塑料注射成型 - 简介

涵盖了主题

介绍

历史背景

注射成型周期

霉菌关闭并夹紧

注射

保持压力和冷却

欧洲杯足球竞彩材料剂量和计量

霉菌打开和零件射击

模具设计

注射成型机选择标准

模具

夹紧单元

注射单元

成型质量

焊接线

收缩

飞溅标记

变形和压力模制

介绍

将塑料从原材料形式转化为使用物品的最常见方法之一是注射成型过程。此过程通常用于可连续熔化，重塑和冷却的热塑性材料。欧洲杯足球竞彩注射成型组件是现代世界中几乎所有功能性制造物品的特征，从汽车产品到食品包装。这个多功能的过程使我们能够在过去50年左右的时间内，以高速自动化的材料在高速自动化的基础上生产高质量，简单或复杂的组件。欧洲杯足球竞彩

历史背景

要了解现代注射型机器的工程和操作，首先查看该过程的起源并不遥远，这很有用。第一批注射机器是基于用于金属加工的压力铸造技术的基础，并在1870年的美国专门用于赛赛训练。直到1920年代在德国生产一系列手动机器来处理热塑性材料时，才发生了更多的主要工业发展。欧洲杯足球竞彩一个简单的杠杆布置用于将两块模具夹在一起。然后将熔融塑料注入模具中，以产生模制成分。作为固有的低压过程，它的使用有限。尽管几乎没有改进，但将气缸添加到机器设计中以关闭模具。在1930年代后期，由于机器设计仍然与模具铸造技术有关，因此在1930年代后期首先将液压系统应用于注射模型。欧洲杯足球竞彩

直到1950年代在德国，我们知道今天才出现针对我们今天知道的机器的大规模开发注塑机械设计。较早的机器是基于简单的柱塞布置来迫使材料进入模具的，尽管这些机器很快随着材料变得更加先进而变得不足，并且处理要求变得更加复杂。欧洲杯足球竞彩直接柱塞排列的主要问题是，没有熔融混合或均匀化的均可赋予热塑性材料。聚合物材料的传热特性不佳，这加剧了这一点。克服此问题的机器设计中最重要的开发之一（仍然适用于当今的现代加工设备），是对螺旋螺丝螺丝螺丝螺丝螺丝管新排列的注射桶的介绍。2020欧洲杯下注官网随后，该机器被称为“往复螺钉”注塑机。

注射成型周期

现代工艺已经显着发展并成熟到完全自动化的，闭环，微处理器控制的机器是“ Norm”的水平，尽管原则上注射成型仍然是一个相对简单的过程。热塑性注射成型需要将聚合物材料从粉末或颗粒形式中转移到饲料料斗中，转移到加热的桶中。在枪管中，热塑性塑料融化，然后注入具有某种形式的柱塞排列的模具。在压板排列中的压力下，将模具夹在压力下，并保持在热塑性熔体点以下的温度下。熔融的热塑性塑料在模具中迅速固化，从而在确定的冷却时间后允许将组件射出。往复式螺丝机的基本注入成型过程步骤如下。

霉菌关闭并夹紧

模具在压板布置内关闭，并用必要的力夹在塑料注射周期中，以保持模具关闭，从而防止了模具面上的塑料泄漏。当今的成型机范围从约15至4,000吨的可用夹具（150至4000 kN）不等。

许多系统可用于打开/关闭和夹紧模具工具，尽管它们通常是两种一般类型。直接液压锁是一个系统，即移动的机器压板由液压活塞排列驱动，该装置还会产生所需的力以保持模具在注射操作期间关闭。另外，可以使用较小的辅助活塞进行压板的主要运动，并使用机械阻塞布置将锁定压力从机器后部的压力增强器传递，该压力仅通过几毫米移动到该机器的后部。台板和工具。

第二种类型的一般夹紧布置称为拨动锁。在这种情况下，连接到移动压板的后部的机械切换装置是由相对较小的液压缸驱动的，当拨动接头最终被锁定在锁定时，它可以提供压板的运动和夹紧力，就像指节的布置一样。

注射

在机器循环中的这个阶段，螺旋形式的注射螺钉（图1）处于“拧回”位置填充霉菌腔。注射成型螺钉通常在15：1至20：1的区域中以长度与直径比的设计，而从2：1至4：1的后部到前部的压缩比则可以逐渐呈热塑性。融化的材料。将止回阀安装在螺钉的前部，例如让材料在计量时通过螺丝尖的前面（材料给药），但不能让材料在注入时向后流过螺丝飞行。该螺钉包含在具有耐磨耐磨性内表面的枪管中。

通常，陶瓷电阻加热器安装在枪管壁上，这些加热器主要用于将枪管中的热塑性材料加热到所需的加工温度，并通过枪管壁弥补热量损失，这是因为在处理大多数过程中处理所需的热量是通过螺钉赋予的剪切而产生的。热电偶袋被加工到桶壁深处，以提供合理的熔体温度指示。因此，可以通过比例积分和衍生（PID）系统控制热量输入。螺钉（非旋转）在液压压力下向前驱动，以将热塑性材料从注入桶中排出，从而通过注入喷嘴将其在枪管和霉菌之间形成界面，并将其本身形成成型工具本身。

