1、 Page 12010年年6月月 Page 2一、注塑工藝簡介一、注塑工藝簡介二、注塑設(shè)備二、注塑設(shè)備三、注塑工藝過程三、注塑工藝過程四、注塑制品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)四、注塑制品的設(shè)計(jì)要點(diǎn) Page 3 各種各樣的塑料制品是怎么制成的呢？塑料的主要成型方法有擠出成型、注塑成型、吹塑成型、壓延成型、澆鑄成形等，其中注射成型因形狀適應(yīng)性廣，是熱塑性塑料成型主要工藝。 注塑也稱注射成型或注射模塑，是用注塑機(jī)將塑料粒子或塑料粉的原料熔融后，施加壓力使其注入溫度較低的模具內(nèi)冷卻固化形成與模腔形狀一致的塑料制品的加工過程。 注塑工藝可生產(chǎn)不同尺寸、形狀、質(zhì)量、滿足各種使用要求的工程制件（如結(jié)構(gòu)件、傳動(dòng)件、外觀件、光

2、學(xué)件等）和各種日用品。近年來，隨著注塑工藝技術(shù)發(fā)展，部分熱塑性塑料已成功地用注塑工藝制作，使注塑工藝運(yùn)用更廣泛。 Page 4注塑工藝特點(diǎn)： 1.成型周期短，隨著制件的形狀、大小、厚度不同以及注塑機(jī)的類型、物料品種和成型工藝條件等不同，周期為幾秒至幾分鐘不等。 2.能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度高、表面質(zhì)量好、帶有金屬或非金屬嵌件的制作；制品的大小從鐘表齒輪到大型儲(chǔ)水箱，品種之多是其他任何塑料成型方法都無法比擬的。 3.能適應(yīng)各種塑料的成型，除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等極少數(shù)品種外，幾乎所有的熱塑性塑料（通用塑料、纖維增強(qiáng)塑料、工程塑料）、熱固性塑料和彈性體都能用這種方法方便地成型制品。 4

3、.成型過程自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)率高，其成型過程的合模、加料、塑化、注射、開模和制品頂出等全部操作均由注塑機(jī)自動(dòng)完成。 5.模具的磨損小，體積不大，便于裝卸。 總體來說，注塑的優(yōu)點(diǎn)很多，是較為優(yōu)異的塑料成型加工方法之一。 Page 5 注塑技術(shù)已經(jīng)歷了大約125年的發(fā)展過程，由于各種各樣的工藝方法及技術(shù)的引入、改進(jìn)和提高，這種成型技術(shù)顯得更具有經(jīng)濟(jì)性 近年來，隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，為了不斷滿足注塑制品向高度集成化、高度精密化、高產(chǎn)量等方面發(fā)展的要求，以及實(shí)現(xiàn)對制品進(jìn)行異質(zhì)材料的聚集態(tài)、相形態(tài)組織形態(tài)等方面的控制，或?qū)崿F(xiàn)對制品進(jìn)行異材料的復(fù)合，最大程度地發(fā)揮聚合物的特性，達(dá)到制品高性能的目的，

4、注塑技術(shù)有了很大的發(fā)展。 從注塑工藝來說，氣體輔助注射成型、結(jié)構(gòu)泡沫成型、反應(yīng)注射成型、共射成型、推-拉成型、注射-壓縮成型、低壓注射成型、交變注射成型、熔芯注射成型、動(dòng)態(tài)保壓注射成型等引入了模內(nèi)反應(yīng)、發(fā)泡、振動(dòng)和氣輔等關(guān)鍵技術(shù)，大大豐富了傳統(tǒng)注塑工藝的內(nèi)容，使塑料的流動(dòng)特性、制品的力學(xué)性能、外觀質(zhì)量都得到有效的控制。 Page 6 注射成型是利用注塑機(jī)，是將熱塑性塑料或熱固性塑料加工成制品的重要成型方法之一。注射成型能鴝加工出外形復(fù)雜、精度高的塑料制品，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 注射成型機(jī)也稱注塑機(jī)，是19世紀(jì)中期在金屬壓鑄機(jī)的原理基礎(chǔ)上逐漸形成的。注塑機(jī)最初主要用來加工纖維素硝酸酯和乙

