注射成型工藝

注射成型(Injection Molding ):是指有一定形狀的模型,通過壓力將融熔狀態的膠體注入模腔而成型,工藝原理是:將固態的塑膠按照一定的熔點融化,通過注射機器的壓力,用一定的速度注入模具內,模具通過水道冷卻將塑膠固化而得到與設計模腔一樣的產品。主要用於熱塑性塑膠的成型,也可用於熱固性塑膠的成型。

工藝流程

完整的注射工藝過程包括:1、成型前的準備;2、注射過程;3、製品的後處理。

成型前的準備

為了使注射成型順利進行和保證製品質量,生產前需要進行原料預處理、清洗機筒、預熱嵌件和選擇脫模劑等一系列準備工作。

注射過程

注射過程一般包括:加料——塑化——注射——冷卻——脫模。

加料:

由於注射成型是一個間歇過程,因而需定量(定容)加料,以保證操作穩定,塑膠塑化均勻,最終獲得高質量的塑件。

塑化:

成型物料在注射機機筒內經過加熱,壓實以及混合等作用,由鬆散的粉狀或粒狀固態轉變成連續的均化熔體之過程。

注射:

柱塞或螺桿從機筒內的計量位置開始,通過注射油缸和活塞施加高壓,將塑化好的塑膠熔體經過機筒

前端的噴嘴和模具中的澆注系統快速送入封閉模腔的過程。注射又可細分為流動充模、保壓補縮、倒流三個階段。

冷卻:

當澆注系統的塑膠以及凍結後,繼續保壓已不再需要,因此可退回柱塞或螺桿,卸除料筒內的塑

料熔體的壓力,並加入新料,同時在模具內通入冷卻水、油或空氣等冷卻介質,對模具進行進一步的冷卻,這一階段稱為澆口凍結後的冷卻。實際上冷卻過程從塑膠熔體注入型腔起就開始了,它包括從充模、保壓到脫模前的這一段時間。

脫模:

塑件冷卻到一定的溫度即可開模,在推出機構的作用下將塑件推出模外。

製品的後處理

1、退火:消除殘餘應力;

2、調濕: 使塑件顏色、性能及尺寸得以穩定。

矽膠注射成型 :

一、注射成型工藝和傳統模壓工藝比較:

1,當前固體矽橡膠生產工藝圖

2,注射成型生產工藝圖:

結論:注射成型比固體模壓工藝減少了大量生產工序,減少一大部分工人需求,縮短流程時間,大大地提高產量,而且完全避免了產品成型前人工操作所帶來的產品品質偏差!

二:硫化時間比較:

產品名稱 按鍵 大雜件
硫化時間
硫化工藝
固體矽膠模壓硫化 35秒 10分鐘
液體矽膠注射成型 9秒 1分鐘不到

結論:液體矽膠注射成型工藝硫化速度是固體矽膠的5倍以上,產量是固體矽膠模壓工藝的10倍以上!

三:產品品質誤差

產品名稱 按鍵
荷重誤差 最小誤差 一般誤差
硫化工藝
固體矽膠模壓硫化 + 20g + 50g
液體矽膠注射成型 + 2g + 5g

結論:液體矽膠注射成型由於是液體矽膠,在真空模具內具有非常高的流動性,模具內矽膠分布非常均勻,而且成型之前全部為機器作業,避免了硫化成型前所有人工操作所可能帶來的誤差!

相互影響

一、溫度的影響

1.料溫

塑膠的加工溫度是由注射機料筒來控制的。料筒溫度的正確選擇關係到塑膠的塑化質量,其原則是能保證順利地注射成型而又不引起塑膠局部降解。通常,料筒末端最高溫度應高於塑膠的流動溫度(或熔融溫度),但低於塑膠的分解溫度。

在生產中除了要嚴格控制注射機料筒的最高溫度外,還應控制塑膠熔體在料筒中的停留時間。在確定料筒溫度時,還應考慮製品和 模具的結構特點。當成型薄壁或形狀複雜的製品時,流動阻力大,提高料筒溫度有助於改善熔體的流動性。

通常控制噴嘴的最高溫度稍低於料筒的最高溫度,以防止熔體在噴嘴口發生流延現象。

2.模具溫度

在注射成型過程中模具溫度是由冷卻介質(一般為水)控制的,它決定了塑膠熔體的冷卻速度。模具溫度越低,冷卻速度越快,熔體溫度降低得越迅速,造成熔體粘度增大、注射壓力損失增加,嚴重時甚至於引起充模不足。隨著模具溫度的增加,熔體流動性增加,所需充模壓力減小,製品表面質量提高;但由於冷卻時間增長,製品的生產率下降,製品的成型收縮率增大。

對於結晶形塑膠,由於較高溫度有利於結晶,所以升高模具溫度能提高製品的密度或結構晶度。在較高的模溫下製品中聚合物大分子鬆弛過程較快,分子取向作用和內應力都會降低。

二、壓力的影響

注射成型過程中的壓力包括塑化壓力、注射壓力盒型腔壓力。

塑化壓力又稱背壓,是指注射機螺桿頂部的熔體在螺桿轉動後退時所受到的壓力,是通過調節注射液壓缸的回油阻力來控制的。塑化壓力增加了熔體的內壓力,加強了剪下效果,由於塑膠的剪下發熱,因此提高了熔體的溫度。塑化壓力的增加使螺桿退回速度減慢,延長了塑膠在螺桿中的受熱時間,塑化質量可以得到改善;但過大的塑化壓力還增加料筒計量室內熔體的反流和漏流,降低了熔體的輸送能力,減少了塑化量,增加了功率消耗,並且過高塑化壓力會使剪下發熱或切應力過大,熔體易發生降解。

注射壓力是指注射時在螺桿頭部產生的熔體壓強。在選擇注射壓力時,首先應考慮注 塑機所允許的注塑壓力,只有在注射壓力過低回導致型腔壓力不足,熔體不能順利充滿型腔;反之,注射壓力過大,不僅會造成製品溢漏,還會造成製品變形,甚至於系統過載。

在注射過程中注射壓力與熔體溫度是相互制約的。料溫高時所需注射壓力和料溫的組合下才會獲得滿意的結果。

型腔壓力是指注塑壓力經過噴嘴、流道賀澆口的壓力損失後在模具型腔內產生的熔體壓強。

三、注射成型周期和注射速度

完成一次注塑成型所需的時間稱為注射成型周期,它包括加料、加熱、充模、保壓、冷卻時間,以及開模、脫模、閉模及輔助作業等時間。在整個注射成型周期中,注射速度和冷卻時間對製品的性能有著決定性的影響。

注射速度主要影響熔體在型腔內的流動行為。通常隨著注射速度的增大,熔體流速增加,剪下作用加強;熔體溫度因剪下發熱而升高,粘度降低,所以有利於充模。並且製品各部分的熔合紋強度也得以增加。但是,由於注射速度增大,可能使熔體從層流體狀態變為 流,嚴重時會引起熔體在模內噴射而造成模內空氣無法排出,這部分空氣在高壓下被壓縮速度升溫,會引起製品局部燒焦或分解。

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