保持压力和冷却

该螺钉在固定的时间内保持在前部位置，通常在螺丝尖端前用熔融的热塑性材料“缓冲”，以便可以在模具中的固化材料上保持“固定”压力，从而可以保持允许补偿材料进入模具固定和收缩时进入模具。可以通过三种方法之一来启动压力：从注射填充阶段开始时以秒为单位的设定时间；从注射中风结束时，螺钉的位置在毫米中；或通过模具本身或注射液压系统中的压力传感器测量的液压升高。

由于材料凝固到保持压力不再对模具堆积产生影响的点，因此保持压力可能会衰减至零，这将有助于最大程度地减少所得模构中的残余应力。一旦保持压力阶段终止，必须将模具固定在固定的冷却时间。这次使成型中的热量耗散成霉菌工具，从而使成型温度下降到可以从模具中弹出的水平，而不会过多失真或收缩。这通常需要模制降至热塑性或TG（玻璃过渡温度）的橡胶过渡温度以下的温度。根据塑料的类型，这可以在几个度或温度范围内。通常通过加压水流通道将模具温度控制纳入工具中。模具可以根据所需的材料，所需的组件类型和生产率连接到冷却单元或冷水器。

材料剂量或计量

在冷却阶段，将枪管用材料为下一个成型周期充电。注射螺钉旋转，由于其螺旋性，从料斗饲料中将颗粒或粉末形式的材料吸入枪管的后端。将料斗连接到注射桶的喉咙通常被冷却，以防止早期熔化和随后的材料桥接，从而破坏饲料。螺钉旋转速度通常以RPM设置，该旋转速度使用螺钉后部的接近开关进行测量。螺钉旋转可以设置为一个恒定速度在整个计量中或几个速度阶段。

该材料在螺丝飞行上逐渐向前转移，并逐渐熔化，以使其到达螺丝尖的前面，应完全熔融并匀浆。在尖端前转移的熔融材料会逐渐向后推螺钉，直到达到所需的射击尺寸为止。通过限制螺钉的向后移动，将增加的剪切物赋予材料，这是通过限制离开注射缸的液压流体的流动来完成的。这被称为“背压”，它有助于使材料均匀，并减少未拆卸材料转移到螺钉前部的可能性。

霉菌打开和零件射击

冷却阶段完成后，打开模具并弹出成型。这通常是用弹出销通过弹出板耦合到液压执行器的工具中的，或通过模具工具面上的空气操作的喷射阀进行的。模制可能会自由掉入收集箱或转移传送器上，或者可以由自动机器人卸下。在后一种情况下，成型周期是全自动的。在半自动模式下，操作员可以在周期中的这一点进行干预，以手动去除成型。一旦从模具工具中清除成型，就可以重复完整的成型周期。

模具设计

霉菌设计本身就是一个非常多样化和复杂的主题。但是，了解基本的设计特征和简单注射模具工具的构建非常有用（图2）。

在这种情况下，模具简单地由两半组成，通常称为移动（核心）一半和固定（腔）的一半。从注射侧开始，将位置环安装在后底板的背面，这将模具定位并将其置于固定的压板中。通过定位戒指可以看到浇口灌木丛。纵火灌木丛的半径与注入单元喷嘴相匹配，因此可以将材料直接从注入单元转移到霉菌腔。在单个印象（腔）模具的情况下，浇口可以直接馈入组件，在多印象模具的情况下，浇口将其馈送到加工到工具面中的跑步者系统中，该系统充当转移系统，熔融材料的腔。加热或热的跑步者系统可以在模具的固定一半中纳入，以使泉水和跑步者的进料系统不断熔化，因此在周期结束时不会弹出。取而代之的是，在注入组件后剩余的熔融材料构成了下一张镜头的一部分。可以使用许多不同类型的门控将跑步者系统连接到霉菌腔。最好的门是尽可能小，以最大程度地减少组件上的潜在“见证人”标记。 It can be seen that a sprue and a cavity form in the mould creates the component shape, these may be machined directly into solid steel or aluminium plates, or made separately as inserts which may be subsequently fitted to the core and cavity supporting plates. In this particular example, hardened pins are used to eject the components from the mould, these are fixed into a rear ejector plate which is connected to a hydraulic actuator behind the moving platen. A profiled ejector pin behind the sprue bush ensures separation of sprue from sprue bush when the mould opens and aids ejection of the runner system. Cooling channels are machined into the core and cavity plates in order to remove the process heat from the tool. The complete tool is held together with a system of spacer blocks, bolster and backing plates such that it may be bolted directly to the machine platens and is completely rigid and able to resist injection forces.

