在整個(gè)成型周期中，以注射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要，它們對(duì)制品的質(zhì)量均有決定性的影響。

注射時(shí)間中的充模時(shí)間直接反比于充模速率，生產(chǎn)中充模時(shí)間一般約為3-5秒。注射時(shí)間中的保壓時(shí)間就是對(duì)型腔內(nèi)塑料的壓力時(shí)間，在整個(gè)注射時(shí)間內(nèi)所占的比例較大，一般約為20-120秒（特厚制件可高達(dá)5~10分鐘）。

在澆口處熔料封凍之前，保壓時(shí)間的多少，對(duì)制品尺寸準(zhǔn)確性有影響，若在以后，則無(wú)影響。保壓時(shí)間也有最惠值，已知它依賴于料溫，模溫以及主流道和澆口的大小。如果主流道和澆口的尺寸以及工藝條件都是正常的，通常即以得出制品收縮率波動(dòng)范圍最小的壓力值為準(zhǔn)。

冷卻時(shí)間主要決定于制品的厚度，塑料的熱性能和結(jié)晶性能，以及模具溫等。冷卻時(shí)間的終點(diǎn)，應(yīng)以保證制品脫模時(shí)不引起變動(dòng)為原則，冷卻時(shí)間性一般約在30~120秒鐘之間，冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)沒(méi)有必要，不僅降低生產(chǎn)效率，對(duì)復(fù)雜制件還將造成脫模困難，強(qiáng)行脫模時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生脫模應(yīng)力。成型周期中的其它時(shí)間則與生產(chǎn)過(guò)程是否連續(xù)化和自動(dòng)化以及連續(xù)化和自動(dòng)化的程度等有關(guān)。

四、名詞參數(shù)

⒈注塑壓力

注塑壓力是由注塑系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)提供的。液壓缸的壓力通過(guò)注塑機(jī)螺桿傳遞到塑料熔體上，塑料熔體在壓力的推動(dòng)下，經(jīng)注塑機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具的豎流道（對(duì)于部分模具來(lái)說(shuō)也是主流道）、主流道、分流道，并經(jīng)澆口進(jìn)入模具型腔，這個(gè)過(guò)程即為注塑過(guò)程，或者稱之為填充過(guò)程。

壓力的存在是為了克服熔體流動(dòng)過(guò)程中的阻力，或者反過(guò)來(lái)說(shuō)，流動(dòng)過(guò)程中存在的阻力需要注塑機(jī)的壓力來(lái)抵消，以保證填充過(guò)程順利進(jìn)行。

在注塑過(guò)程中，注塑機(jī)噴嘴處的壓力最高，以克服熔體全程中的流動(dòng)阻力。其后，壓力沿著流動(dòng)長(zhǎng)度往熔體最前端波前處逐步降低，如果模腔內(nèi)部排氣良好，則熔體前端最后的壓力就是大氣壓。

影響熔體填充壓力的因素很多，概括起來(lái)有3類：

⑴材料因素，如塑料的類型、粘度等；

⑵結(jié)構(gòu)性因素，如澆注系統(tǒng)的類型、數(shù)目和位置，模具的型腔形狀以及制品的厚度等；

⑶成型的工藝要素。

⒉注塑時(shí)間

這里所說(shuō)的注塑時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔所需要的時(shí)間，不包括模具開(kāi)、合等輔助時(shí)間。盡管注塑時(shí)間很短，對(duì)于成型周期的影響也很小，但是注塑時(shí)間的調(diào)整對(duì)于澆口、流道和型腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時(shí)間有助于熔體理想填充，而且對(duì)于提高制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義。

注塑時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷卻時(shí)間，大約為冷卻時(shí)間的1/10～1/15，這個(gè)規(guī)律可以作為預(yù)測(cè)塑件全部成型時(shí)間的依據(jù)。在作模流分析時(shí)，只有當(dāng)熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動(dòng)注滿型腔的情況下，分析結(jié)果中的注塑時(shí)間才等于工藝條件中設(shè)定的注塑時(shí)間。如果在型腔充滿前發(fā)生螺桿的保壓切換，那么分析結(jié)果將大于工藝條件的設(shè)定。

⒊注塑溫度

注塑溫度是影響注塑壓力的重要因素。注塑機(jī)料筒有5～6個(gè)加熱段，每種原料都有其合適的加工溫度（詳細(xì)的加工溫度可以參閱材料供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)）。注塑溫度必須控制在一定的范圍內(nèi)。

溫度太低，熔料塑化不良，影響成型件的質(zhì)量，增加工藝難度；溫度太高，原料容易分解。在實(shí)際的注塑成型過(guò)程中，注塑溫度往往比料筒溫度高，高出的數(shù)值與注塑速率和材料的性能有關(guān)，最高可達(dá)30℃。

這是由于熔料通過(guò)注料口時(shí)受到剪切而產(chǎn)生很高的熱量造成的。在作模流分析時(shí)可以通過(guò)兩種方式來(lái)補(bǔ)償這種差值，一種是設(shè)法測(cè)量熔料對(duì)空注塑時(shí)的溫度，另一種是建模時(shí)將射嘴也包含進(jìn)去。

⒋保壓壓力與時(shí)間

在注塑過(guò)程將近結(jié)束時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，只是向前推進(jìn)，此時(shí)注塑進(jìn)入保壓階段。保壓過(guò)程中注塑機(jī)的噴嘴不斷向型腔補(bǔ)料，以填充由于制件收縮而空出的容積。

如果型腔充滿后不進(jìn)行保壓，制件大約會(huì)收縮25%左右，特別是筋處由于收縮過(guò)大而形成收縮痕跡。保壓壓力一般為充填最大壓力的85%左右，當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。

⒌背壓

背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)后退儲(chǔ)料時(shí)所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑料的融化，但卻同時(shí)延長(zhǎng)了螺桿回縮時(shí)間，降低了塑料纖維的長(zhǎng)度，增加了注塑機(jī)的壓力，因此背壓應(yīng)該低一些，一般不超過(guò)注塑壓力的20%。注塑泡沫塑料時(shí)，背壓應(yīng)該比氣體形成的壓力高，否則螺桿會(huì)被推出料筒。

有些注塑機(jī)可以將背壓編程，以補(bǔ)償熔化期間螺桿長(zhǎng)度的縮減，這樣會(huì)降低輸入熱量，令溫度下降。不過(guò)由于這種變化的結(jié)果難以估計(jì)，故不易對(duì)機(jī)器作出相應(yīng)的調(diào)整。