立（lì）新告訴你，注塑成型工藝技術指南

注塑成型原理

1、以柱塞式注射機為例，注射成型原理如圖4-1所示。首先將粒狀（zhuàng）或粉狀塑料從注射機（jī）的料鬥送入配有加熱裝置的機筒中進（jìn）行加熱熔（róng）融（róng）塑化，使之成為粘流態熔體，然後在注（zhù）射機柱塞的高壓推動下，以很（hěn）高的（de）流速通過機筒前（qián）端的噴嘴注（zhù）入（rù）溫度較低的閉合型（xíng）腔中（zhōng），經過一段時間的保壓（yā）冷（lěng）卻定型後，開模分型即可（kě）從型腔（成型塑件的閉合空間）中脫出具有一（yī）定形（xíng）狀和尺寸的塑件製件（塑件），這樣便完成了一個成型周期。

2、注塑成型的特點及應（yīng）用

注塑成型具有對塑料品種適應性強，可一（yī）次成型形狀複雜、尺寸精確、帶有金（jīn）屬（shǔ）或非金屬嵌（qiàn）件的塑料製件，生產效率（lǜ）高，易於實現（xiàn）自動化（huà）等優點，是熱塑性塑料成型的一種重要方法。注塑成（chéng）型（xíng）工（gōng）藝發展很快，除了熱塑性塑料注射成型以外，一些熱固性塑（sù）料也可以成功地用於注塑成型，且具有效率高（gāo）、產品質量穩（wěn）定的特點；低反（fǎn）泡塑料（密度為0.2-0.9g/cm3）的注塑成型可以生產緩衝、隔聲、隔熱等性能優良的塑料製件；雙色或多色注射成型可以生產（chǎn）多種顏（yán）色、美（měi）觀適用的塑料商品。此外，應用熱流道注射成型（xíng）工藝在獲（huò）得大型塑件、降低或消除澆注係統凝料等方麵具有明顯優點。注射成型還是獲得（dé）中空塑料製品型坯的重要工藝方法。

3、注射機（jī）與注（zhù）射成型係統

注射機是注（zhù）射成型生產的關鍵設備，注射成型係統是指注射機內直接用於成型動作的注射係（xì）統、合模係統以及安裝在注射機上的模具。

注射機的分類

1. 按規格（gé）大小分類

按注射機裝置分類

（1）柱塞式

其工作原理見4.1 節 ，這（zhè）種設備（圖4-1）結構簡單，塑料融（róng）化所需的熱量主要依靠機筒3外部（bù）的加熱器5以熱傳導方（fāng）式提（tí）供，由於塑料導熱性差且機筒（tǒng）壁較厚，同時它在機筒中的運動狀態似層狀流動，從而（ér）形成了塑料的外層（靠（kào）近機筒內壁）與內層（céng）之間存在著較大的溫差，導致塑化均勻性差。雖然機筒內（nèi）設置了分（fèn）流錐4，增加了塑化效果，但塑化均勻性（xìng）仍教差，且物料滯留嚴重、壓力損失大，所需注射壓力約為 螺杆式的2-3倍，隻（zhī）適合於小型零件的成型。

（2） 螺（luó）杆式

螺（luó）杆式（shì）注射機以加熱（rè）筒（tǒng）和螺杆等實現成型物料的塑化及注射，如圖4-2所示。其合（hé）模、注射、保壓、冷卻及脫模過程與柱（zhù）塞式注射機相同，不同的是，螺杆具有（yǒu）塑化及注射兩種功能。螺杆旋轉產生強烈的攪拌（bàn）混合與剪切作用，塑化均勻，物料滯留少，壓力損失小，成型塑件的殘餘應力較小，設備結（jié）構簡單，是目（mù）前應用較（jiào）廣的機種。

（3） 螺杆預塑式 螺杆預塑式注射機以一套機筒和螺杆進行塑化（huà），另一套機筒和（hé）柱塞進行注射，如圖4-3所（suǒ）示。這類（lèi）注射機塑化均勻，計量準確，壓力損失小，適合精密成型但物料滯留大，結構複（fù）雜。

按外形結構特（tè）征分類

（1）臥式注射機（jī）

臥式注射機（jī）是注射機產品中最基本、最普通的形式（shì），其結構特征是成型物料的注射係統（tǒng）與合（hé）模機構的軸線重合並與地麵平（píng）行(圖4-2)。其（qí）優點是機身較低、穩定。加料、操作及維修比較方便，且製品推（tuī）出脫模（mó）後可自動墜落，易於實現機械化或自動化，但存在模具拆裝不方（fāng）便、安裝嵌件麻煩以及占地麵積（jī）大等缺點。