注射成型机选择标准

机器选择，特别是对于各种组件类型可能非常困难。与机器供应商有关总体机器规格的深入与机器供应商交谈总是明智的。但是，确实存在粗略的指南，以估算所需的机器类型和尺寸。

模具

模具必须适合可用的夹具区域。这通常是由机器上限制模具配件和去除的机器上的绑带间距确定的。一些机器具有可伸缩的绑带杆，以帮助更换霉菌。可用的夹具中风必须能够容纳霉菌的霉菌高度或深度以及弹出塑料所需的所需的打开冲程。对于自由秋季弹射，板条之间的日光必须大于霉菌高度，加上要弹出的成分深度的两倍。必须注意的是，如果例如，如果由机器人卸下组件，则需要更大的尺寸，以便允许访问拆卸头。始终明智的做法是为以后的机器灵活性提供足够的空间。

夹紧单元

夹紧单元必须能够提供足够的锁定力，以在注射阶段保持模具关闭，否则模具将分开，熔融材料将在模具分开线上闪烁。作为拇指的粗略指南，墙壁薄和深度深度的零件需要每平方英寸约3-4吨或0.5-0.6吨/厘米²，墙壁较厚的零件和浅水深度需要大约2吨/平方英寸或0.3吨/厘米²。为了计算特定组件所需的锁定力，必须将该值乘以组件的投影区域，以获得吨的总价值。组件的投影区域仅作为模制的一侧，垂直于模具中的注射单元。例如，一个3毫米墙壁的简单盒子外壳，顶部面积为120厘米²将至少需要120 x 0.3 = 36吨锁定力。

注射单元

注射单元必须能够提供组件射击重量（包括浇口和跑步者系统）。总射击重量不应超过机器注入能力的90％。通常以1.03 g cm的特异性重力在聚苯乙烯的克中引用注射能力^-3。如果打算处理另一种材料，则应使用该特定材料的特定重力重新计算注射单元的重量。

由于必须在冷却时间经过并打开模具之前进行计量或螺钉恢复，因此必须尺寸（螺钉的尺寸）尺寸以实现这一尺寸。如果在冷却期内不进行恢复，则将不必要地增加整个周期时间。

枪管上可能的最高温度必须足够好，以融化正在加工的塑料类型。

如果要处理特别的磨料材料，例如玻璃纤维填充的聚酰胺（尼龙），则必须专门处理枪管和螺钉。欧洲杯足球竞彩同样，尽管通用设计可以适应一系列商品热塑性，但螺钉几何形状必须适合处理特定材料。欧洲杯足球竞彩

成型质量

热塑性造型可能包含许多缺陷，这些缺陷是不良模具设计的结果，但是，正确控制注射成型工艺本身通常在实现高质量的组件中起主要作用。基本零件质量缺陷可能如下。

焊接线

当模具内两个或多个冷却熔体流前线相遇时，就会创建焊缝线。可以在成型上识别为发际线特征，并发生在工具中的障碍物（例如boss销）中分开熔体流量并在另一侧重新加入。焊缝线局部降低该点的机械性能，并应注意将门控放置，以使焊缝线最小化。如果它们不可避免，则必须将其定位在最小作用的区域中。熔体流量软件包在该区域为复杂的造型提供了很大的帮助。修改过程条件（例如熔融温度，霉菌温度或注入速度）等过程条件可能会改善情况，但可能会带来其他问题。

收缩

当热塑性塑料在模具中冷却时，收缩发生。这是由于分子水平归功于聚合物链放松（后退），并与相邻链对齐。由于形成了更致密的晶体结构，由于更高的结晶塑料（例如聚丁乙烯，PBT）而发生收缩率增加。水槽标记可能会在较厚的横截面区域中发生在塑料部位中，例如侧壁和底部之间的连接处，塑料冷却较慢。较高的霉菌温度将使塑料由于分子能量增加和随后的后退能力而缩小。较高的包装压力可能会得到补偿，因为可以使用新的熔体进行收缩（假设大门仍然有效）。

飞溅标记

当造型表面上的银条纹时，会出现飞溅标记。如果材料中存在任何水分，则将其加热并输送到霉菌腔中。在材料进入腔（栅极）的点上，材料突然减压，水分会挥发导致飞溅效果。这尤其发生在吸引人的热塑性塑料中，例如尼龙（聚酰胺，PA）和多乙烯（聚乙烯，POM）。

变形和压力模制

由于分子链方向，在模制成分中可能会发生变形和压力模压。当聚合物沿着小通道或横截面强迫时，分子链变得对齐和拉伸。当聚合物冷却时，分子试图放松其首选的盘绕状态。由于冷却过程通常很快，因此扩展的分子链在其未油状态下变为“冷冻”。成型后，分子链仍然尝试后坐力，因此该组件可能会变形，尤其是在半灵性聚合物（如聚乙烯）的情况下。使用更多刚性聚合物，可能不会发生变形，但是，塑料中的残余应力将导致重要材料特性（例如冲击强度）的降低。

主要作者：安德鲁·莫里斯（Andrew Morris）

资料来源：材料信欧洲杯足球竞彩息服务，由贾斯汀·富斯（Justin Furness）编辑。

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