注射成型

null高分子材料成型加工高分子材料成型加工李宝铭 材料科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院教材与教学参考 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 教材与教学参考书周达飞，《高分子材料成型加工》（第二版），中国轻工业出版社，2005 黄锐，塑料成型 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 学，轻工业出版社，2005 陈耀庭，橡胶加工工艺，化学工业出版社，1982 王贵恒，高分子材料成型加工原理，化学工业出版社，1982 王文广，塑料配方设计（第二版），化学工业出版社，2004 林师沛，聚氯乙稀塑料配方设计指南，化学工业出版社，2002高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言一、概述 注射成型是高分子材料成型加工中的一种重要 方法。 热塑性塑料 最主要 塑料制品 热固性塑料 少数 注射成型 橡胶制品 注压 合成纤维 不能加工高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言二、橡胶注射成型 橡胶注压：以条状或块粒状的混炼胶加入注压 机，压注入模后须停留在模具中一段时间，进行硫 化反应（模具是加热的） 模型硫化，无须冷却固 化，这样得到最终产品。 橡胶注射成型类似于橡胶制品的模型硫化，只 是压力传递方式不一样（压力大，速度快），比模 压生产能力大，劳动强度低，易自动化，是橡胶加 工的方向。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言三、塑料注射成型 　 主要是热塑性塑料的注射。 粒状热塑性塑料 → 注射机料筒 → 加热熔融塑化 → 在注塞或螺杆快速而连续的压力下 → 料筒前段的喷嘴 → 以高压、高速入模 → 冷却固化 → 开模 → 制品 注射成型用于热塑性塑料的成型加工最多，本章主要讨论热塑性塑料注射成型原理及工艺。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言四、工艺特点 间歇操作、周期短、生产效率高； 可以成型形状复杂、尺寸准确的制品； 生产过程自动化程度高； 适应性较强 除 PTFE 外的所有热塑性塑料，可用于热固性塑料，占塑料成型的30％。 制品可从简单 复杂高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用一、注射机的形式（分类） 1、按结构特点分类 柱塞式注射机 双阶柱塞式注射机 移动螺杆式注射机 螺杆预塑化柱塞式注射机高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志引言引言高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用2、按注射机外形特征分类 立式注射机 —— 小型的柱塞式 卧式注射机 —— 较大的移动螺杆式 角式注射机 3、按注射机的加工方式分类 液压注射机 —— 大型 机械加压注射机 —— 小型（手动、气动加压）高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用三、注射机的基本结构 加料装置（料斗） 料筒（塑化室） 注射系统 移动螺杆 （注塞及分流梭） 锁模系统 喷嘴 移动螺杆式注射机 （注塞） 液压系统 塑模高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用1、注射系统 —— 主要部分 加料装置（料斗） 有计量装置、干燥装置（同挤出机）。 料筒（塑化室） 内壁光滑呈流线型，减小注射时的阻力。 柱塞及分流梭 仅限于柱塞式注射机。分流梭位于接近喷嘴的料筒的中心位置。作用：料流变薄，加快传热塑化；分流，流速增大，集中流向喷嘴。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用螺杆 注射螺杆的作用：加料、塑化、传递注射压力。 注射螺杆的运动：旋转＋水平运动。 与挤出机螺杆的区别：压缩段短。 喷嘴 喷嘴的作用：料筒与注射模具的桥梁。 喷嘴的结构形式：通用式 通用塑料 延伸式 高粘度塑料 弹簧针阀式 低粘度塑料高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用2、锁模系统 塑料注射压力：40－1300kg/cm2，甚至2000 kg/cm2。 塑料注射速度：极快。 锁模系统的作用：注射模具不致于受到物料高速冲击而分开，避免模具分型面离缝，造成制品溢边现象。 