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注塑成型工藝

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注塑成（chéng）型工藝流程

　塑膠卡板、塑膠箱、塑膠籮注塑成型工藝（yì）過程主要包括填（tián）充——保壓——冷卻——脫模等4個階段，這（zhè）4個階段直接決定著製品的成型質量，而且這4個階段是一個完整的連續過程。

1、填（tián）充階段

填充是整個注（zhù）塑循環過程中的（de）第（dì）一步，時間從模具（jù）閉合開始（shǐ）注塑算起，到模具型腔填充到大約95%為止。理論上，填（tián）充時（shí）間越短，成型效率越高（gāo），但是（shì）實（shí）際中，成型時（shí）間或者注塑（sù）速度要受到很多（duō）條件的製約。

高速填充。如圖（tú）1-2所示，高（gāo）速填充時剪切率較高（gāo），塑料由於剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形，使整體流動阻力降（jiàng）低；局部的粘（zhān）滯加熱影響也會使固化層厚度（dù）變薄。因此在流動控製階段，填充行為往往取（qǔ）決於（yú）待填充的體積大小。即在流動控製階段，由於高速填充，熔（róng）體的剪切變稀效果往往很大（dà），而薄壁的冷卻作用並不明顯（xiǎn），於是速（sù）率的效用（yòng）占了（le）上風。l

低速填充。如（rú）圖1-3所示，熱傳導控製低速填充時，剪切率較低，局部粘度較（jiào）高，流動阻力較大。由於（yú）熱塑料補充速率較慢，流動較為緩慢，使熱傳導效應較為明（míng）顯（xiǎn），熱量迅速為冷模壁帶走。加上（shàng）較少量（liàng）的粘滯加熱現（xiàn）象，固化層厚度較厚，又進一步增加壁部較薄處的流動阻力。l

由於噴（pēn）泉流動的原因，在流動波前麵的（de）塑料高分子鏈排向幾乎平行流動波前。因此兩股塑料熔膠在交（jiāo）匯時，接觸麵的高分子鏈互相（xiàng）平行；加上兩股熔（róng）膠性質各異（在模腔中滯留時間不同，溫度、壓力也不同），造成熔膠交（jiāo）匯區域在微（wēi）觀上結構強度較差。在光線下將零件擺放適當（dāng）的角度用肉眼（yǎn）觀察，可以發現有明（míng）顯的接合線產生，這就是熔接痕的形（xíng）成機理。熔接痕不僅影響塑件外觀，同時由於微觀結構的鬆散，易（yì）造成應力集（jí）中（zhōng），從而使（shǐ）得該部（bù）分的強度降低而發生斷裂。

一般而言，在高溫區產生（shēng）熔接的熔接（jiē）痕強度較（jiào）佳，因為（wéi）高溫情形下，高分子鏈（liàn）活動性較佳，可以互相穿透纏繞，此外高溫度區域兩股熔體的溫度（dù）較為接近，熔體（tǐ）的熱性質幾乎相（xiàng）同，增加（jiā）了熔（róng）接區域的強度；反之在低溫區（qū）域，熔（róng）接強（qiáng）度較差。

2、保壓階段

保壓階段的作用是（shì）持續施加壓力，壓實熔體（tǐ），增加塑料密度（增（zēng）密（mì）），以補償塑料的收縮行為（wéi）。在保壓過程（chéng）中（zhōng），由於模腔中已經填滿塑料，背壓較高。在保壓壓實過程中，注塑機螺杆僅能慢慢地向前作微小（xiǎo）移動，塑料（liào）的流動速度也較為緩慢，這時的流動稱作保壓流動。由於在保壓階段，塑料受模壁冷卻固（gù）化加快，熔體粘度增加也很快，因（yīn）此（cǐ）模具型腔內的阻力很（hěn）大（dà）。在（zài）保壓的（de）後期，材料密度持續增大，塑件也逐（zhú）漸成型（xíng），保壓階（jiē）段要一直持續到澆口固化（huà）封口為止，此時保壓階段的模腔壓力達到最高值（zhí）。

在保壓階（jiē）段，由於壓（yā）力相當高，塑料呈現部分可壓縮（suō）特性。在壓力較高區域，塑料較為密實，密度較高；在壓力較低區域（yù），塑料較為疏鬆，密（mì）度較低，因此造成密度分布隨位置及時間發生變化（huà）。保壓過程中塑料流速極低，流動不再起主導作用；壓（yā）力為影響保壓過程的主要因素（sù）。保壓（yā）過程中塑料已經充滿（mǎn）模（mó）腔（qiāng），此時逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質。模腔中的壓力借助塑料傳遞至模壁表麵，有（yǒu）撐開模具的趨勢，因此需要適當的鎖模力進行鎖模。漲模（mó）力在正常情形下（xià）會微微將模具撐開（kāi），對於模具的排氣具有幫助作用；但若漲模力過大，易造成成型品毛邊、溢（yì）料，甚至撐開模具（jù）。因（yīn）此在選擇（zé）注塑機時，應選擇具（jù）有足夠大鎖模力的注塑機，以防止漲模現象並能有效進行保壓。

