注塑成型的工艺参数对制品的影响介绍

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所属分类:成型加工
  • 温度

温度主要包括:塑化温度,喷嘴温度,模具温度。

确定塑化温度时,还应考虑制品和模具的结构特点。成型薄壁制品时,流动阻力很大,且熔体极易冷却而失去流动能力,故应选择较高的塑化温度。成型厚壁制品时,流动阻力较小,且因厚壁制品冷却时间长而使注射成型周期增加,塑料在料筒内受热时间较长,故应选择较低的塑化温度。对形状复杂或带有嵌件的制品,熔体流程较长且曲折,也应选择较高的塑化温度。

聚丙烯的塑化温度一般控制在210~280℃, MI 越低的原料选择的温度越高,对于复杂制品可提高到280~300℃,对于较厚的制品可降低到200~230℃。

熔体通过喷嘴时因为高的剪切速率而产生较大温升,且为了防止熔融塑料自动从喷嘴流出,通常应将喷嘴温度调得比料筒最高温度略低。但是喷嘴温度也不能过低,否则会使注射压力增大,或造成物料早凝,影响制品质量。聚丙烯注射成型喷嘴温度可比塑化温度低10~30℃。

模具温度直接影响熔体的充模和制品的冷却,是决定成型周期和制品质量的主要因素之一。模具温度的选择取决于物料性质、制品的大小和形状及模具结构等。对于聚丙烯树脂,模温高时,物料冷却时间长,结晶度高,制品硬度大,强度高,但收缩率大。模温低时,物料冷却时间短,结晶度低,制品柔软,挠曲性好。对尺寸精度要求较高的制件,应选择较低的模温,以利于控制收缩率。对表面光泽要求较高或又薄又复杂的制件,则应选择较高的模温,以利于充模。对于厚壁制件,应选择较高的模温,如果模温较低,制件内外层温差大,有可能造成凹陷、空隙,内应力大。聚丙烯实际生产中选择的注射模具温度约为70~90℃,既有利于结晶,又有利于大分子松弛。

  • 压力

压力主要包括:背压,注射压力,保压压力。

背压对塑化质量和塑化能力有较大影响。背压提高有助于螺槽中物料的压实,提高剪切效果,驱赶走物料中的气体。背压的增大使系统阻力加大,螺杆退回速度减慢,延长了物料在料筒中的热历程,使物料塑化质量得到改善。但过高的背压会增加计量段螺槽熔体逆流和漏流,降低熔体输送能力,减少塑化量,而且过高的背压会产生过量的剪切热和过大的剪切应力,使物料发生降解。注射压力是指注射时在螺杆头部(计量段)的熔体压力。注射压力的作用是克服熔体从料筒流向型腔的阻力,给予熔体一定的充模速率并对熔体进行压实。注射压力过低会导致熔体不能充满模腔。反之,注射压力过高,不仅会造成制品溢边、胀模等不良现象,还会使制品产生较大内应力,并对模具及注射机产生较大损害。选择注射压力时,首先要考虑注射机所允许的注射压力,然后根据影响熔体充模过程中压力损失的主要因素(材料性质、模具结构及工艺参数),调整注射压力。制品的厚度对注射压力有很大影明,制品厚度越小,流动阻力越大,所需注射压力越大,反之亦然。物料粘度越大,流动阻力越大,因而需要更高的注射压力。较高的熔体温度可降低熔体粘度,改善流动性,减小注射压力。较高的模壁温度可减小模壁冷却效应,因而也可减小注射压力。聚丙烯注射压力一般控制在70~120MPa。

保压压力是指为了补偿模具中物料收缩,需要继续维持熔体流动的压力,保压压力对成型制品的品质有很大影响。保压压力不足时会造成制品产生凹陷、气泡、收缩过大等缺陷;保压压力过大则会出现过度充填、浇口附近应力过大、脱模困难等问题。保压压力一般可取最高注射压力的70%~80%,为改善制品质量,也可采用分段保压压力控制。如逐段下降的保压压力和先低后高的保压压力。

  • 成型周期

成型周期包括:塑化时间,注射时间(注射速度),保压时间,冷却时间。

塑化时间的长短将改变物料在料筒内的停留时间,塑化时间长有利于提高熔体温度的均匀性,但要受生产效率和物料的热稳定性等因素限制。

注射时间是指充模时间,注射速度是指螺杆向前推进的速度。当注射行程一定时,注射速度与注射时间成反比。在实际生产中注射速度的快慢除影响注射压力外,还直接影响制品质量和生产效率。注射速度越慢,注射时间越长,制品易产生熔接缝,密度不均、制品内应力大等弊病。合理缩短注射时间,提高注射速度,可以减少熔体在模内的温差,改善压力传递效果,保持制品密度均匀,提高制品力学性能和表面光泽性。对于薄壁和长度较长的制品快速注射更为合适,否则易出现缺料。当用高速注射时,可以低温模塑,缩短成型周期,提高生产效率。但注射时间过短,注射速度过高,熔体离开喷嘴后会产生不规则流动,且产生大的剪切热而烧焦物料。在高速注射时,模内的气体往往来不及排出,夹杂在物料中严重影响制品质量。

通常,保压时间维持到浇口凝固后即可停止,太长的保压时间只是浪费能源而已。保压时间太短,在浇口尚未凝固时就停止保压,会造成模腔内压力比流道内压力高,出现熔体倒流现象,从而使制品表面凹陷且产生残余应力。因此保压时间主要由浇口凝固时间决定。

冷却时间主要取决于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短,应以保证制品脱模时不引起变形为原则。

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