锁模系统的形式：机械（曲臂）＋ 液压 （大中型） 全液压 （小型） 全机械 （小型）高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用3、液压传动与电器控制系统 4、注射模具 注射模具一般可以分为动模和定模两大部分。根据模具上各个部件所起的作用，可细分为：成型零部件（凸模、凹模、型芯和成型杆、镶块等），浇注系统（主流道、分流道、浇口、冷料井），导向零件，分型抽芯机构，顶出装置，冷却加热系统，排气系统。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用 注射模具必须与注射机相配合，在设计时要考虑以下几个问题： 模具固定在注射机模板上的装配尺寸，不同类型的注射机，模具的装配尺寸不同。 注射机允许的最大和最小的模具厚度。 注射机模板的行程，对立式或卧式注射机，模板行程必须符合下式： 模板行程≥脱模距离+制品高度（包括流道长度）+（5-10mm）。 高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射机的结构与作用注射机的结构与作用三、注射机的工作过程 合模与锁紧 注射装置前移 塑化 注射 保压 制品的冷却和预塑化 注射装置后退和开模顶出制品高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件一、注射成型工艺流程 粒状热塑性塑料 → 干燥和预热 加料塑化 → 注射机料筒清洗 → 嵌件的预热 加料 → 塑化 移动螺杆式 →注射充模 → 保压 → 凝封 → 退柱塞或螺杆 → 冷 柱塞式 却固化 → 脱模 → 后处理 → 注射制品高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件1、成型前的准备 （1）原料预热和干燥 去水份，避免气泡，尤其对在高温下易水解的树脂。 （2）料筒清理 更换原料时尤为重要。 （3）脱模剂的使用 用硅油脱模剂。 （4）嵌件制品的安装与预热 注意冷热均匀。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件2、注射成型 （1）加料塑化 塑料粒子加入到料筒中，通过加热逐渐变成熔体（柱塞 式），或沿螺杆槽向前移动，通过料筒外的加热及螺杆转动 时塑料产生的摩擦热逐渐转变为熔体。 （2）注射充模 　　柱塞或移动螺杆把塑化均匀的熔体推向料筒前端，经过 喷嘴及模具浇注系统注入并充满模具的型腔。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（3）保压 　　充满之后，柱塞或移动螺杆仍保持施压状态，使喷嘴的 熔体不断充实型腔，以确保不缺料。另可使大分子进一步松 弛（因有滞后）。 （4）冷却 　　在浇注系统里的熔体（体积比制品小的多）先行冷却硬 化，模腔内还未冷却固化的熔体就不会向喷嘴方向倒流，这 一现象叫凝封。 凝封则保压结束，可退螺杆和柱塞。同时下一周期的加 料塑化开始。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（5）脱模 　 保压结束，同时对模具内制品进行冷却、固化，一般冷 却到塑料的玻璃态或结晶态，则进行脱模，取出制品。 3、制品的后处理 制品形状复杂，壁厚不均，冷却速度不一，有应力集中； 注射压力、速度高，熔体流变行为复杂，制品各部分的结晶与取向不同，制品质量不均。 制品后处理：热处理（退火）；调湿处理；整修。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件二、注射成型工艺条件的选择 　　 塑料塑化良好 注射成型的关键 充模成型顺利 温度（料温、模温） 注射压力 影响塑化和充模的工艺条件 锁模力 注射速度 时间（注射、保压、冷却）高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件1、温度 （1）料筒温度 　 料筒温度选定的原则：保证塑料塑化良好，能顺利充模，不致于引起塑料的降解。一般 Tf(m)< T筒< Td。 　　 T筒↑，η↓，压力降↓，流程↑，塑化时间↓，充模顺利，注射速度也大，注射周期可以缩短，生产效率提高。一般T筒尽可能高些。 　　 但是，T筒太高，物料容易热降解。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件选择T筒时从以下几方面考虑： 热敏性塑料 必须考虑塑料的Tf(m)－Td的差。 分子量及其分布 M大的，T筒高，但应 < Td；分布宽的，T筒低。 制品尺寸 对同种塑料，制品尺寸小，冷却快，可选高T筒。薄壁制品，熔体入模阻力大，应选高T筒。 不同设备 移动螺杆式的T筒< 柱塞式的T筒。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（2）喷嘴温度： 注射时高速通过喷嘴，有摩擦，会升。 