5、酸纖維等塑料。1926年制造出用壓縮空氣推動(dòng)的活塞式注塑機(jī)。1930年德國和美國已經(jīng)生產(chǎn)出電力驅(qū)動(dòng)的注塑機(jī)。由于石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了塑料工業(yè)的大發(fā)展，使得注塑成型工藝和注塑機(jī)也不斷地得到發(fā)展。1948年在注塑機(jī)上開始使用螺桿塑化裝置，并于1956年生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)。這是注射成型工藝技術(shù)方面一大突破，從而使更多的塑料材料和各種塑料制件多采用注射成型制得。 Page 7 近年來注塑機(jī)發(fā)展很快，類型不斷增加，分類的方法也較多。有的按塑料塑化方式分為柱塞式和螺桿式；有的按鎖模裝置的傳動(dòng)方式分為液壓式、機(jī)械式和液壓機(jī)械式；也有按機(jī)器操作方式分為自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)等，至今尚未完全形

6、成統(tǒng)一的分燈方法，目前使用較多的分類方法有以下幾種：（1）按機(jī)器加工能力分 按加工能力可有大、中、小型之分 。（2）按機(jī)器外形特征分 主要根據(jù)注塑裝置和合模裝置的排列方式進(jìn)行分類。有臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)、角式注塑機(jī)，其中大家常見的主要是臥式注塑機(jī) 。（3）按注塑機(jī)的各系統(tǒng)的形式來分 比如按注塑裝置的形式，根據(jù)料筒的數(shù)目可以分為單階式、雙階式和多階式注塑機(jī)；根據(jù)螺桿數(shù)量可分為單螺桿和雙螺桿注塑機(jī)。（4）按使用特征分 隨著塑料新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，注射新工藝的不斷涌現(xiàn)，注塑機(jī)的適應(yīng)范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大。在機(jī)器使用上有通用型的，也有專用型的。目前主要有熱塑性塑料通用型、熱固型、排氣型、多色型、精密型、高

7、速型、發(fā)泡型等。 Page 8 一臺(tái)通用注塑機(jī)主要由塑化注射系統(tǒng)、合模機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)（或氣動(dòng)）裝置、電器控制系統(tǒng)等組成，如圖所示： Page 9 塑化注射系統(tǒng) 塑化注射系統(tǒng)的主要作用是使塑料加熱塑化和熔融，并能以足夠的壓力和速度下將一定量的溶料注入模具型腔中。塑化注射系統(tǒng)主要由塑化部件（螺桿、機(jī)筒、噴嘴等組成）、料斗、計(jì)量裝置、傳動(dòng)裝置、注射油缸、注射座整體移動(dòng)油缸等組成。 合模機(jī)構(gòu) 合模機(jī)構(gòu)的主要作用是固定模具，實(shí)現(xiàn)模具的啟閉動(dòng)作，在注射、保壓時(shí)保證成型模具可靠地合緊以及脫出制品。合模機(jī)構(gòu)主要由前后固定模板、移動(dòng)模板、拉桿、合模油缸、移動(dòng)油缸、連桿機(jī)構(gòu)、調(diào)模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)和安全保護(hù)機(jī)構(gòu)等組成