3．冷卻階段

在注塑（sù）成型模具中，冷卻係統的設計非常重要。這是因為成型塑料製品隻有冷卻固化到一定剛性，脫模後才能避免塑料製品因受到外力而產生變形。由於冷卻時間占整個成型（xíng）周期約（yuē）70%～80%，因此設計良好的冷卻係統可以大幅縮短成型時間，提高注塑生（shēng）產率，降低成本。設計不（bú）當的冷卻係（xì）統會使成（chéng）型時間拉長，增加成本；冷卻不均勻更會進一步造成塑料製品的翹曲變（biàn）形。

根據實驗，由熔體進入模具的熱量大體分兩部分散發，一部分有5%經輻射、對流傳遞到大氣（qì）中，其餘95%從熔體（tǐ）傳導到模具。塑料（liào）製品在模具中由於冷卻水管（guǎn）的作用，熱量（liàng）由模（mó）腔中的塑料通過熱傳導（dǎo）經模架傳至冷卻水管，再通過熱對流被冷卻液帶走。少數未被冷卻水帶走的熱量則（zé）繼續在模具中傳導，至接觸（chù）外界後散溢於空氣中。

注塑成型的（de）成型周（zhōu）期由合模時間、充填（tián）時間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中以冷（lěng）卻時（shí）間所（suǒ）占比重最大，大約為70%～80%。因此冷卻時間將直接影響塑料製品成型周期長短及（jí）產量大小。脫模階段塑料製品溫度應冷卻至低於塑料製品的（de）熱變形溫度，以防止塑料（liào）製品因（yīn）殘餘應力導致的鬆弛現象或脫模外力所造成的翹曲及（jí）變形。

影響（xiǎng）製品冷卻速率的因素有：

塑料製品設計方麵。主要是塑（sù）料製品壁厚。製（zhì）品厚度越大，冷卻時間越（yuè）長。一（yī）般而言，冷卻時間約與塑（sù）料製（zhì）品厚度的平方（fāng）成正比，或是與最（zuì）大流道直徑的1.6次方（fāng）成正（zhèng）比。即塑料製品厚度加倍，冷卻時（shí）間（jiān）增加4倍。

模具（jù）材料及其冷卻方式。模具材料（liào），包括模具型芯、型腔材料以及模架材料對冷卻速度的影響很大（dà）。模具材料（liào）熱傳導係數越高（gāo），單位時間內將熱量（liàng）從塑料（liào）傳遞而出的效果越（yuè）佳，冷（lěng）卻（què）時間也越（yuè）短。

冷卻水管（guǎn）配置方式（shì）。冷（lěng）卻水管越靠近模（mó）腔，管徑越大，數目越多，冷卻效果越佳，冷卻時間越短。

冷卻液流量。冷卻水流量越大（一般（bān）以達到紊（wěn）流為佳），冷卻水以熱對流方式帶走熱量（liàng）的效果也越好（hǎo）。

冷卻液的性質。冷卻液的粘度及熱傳導係（xì）數也會（huì）影響到模具的熱傳導效果。冷卻液粘度越低，熱傳導係數越高（gāo），溫度越低，冷卻效果（guǒ）越佳。

塑料選擇。塑料的是指（zhǐ）塑料將熱量從熱的地方向冷的地方（fāng）傳（chuán）導速度的量度（dù）。塑料熱傳導係數越高，代表（biǎo）熱（rè）傳導效果越佳（jiā），或是塑料比熱低，溫度（dù）容易發生變化，因此熱量容易散逸，熱傳導效果較佳，所需冷卻時間較短。

加工參數設定。料溫越高，模溫越高，頂出溫度越低（dī），所需冷卻時間越（yuè）長。

冷（lěng）卻係統的設計規則:

所設計的冷（lěng）卻通道要保證冷卻效果均勻而迅速（sù）。

設計冷卻係統的目（mù）的在於維持模具適當而有效率（lǜ）的冷卻。冷卻孔應使用標準尺寸，以方（fāng）便加工（gōng）與（yǔ）組裝。

設計冷卻係統時，模具設計者必（bì）須根據塑件的壁厚與體積決定下列設計參數——冷卻孔的位置（zhì）與尺寸、孔的長度、孔的種類、孔的配置與連接以及（jí）冷卻液的流動速率與（yǔ）傳熱性質。

4．脫（tuō）模階段

脫模是一個注塑成型循環中的最後一個環節。雖然（rán）製品已經冷固成型，但脫模還是對製品的質量有很重（chóng）要的影響，脫模方式不當，可能會導致產品在脫模時（shí）受力不均，頂出（chū）時引起產品變（biàn）形等缺陷。脫模的方式主要有兩種：頂（dǐng）杆脫模和脫料板脫模。設計模具時要根據產品的結（jié）構特點選擇合適的脫模方式，以保證產（chǎn）品質量（liàng）。

對於選用頂（dǐng）杆脫模的模具，頂杆的設置應盡量均勻，並且位置（zhì）應選在脫模阻力最大以及塑件強度和剛度最大的地方，以免塑件變形損壞。

而脫料板則一般用於深腔薄壁容（róng）器（qì）以及不允許有推杆（gǎn）痕（hén）跡的透明製品的脫模，這種（zhǒng）機（jī）構的（de）特點是脫模力大且均（jun1）勻，運動平穩，無明顯的遺留痕跡。

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