为了防止流延： 温度分布 比最高稍低 最高 较高 低 温度 喷嘴 料筒前部 中部 后部高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（3）模具温度 　 模具温度的高低影响充模后冷却的快慢，进而 影响生产周期及制品性能。 塑料品种 　　 制品使用性能要求 模温的选择 制品的形状尺寸 有关 其他成型工艺条件 生产成本高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件 冷却速度的快慢取决于料温与模温的差异。 模具温度是由冷却介质温度（Tc）控制的： Tc < 塑料的Tg 骤冷 Tc ≥ 塑料的Tg 中速冷 Tc >> 塑料的Tg 缓冷高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件例： 1）结晶型塑料 　 温度降到Tm以下即结晶，故结晶速度受冷却速 率的控制。 模温影响制品的结晶度和结晶形态。 模温高，冷却速度小，结晶速率大，有利结晶。 中等模温，冷却速率适中，分子的结晶和取向也适中。 模温低，冷却速度大，不利于结晶，制品的结晶度下降。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件2）无定形塑料 　　无定形塑料注射充模后无相转变，故模温高低 主要影响充模时间长短，较低的模温，冷却快，生 产效率提高。但也应考虑物料在模具中的流动性有 所区别： 　　对熔融粘度较低或中等的无定形塑料，如PS等 采用偏低的模温。 对熔融粘度较高的无定形塑料，如聚苯醚、聚 碳酸酯、聚砜应采用较高的模温。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件另外要考虑的问题： 冷却时间：要使制件的温度冷到模温，所需时间很长。所以制品温度稍高于模温即可脱模，以提高生产效率。 避免过早凝封：模温越低，塑料的凝封时间和冷却速度加快，有利于提高生产效率，但过低的模温使浇口过早凝封，会发生缺料和充模不完全。 应考虑模温对结晶、取向、内应力和物理机械性能的影响。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件2、压力 （1）塑化压力（背压） 螺杆的背压影响预塑化效果。提高背压，物料 受到剪切作用增加，熔体温度升高，塑化均匀性好 ，但塑化量降低。 螺杆背压一般为注射压力的5%-20%。 高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（2）注射压力 注射压力的作用： 推动熔体前进； 克服浇注系统的阻力，使熔体充模； 保压，补塑。 注射压力↑，→ 充模速度↑，充模顺利，制品 密度↑，性能↑，但内应力↑。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件压力的选择： 尺寸大，形状复杂，薄壁制品，模具流动阻力大 — 高压； Tg高，熔体粘度高 — 高压； 料温较低 — 高压。 　 注：用高压，应作退火处理，以消除残余应力。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件（3）注射速度 　　注射速度与注射压力是相辅相成的。 　　速度↑，物料受剪切↑，生热↑，T↑，充模压 力↑ ，充模顺利，生产周期缩短。 　 但速度↑↑，料流为湍流，严重时引起喷射作 用，卷入空气，制品产生内应力。 　　所以速度不宜太快，宜以层流状态，顺利将模 腔内的空气排出。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件注射压力和注射速度的总体选择： 熔体η高，Tg高，用高速，同时选用高模温、高料温。 为避免湍流，又要缩短生产周期，多用中速注射。 对形状复杂、浇口尺寸小、流程长、薄壁制品，宜用高速和高压。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件3、注射成型周期 注射成型周期是指完成一次注射成型的全部时间。 注射时间 柱塞或螺杆前进时间（充模） 柱塞或螺杆停留时间（保压） 冷却时间 保压之后，制品在模内冷却时间 成型周期 （加料，柱塞、螺杆后退时间包括 在内） 其他时间 冷却结束后，开模，取出制品，清 理模具，放嵌件，涂润滑油等辅助 时间以及闭模时间 高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件 成型过程各阶段的时间长短与塑料品种、成型 工艺性能、制品特点等有关，其中最主要的是注射 时间和冷却时间。高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志注射成型工艺及工艺条件注射成型工艺及工艺条件高分子材料成型加工·注射成型明德至诚 博学远志