8、。 液壓傳動(dòng)（或氣動(dòng)）裝置 液壓傳動(dòng)（或氣動(dòng)）裝置主要作用是為了注塑機(jī)按工藝過程所需要的動(dòng)作提供動(dòng)力，滿足機(jī)器工作時(shí)所需動(dòng)力和速度的要求。液壓傳動(dòng)（或氣動(dòng)）裝置主要由各種液壓元件、液壓基本回路和其他附屬裝置所組成。 電器控制系統(tǒng) 其作用是與液壓傳動(dòng)裝置相配合，正確無誤地實(shí)現(xiàn)注射工藝過程要求的壓力、速度、溫度、時(shí)間和各程序動(dòng)作。電器控制系統(tǒng)主要由各種電器元件、儀表、加熱、測量、控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等組成。 Page 10 注塑工藝過程是注射工藝規(guī)程的中心環(huán)節(jié)，它包括成型前的準(zhǔn)備、注射過程、制品的后處理。 Page 11為了使注射成型順利進(jìn)行，保證塑料制品質(zhì)量，在注射成型之前應(yīng)進(jìn)行如下工作：1、

9、原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 在成型前應(yīng)對原料進(jìn)行外觀和工藝性能進(jìn)行檢驗(yàn)，內(nèi)容包括色澤、粒度及均勻性、流動(dòng)性（熔體指數(shù)、粘度）、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等。有的制品要求不同顏色或透明度，在成型前應(yīng)先在原料中加入所需的著色劑，若在原料中加入顏色母料則效果更好。對于吸水性強(qiáng)的塑料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等），在成型前必須進(jìn)行干燥處理，否則塑料制品表面將會(huì)出現(xiàn)斑紋、銀絲和氣泡等缺陷，甚至導(dǎo)致高分子在成型前產(chǎn)生降解，嚴(yán)重影響制品的質(zhì)量。而對不易吸水的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等塑料）只要包裝、運(yùn)輸、貯存良好，一般可以不必干燥處理。對于聚苯乙烯、ABS塑料往往也進(jìn)行干燥處理。干燥處理的方法應(yīng)根

10、據(jù)塑料的性能和生產(chǎn)批量等條件進(jìn)行選擇。小批量生產(chǎn)用塑料，大多采用熱風(fēng)循環(huán)烘箱和紅外線加熱烘箱進(jìn)行干燥；大批量生產(chǎn)用塑料，宜采用負(fù)壓沸騰干燥或真空干燥，效果好，時(shí)間短。干燥效果與溫度的時(shí)間關(guān)系很大，一般來說，溫度高，時(shí)間長，干燥效果好，但濕度不宜過高，時(shí)間不宜過長，如果溫度超過玻璃化溫度或熔點(diǎn)，會(huì)使塑料結(jié)塊，造成成型時(shí)加料困難，對于熱穩(wěn)定性差的塑料，還會(huì)導(dǎo)致變色、降解。干燥后塑料應(yīng)馬上使用，否則要加以妥善貯存以防再受潮。 Page 122、嵌件的預(yù)熱 為了滿足裝配和使用強(qiáng)度的要求，塑料制品內(nèi)常要嵌入金屬嵌件。由于金屬和塑料收縮率差別較大，因而在制品冷卻時(shí)，嵌件周圍產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致嵌件周圍強(qiáng)

11、度下降和出現(xiàn)裂紋。因此，除了在設(shè)計(jì)塑料制品時(shí)加大嵌件周圍的壁厚外，成型前對金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱也是一項(xiàng)有效措施。 嵌件的預(yù)熱應(yīng)根據(jù)塑料的性能和嵌件大小而定，對于成型時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等），其制品的金屬嵌件，尤其較大的嵌件一般都要預(yù)熱。對于成型進(jìn)不易產(chǎn)生應(yīng)力開裂的塑料，且嵌件較小時(shí)，則可以不必預(yù)熱。預(yù)熱的溫度以不損壞金屬表面所鍍的鋅層或鉻層為限，一般為110C-130C，對于表面無鍍層鋁合金或銅嵌件，預(yù)熱溫度可達(dá)150C。 Page 133、料筒的清洗 在注射成型之前，如果注射機(jī)料筒中原來殘存的塑料與將要使用的塑料不同或顏色不一致時(shí)，一般都要進(jìn)行清洗。 對于螺桿式注射