（2）立式（shì）注射機

此注射機的結構特征是注射係統與合模機構的軸線重合並與地麵垂直（zhí），如圖4-4a所（suǒ）示。該結構具有占地麵積小、模具拆裝（zhuāng）較方便、安裝嵌件容易、料鬥中的物料能均勻地進入機筒等優點。但製（zhì）品推出脫模後需要人工取出，不易實現機械（xiè）化或自動（dòng）化操作。另外，還有機身高、不穩定、加料（liào）不方便、對廠房高度有一定要求等缺點。目前，這類（lèi）注塑機主要用於生產60cm3 以下（xià）的多嵌件製品，其結構也多為柱塞（sāi）式，塑化效果（guǒ）不佳。

（3） 直角式注射（shè）機（jī）

此注射機的結構特征是合模機（jī）構與注射係統的軸線相互垂直（zhí）。使用和安裝特點介於前麵兩類注射機之間，特別適用於生產形狀不對稱的塑件和使用側澆口的模具（jù）。目前國內使用較多的直（zhí）角注射機（jī）為（wéi）沿水平方向合（hé）模，沿垂（chuí）直方（fāng）向注射，如（rú）圖4-4b所示，合（hé）模機構采用絲杠傳動，使（shǐ）用普遍。圖4-4c為水（shuǐ）平方向注射，沿垂直方向（xiàng）合模的直角式注（zhù）射機，用得（dé）較少。

此外還有偏心式注塑機、雙機筒注射機、雙色或多色注射機、雙（shuāng）模係統（tǒng）注射機等。

注射機（jī）規（guī）格及主要技術參數（shù）

目前，注射機的規格通常用注射容量（即注射（shè）能力）與（yǔ）鎖模（mó）力的大小來表征。

注射機機筒內的柱塞（sāi）或螺杆在一次注射行程中說能（néng）注射出的塑料（liào）的理論體積，稱為注射容（róng）量（liàng），是表征（zhēng）注射（shè）機能（néng）力的主參數。

按照國際標準（zhǔn）規定，注塑機規格中標稱的注射量（liàng），需要用定（dìng）壓條件（注射壓力為100MPa）下的數值表示。注射機在其工作過程中，鎖緊（jǐn）閉合型（xíng）腔防止熔體向外（wài）溢出的力稱為鎖模力。鎖模力的大（dà）小與注射機允許的成型（xíng）麵積有（yǒu）關。

注射機的注射係統

注射係統是注射機工作是直接與成型（xíng）物料和熔體接觸的（de）零部件，其主要作（zuò）用是使固體（tǐ）成型物料均勻地塑化成熔體，並以足夠的壓力和速度將熔體注入模具型（xíng）腔。注射係統包括加料裝置、機筒（tǒng）、柱塞及分流錐（柱塞式注射機）、螺杆（螺杆式注射機）和噴嘴。

（1）加料裝置

也（yě）成為料鬥，通常（cháng）為倒圓錐形或方錐形金屬容器，安裝在注射機（jī）的較高部位並與機筒相連。

（2）機筒

即成（chéng）型物料的塑化室，主要用來加熱（rè）熔融物料。

（3）柱塞及分流錐

柱塞及分流錐（zhuī）是安裝在柱塞式注射機筒內的注射和塑化零部件。柱塞在機筒內做往（wǎng）複直線運（yùn）動，推擠和壓縮塑料熔體通過噴嘴注（zhù）入模具。分流錐是安裝在機筒前端（duān）中心部位的一個分流部件，如圖4-6所（suǒ）示。

其工作原（yuán）理為：熔料在經過分流錐時，被分劈成薄（báo）層，並產生收（shōu）斂流動，以此縮短了機筒對物料的傳熱距離，提高了傳熱效果（guǒ）；同（tóng）時物料在分流錐與機筒的間（jiān）隙中產生加速運動，剪切作用增強（qiáng），從而 生成一定量的摩（mó）擦熱（rè）。兩方麵共同作用提高了物料的塑化與均衡效果。設置分流錐後，可以縮短物料塑化時 間，改善塑料（liào）熔體的流動性能和塑件的（de）成 型質量，同時使生產效（xiào）率有所提高。

（4）螺杆

是螺（luó）杆式注射機的重要部件，通過（guò）螺杆在機筒內的旋轉和軸向移（yí）動，實現對成型物料的塑化和注射動作。

（5）噴嘴

安裝在機筒前部，其內部的噴孔是連接機筒和模具的通道，起引導塑料熔體從機筒進入模具的作用。

注塑機的（de）合模（mó）係統

合模（mó）係統的作用一是實現模具的開合動作，二是（shì）注射時鎖緊模具，三是（shì）開模時推出模內塑（sù）件。

注塑成型對合模係統最基本（běn）的要求是：合模時為模（mó）具提（tí）供可靠的鎖模力，以免模具在塑料熔體的壓力作用（yòng）下沿分型麵脹開，使製品產生分邊，影響精度。

