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注塑知識
2023/11/30 15:50:05
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注塑知識
塑件注射速度的選擇
注塑加工過程的控制對最終的零件質量和工藝的經濟性有著直接的影響，隨著人們對塑料熔體在注射過程中的流動和形變的研究的深入，越來越認識到注射速度的參數選擇對提高產品質量的重要性。
在注射過程中采用高速注射速度的優點：
◆減少注射時間，縮短成型周期；
◆提高塑料的流程，有利于薄壁制件的成型；
◆提高制品的表面光澤度；
◆可以提高熔接線的強度，使熔接紋不明顯；
◆防止產生冷卻變形等。
在注射過程中采用低速注射速度的優點：
◆防止成型制品產生飛邊；
◆防止產生噴射紋和流動紋；
◆防止產生燃燒??；
◆防止塑料熔體產生夾氣現象；
◆防止產生分子取向變形等。
高速注射的優點也正是低速注射的缺點，反之亦然。因此，在注射過程中采用高速和低速的組合就可以充分利用各自的優點，避免各自的缺點，從而保證產品的質量和工藝的經濟性。
注射速度選擇的原則
◆由于塑料制品的形狀復雜，塑料熔體在注射過程中流經主流道、分流道、澆口以及模腔中各個斷面的流動與形變極為復雜。近年來，通過流變學的研究以及結合CAE技術，得出結論：要使制品質量好而且內應力小，最重要的條件是必須使熔體的流場合理均勻，也就是熔體流動前沿速度在注塑過程不同時刻流經不同截面時保持均勻穩定，即線速度必須保持恒定，V=常量。這樣生產出的制品質量好，不易出現縮癟和填充不足等缺陷，同時熔體在型腔內的流動場均勻，保證了聚合物分子取向的合理，可獲得較好的制品表面質量。
◆由于注塑制品幾何形狀復雜，塑料熔體流經模腔各斷面的面積有大有小，阻力也有大有小，因此流量Q=V×S（S為斷面面積）也是變量，這就造成了流量是時間的函數關系，同時注射壓力也是時間的函數關系，兼顧到工藝的經濟性即縮短注射時間和成型周期，因此需要用多級注射來實現，從而保證制件的質量和經濟性。
根據注射過程中熔體的流動，我們一般將注射速度劃分為五個部分：
◆第一部分為主流道和分流道部分，原則上采用高速充填，這樣可以縮短成型周期，但必須考慮的是此高速注射不應使表面出現質量不佳的現象；
◆第二部分為澆口以及澆口附近的制品部分，這一階段針對不同原材料以及澆口形式作相應的變化，通常采用較低的注射速度，特別是對于高粘度的樹脂，如PC、PMMA、ABS等，以及側澆口（直沖澆口，如柜機透明片、窗機面板門蓋及縱向葉片等），防止出現噴射紋以及澆口霧斑等現象。若澆口采用點澆口或搭接式澆口并且原材料為低粘度的樹脂如PP、PA、PBT等以及澆口附近表面質量要求不高的情況下，則可采用高速注射；
◆第三部分為成型制件的主體部分，也就是澆口附近的制品被充填后到成型制件重量約70%～80%左右，這一部分采用高速注射的原則，目的在于縮短成型周期，減小熔體在金屬模腔內的粘度變化，同時還可提高制品表面的光澤度，并謀求減少由于最后充模時塑料壓力降低而引起的變形，提高熔接縫強度，改善熔接線外觀；
◆第四部分為接近于快充滿型腔85%～90%左右，這一部分采用中速注射，目的是為向下一階段的低速注射進行過渡，同時防止成型制品偏厚以及由于澆口不均衡而產生飛邊；
◆第五部分為最終充滿型腔部分，此處應采用低速注射，防止產生飛邊、燃燒印，并且提高制品的尺寸和重量的穩定性，同時還可以控制降低鎖模壓力。
注射速度曲線的給定
工藝人員在設定注射速度曲線時應把握兩點：一是注射速度的大小，二是注射位置的給定。通常的做法是采用“0注射法”給定螺桿注射位置，即將第二段注射壓力、速度置于0，調整注射位置來觀察實際注射成型制品的大小形狀，與所需確定的位置進行比較來確定，然后再給定二級注射壓力、速度、位置，將三級注射壓力、速度置于0，同樣比較輸入的位置是否合理，依此類推確定給料量；然后調整速度，一般由低向高進行調整，在不影響產品表面質量的前提下，盡量采用高速充填，以縮短成型周期。
注射速度曲線的修正
在修正注射速度曲線時需反向確定，即首先確定調整注射速度，然后進行注射速度變化的轉換位置的復核，因為在給定注射曲線時注射位置基本上符合我們的預期，然而由于注射速度的變化會使相同注射速度轉換位置的充填結果產生偏差。
在進行多級注射時，注射壓力和注射速度也是相互關聯，相互影響的。當充填時間很短時，由于流程較長，熔體的流動速率（注射速度）也越高，因而需要的注射壓力也越高。
另外，增加充填時間（即降低注射速度），聚合物受冷卻時間也長，從而使得聚合物遇到冷模具而產生的冷凍層也越厚，導致了中間熔融流動層的減薄，熔體的粘度增大，阻力增加，因此也需要較高的注射壓力才能充滿型腔。
注塑機的壓力、速度控制設計的思想：注射壓力為一段，注射速度為六段，通過注射速度的調整來把握克服產品的缺陷。
產品的飛邊和缺料以及其它缺陷
◆澆口流痕。澆口流痕是由于熔體噴射產生流動紋。
模具上將澆口噴射角對準型芯，避免直接噴射，另外工藝調整將熔體流經澆口時放慢注射速度。由于一級注射速度放慢，熔體遇到冷模具時凝固且凝固層較厚，所需注射壓力較大，因此將二級注射速度提高，減少充填時間，盡量降低注射壓力，同時防止制品收縮，待快要充填滿型腔時將注射速度減慢，以防飛邊出現。
◆融合流痕。融合流痕是由于熔體經過五個點澆口時剪切摩擦溫度上升，經過側進澆遇到冷的模具壁后迅速冷卻，兩股料流會合后共同向前推進時相互摩擦剪切導致熔體破裂而產生融合流痕。
模具上將側澆口直進澆改為扇形澆口，增大融合角度，使得兩股料流在距離澆口很近的地方就開始進行融合，盡量避免兩股料流的溫差以及溫度降。另外工藝調整將一級速度放大，待熔體流經澆口時開始放慢注射速度以減小剪切速率待充填至產品50%時提高注射速度以保證充填完整并且維持注射壓力較低，減輕熔接線，在快要充填滿型腔時放慢速度減小飛邊以及減輕熔接線的光澤不均現象。
通過以上理論論述與實例分析，可以得出以下結論：
◆通過調整注射速度可以克服注塑缺陷，改善制品的質量，提高工藝的經濟性；
◆針對不同的制品結構設計、材料種類以及澆注系統，需分別進行注射速度曲線的選擇與調整；
◆在實際生產操作過程中采用“0注射法”可以有效地進行注射速度曲線的給定；
◆影響注射速度的相關因素較多，需正確理解后進行調整。