12、機(jī)通常采用直接換料清洗。換料清洗時(shí)，必須掌握料筒中的塑料和欲換的新塑料的特性，然后采用正確的清洗步驟。例如，新塑料成型溫度高于料筒內(nèi)殘存塑料的成型溫度時(shí)，應(yīng)將料筒溫度升高到新料的最低成型溫度，然后加入新料（也可以是是新料的回料），連續(xù)對空注射，直到殘存塑料全部清洗完畢，再調(diào)整溫度進(jìn)行正常生產(chǎn)。如果新塑料的成型溫度比料筒內(nèi)殘存塑料的成型溫度低，應(yīng)將料筒溫度升高到殘存塑料的最好流動(dòng)溫度后切斷電源，用新料的降溫下進(jìn)行清洗。如果新料成型溫度高而料筒中殘存塑料的最好流動(dòng)溫度后切斷電源，用新料在降溫下進(jìn)行清洗。如果新料成型溫度高，而料筒中殘存塑料又是熱敏性塑料（如聚氯乙烯，聚甲醛和聚三氟氯乙烯等，）則應(yīng)選

13、熱穩(wěn)定性的塑料（如聚苯乙烯，低密度聚乙烯等）作為過渡換料，先換出熱敏性塑料，再用新料換出熱穩(wěn)定性好的過渡料。 目前已研制出一種新的料筒清洗劑，適用于成型溫度范圍在180-280C的各種熱塑性塑料的注射機(jī)機(jī)筒清洗。中小型注射機(jī)，清洗劑用量在50-200g左右 Page 144、脫膜劑的使用 注射成型時(shí)，塑料制品的脫模主要依賴于合理的工藝條件和正確的模具設(shè)計(jì)，但由于制品本身的復(fù)雜性或工藝條件控制不穩(wěn)定，可能造成脫模困難，所以在實(shí)際生產(chǎn)中通常使用脫膜劑。 常用的脫膜劑有三種：硬脂酸鋅，除聚酰胺外，一般塑料均可用；液體石蠟（白油），用于聚酰胺塑料件的脫模效果較好；硅油，潤滑效果良好，但價(jià)格較貴，使用麻

14、煩，需用配制甲醛溶液，涂抹在模腔表面，還要加熱干燥，使用脫模劑時(shí)，噴涂應(yīng)均勻，適量，以免影響塑料制品的外觀及性能，尤其注射成型透明塑料時(shí)更應(yīng)注意。 Page 15 塑料的注射成型是利用注射螺桿或注射柱塞的推力，將已塑化好的熔融物料注入到閉合好的模具內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間的硬化定型，最終得到制品的工藝過程。各種注塑機(jī)的動(dòng)作程序可能不完全一致，但所要完成的工藝內(nèi)容即基本過程還是相同的。現(xiàn)以螺桿注塑機(jī)為例，按時(shí)間先后順序予以說明，如圖： Page 16 （1）閉模和鎖緊 注塑機(jī)的成型周期一般從模具開始閉合時(shí)為起點(diǎn)。閉模動(dòng)作由注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)來完成，成型模具首先以低壓快速進(jìn)行閉合，當(dāng)動(dòng)模與定模快要接觸時(shí)，合模

15、機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)切換成低壓（即試模壓力）、慢速，此動(dòng)作是為了保護(hù)模具不受損壞。在確認(rèn)模內(nèi)無異物存在或模內(nèi)嵌件無松動(dòng)時(shí)，再切換成高壓而將模具鎖緊。 Page 17 （2） 注射座前移和注射 在確認(rèn)成型模具達(dá)到所要求的鎖緊程度后，注射座整體移動(dòng)油缸帶動(dòng)注塑裝置前移，使噴嘴與模具主澆道口緊密貼合，于是就接通了噴嘴-模具-流道-成型模具型腔的通道，繼而向注射油缸內(nèi)提供高壓油，推動(dòng)與注射油缸活塞桿相連接的螺桿，將機(jī)筒前端的熔料以高壓高速注入模具的型腔中，并將模具型腔中的氣體從模具的分型面排除出去。此時(shí)螺桿頭部作用于溶料上的壓力稱為注射壓力，又稱為一次壓力。 Page 18 （3）保壓 當(dāng)熔料充滿模具型