目前，注射機上使用的合模係統結構可大體分為液壓式和液壓—機（jī）械式兩大類。

（1）液壓（yā）式（shì）

一般采用大直徑活塞和液壓缸（gāng）進行模具的開合動作（zuò）。優點是運動機構簡（jiǎn）單，能夠適應不同模具的閉合（hé）高度，隨時都可達到最大壓力並保壓；缺點（diǎn）是鎖模力大時液壓缸體積龐大（dà），能量消（xiāo）耗大，係統（tǒng）的剛性較差。

（2）液壓—機械式

以液壓力驅動曲肘連杆機構進（jìn）行開合（hé）模動作，具有自鎖功能（圖4-2）。 鎖模剛性大，產品不易出飛邊；模具的開（kāi）合時間比較短，並有（yǒu）緩衝（chōng）作用，可以（yǐ）獲得較佳的合模運動方式；但（dàn）結構複雜，機械部分容易（yì）磨損，需要經（jīng）常保養。

注射成型工藝

注（zhù）射成型的生產工（gōng）藝流程（chéng）如圖4-7所示，按其先後順序包括：成型前的（de）準備（bèi）、注（zhù）射過（guò）程、塑件後處理等，下麵（miàn）分別討論。

1.成（chéng）型前的準備

為使注射過程順利進行和保證塑料製（zhì）件質量，一般在注射之前要（yào）進行一些必要的（de）準備工作。如對（duì）原料的外觀（如色澤、顆粒大（dà）小及均勻度）與工藝性（xìng）能（流動性、熱穩定性、收（shōu）縮性）進行檢（jiǎn）驗和測定，判斷原（yuán）料的各項性能與要求的參數是否相（xiàng）符（fú）；

對原料的各項性能與要求的參數是否相符；對原料進行染色；進（jìn）行含水（shuǐ）量檢測，對於某（mǒu）些易吸濕的塑料（liào）（如聚酰胺、ABS等）進（jìn）行充分幹燥，以防產品表（biǎo）麵出現銀絲、斑紋、氣泡和降解等缺陷；成型不同種類塑料前或發現塑料中有分解（jiě）現象時，應對機（jī）筒進行清洗；

在成型帶有嵌件的塑件時，應對嵌件進行預熱，以（yǐ）防嵌件周圍的塑料因應力而開裂；對脫（tuō）模困難的塑件，應選好脫（tuō）模劑。由於注射原料的種類、形（xíng）態（tài）、塑件（jiàn）的結構、有無嵌件以（yǐ）及使用要（yào）求（qiú）的不同，各種塑件成型前的準備（bèi）工作也不完全一樣。

2.注射過程

注射過程一般包括加料、塑化（huà）、注（zhù）射充型和脫模幾個（gè）步驟。

1）加料（liào）

由於注射成型（xíng）是一個間歇的（de）生產過程，因而需定量加料以保證操作穩定、塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。加料過多、受熱時間過長等容易引起物料的熱（rè）降解，並增（zēng）加注射機的功率損耗；加料過少，機筒（tǒng）內缺（quē）少傳壓介（jiè）質，型腔中塑料熔體壓（yā）力降低，難於補縮（即補壓），容（róng）易引起塑件出現收縮（suō）、凹陷、空洞等缺陷。

2）塑化（huà）

對機筒中的塑料進行加（jiā）熱，使其由固態（顆粒狀或粉狀）轉變成粘（zhān）流態並具有良好可塑性的過（guò）程稱為塑化（huà）。決定塑（sù）化（huà）質量的主（zhǔ）要（yào）因素是物料的受熱（rè）情況和所受到的剪切作用。

對塑料塑（sù）化的要求是：塑料熔（róng）體在進入型腔之前要充分塑化，既要達到（dào）規定的成型溫度，又要熔體溫（wēn）度均勻一致，還（hái）要使熱分解物的含量達到最小值，並能提供足（zú）夠的（de）熔融塑料以保證（zhèng）加速了塑料的塑化，同時還強化了塑料的混合效果，使其擴展到聚合（hé）物分子的水平（而不僅是靜態的熔融），它使塑料熔體的（de）溫度分布、物料組成和分子（zǐ）形態（tài）都發生了改變，並趨於更加均勻。因而螺杆式注射機（jī）的塑化效（xiào）果比柱塞式注射（shè）機好得多。

3）注射充（chōng）型

注射充型指用柱塞或螺杆推動（dòng）塑化（huà）後的塑料熔體快速充滿模（mó）具型腔，並使熔體在壓力下冷卻凝固定型的過程（chéng）。注射（shè）過（guò）程可分為充模、保壓、倒流和澆口凍結後的冷卻等幾（jǐ）個階段。