16、腔后，為防止模具型腔內(nèi)的熔料反流和因低溫模具的冷卻作用而使模具型腔內(nèi)的溶料產(chǎn)生體積收縮，保證制品的致密性、尺寸精度和力學(xué)性能，螺桿還需對模具型腔內(nèi)的熔料保持一定的壓力進(jìn)行補(bǔ)縮。此時(shí)，螺桿作用于熔料上的壓力稱為保壓壓力，又稱二次壓力。在保壓時(shí)，螺桿因補(bǔ)充模內(nèi)熔料而有少量的前移。 Page 19（4）制品冷卻和預(yù)塑化 當(dāng)保壓進(jìn)行到模具型腔內(nèi)的熔料失去了從澆口回流的可能性時(shí)（即澆口處熔料冷凝封口），注射油缸內(nèi)的油壓力就可以卸去，制品在模具型腔內(nèi)充分冷卻定型；與此同時(shí)，注射螺桿在螺桿傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，把從料斗落入機(jī)筒中的塑料隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而向前輸送，進(jìn)行塑化。因制品冷卻和螺桿預(yù)塑化同時(shí)進(jìn)行，為了縮

17、短成型周期，在一般情況下希望螺桿預(yù)塑化計(jì)量時(shí)間不超過制品的冷卻時(shí)間。 Page 20 （5）注射座后退 這只是對部塑料品種而言。目的是為了不使噴嘴長時(shí)間與冷模具接觸而形成冷凝料，影響下一次的注射操作以及制品的質(zhì)量，而裝噴嘴撤離模具，即注射座后退。 （6）開模和頂出制品 模具型腔內(nèi)的制品經(jīng)冷卻定型后，合模裝置就開始打開模具。在注塑機(jī)的頂出裝置和模具的頂出機(jī)構(gòu)共同作用下從模具內(nèi)頂出制品。 完成（6）以后，注塑機(jī)又可以從（1）開始，進(jìn)行下一個(gè)注塑成型過程。習(xí)慣上把一個(gè)注射成型過程稱為注塑機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。 Page 21 由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向和冷卻不均勻，造成制品各部分收縮不

18、一致，或因?yàn)榻饘偾都挠绊懞椭破返亩渭庸げ划?dāng)?shù)仍颍芰现破穬?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力。而內(nèi)應(yīng)力的存在往往導(dǎo)致制品在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消除之。 根據(jù)塑料的特性和使用要求，塑料制品可進(jìn)行退火處理和調(diào)濕處理。 退火處理的方法是把制品放在一定溫度的烘箱中或液體介質(zhì)（如熱水、熱礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等）中一段時(shí)間，然后緩慢冷卻。退火的溫度一般控制在高于塑料制品的使用溫度10-20。溫度不宜過高，否則制品會(huì)產(chǎn)生曲變形；溫度也不宜過低，否則達(dá)不到后處理的目的。退火的時(shí)間決定于塑料品種、加熱介質(zhì)的溫度、制品的形狀和壁厚、塑料制品精度要求等因素。 退火處理的結(jié)果，消除了塑料制品的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定了尺寸。對于結(jié)晶型塑料還能提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高其彈性模量和硬度，但卻降低了斷裂伸長率。 Page 22 調(diào)濕處理主要是用于聚酰胺類塑料的制品。因?yàn)榫埘０奉愃芰现破访撃r(shí)，在高溫下接觸空氣容易氧化變色，另外，這類塑料制品在空氣中使用或存放又容易吸水而膨脹，需要經(jīng)過很長時(shí)間尺