在將塑料粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现破返某尚瓦^程中,塑料往往受到高溫、高壓作用,在高剪切速率下流動成型,不同的成型條件和工藝,會對制品質(zhì)量帶來不同影響,注塑成型有塑料原料、注塑成型機、模具和注塑成型工藝四個方面組成。
如塑料原料正確選定,注塑機的技術(shù)參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)均符合注射成型條件要求,哪加工制品質(zhì)量優(yōu)劣直接與注射成型工藝有關(guān)。
制品的質(zhì)量有內(nèi)材質(zhì)量和外觀質(zhì)量,內(nèi)材質(zhì)量主要是機械強度,而內(nèi)應(yīng)力的大小直接影響制品機械強度高低,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力主要原因有制品結(jié)晶度和塑料成型中分子的取向性等決定的。
制品外觀質(zhì)量就是制品表面質(zhì)量,但內(nèi)應(yīng)力大造成制品翹曲變形也會影響外觀質(zhì)量問題。制品的外觀質(zhì)量有:制品不足,制品凹痕,熔接痕、飛邊、氣泡、銀絲、黑點、變形、裂紋、分層脫皮和變色等,均與成型溫度、壓力、流量、時間和位置有關(guān)。
1. 成型溫度:有料筒溫度、塑化溫度、、噴嘴溫度、模具溫度和塑料干燥溫度等
料筒溫度:就是塑料熔融溫度,料筒溫度設(shè)定過高,塑料熔融后粘度低,在同等注塑壓力和流量下,注射速度快,成型制品易飛邊,銀絲、變色和發(fā)脆。
料筒溫度過低,塑料塑化不良,粘度高,在同等注射壓力和流量下注射速度慢,成型制品易不足,熔接痕明顯,尺寸不穩(wěn)定和制品中有冷塊。
噴嘴溫度:噴嘴溫度設(shè)定高,噴嘴易流涎,造成制品中有冷料絲。噴嘴溫度低造成模具澆注系統(tǒng)發(fā)生堵塞。注射壓力要增大,才能注射出塑料,但即時能成型制品中有冷料塊。
模具溫度:模具溫度高,注射壓力和流量可設(shè)低一點,但在同等壓力的流量下,制品乃易飛邊,翹曲變形,制品粘模頂出困難等。模具溫度低,在同等注射壓力和流量下,制品成型不足,氣泡、熔接痕等。
塑料干燥溫度:各種塑料有不同的干燥溫度。ABS塑料一般設(shè)定一干燥溫度80~90℃,否則就不易把水分和殘余溶劑干燥揮發(fā)掉,制品易有銀絲和氣泡,制品強度也會下降。
2. 成型工藝壓力:有預塑背壓:注塑壓力、鎖模壓力、保壓、托模和中子壓力、射臺壓力等。
預塑背壓:背壓高儲料密度高,在相等儲料容積內(nèi)儲料量多。背壓低儲料密度低,儲料少。在設(shè)定儲料位置后,再做較大幅度調(diào)節(jié)背壓,必須注意重新設(shè)定儲料位置,否則易造成制品飛邊或不足。
注射壓力:不同品種塑料有不同的熔融粘度,非結(jié)晶型塑料隨塑化溫度變化而粘度變化較大。注射壓力是根據(jù)塑料的熔接粘度和塑料流程比而設(shè)定的。如注射壓力設(shè)定太低,制品射不足,凹痕、熔接痕及尺寸不穩(wěn)定。注射壓力太高制品飛邊,變色和粘模頂出困難。
鎖模壓力:根據(jù)模具型腔的投影面積大小和注射壓力高低而定。鎖模壓力不足制品易飛邊,重量增加。鎖模力過大,開模就困難。一般鎖模壓力設(shè)定不超過120par/cm2。
保壓:當注射結(jié)束即繼續(xù)給螺桿一個壓力叫保壓,這時模具型腔內(nèi)制品尚沒有凍結(jié)。保壓可繼續(xù)給模具型腔補塑,確保制品飽滿。保壓、壓力設(shè)定過高,對托模和抽插芯帶來阻力大,制品易頂白,頂翹曲,另外模具流道澆口易被補充塑料脹緊,澆口斷在流道內(nèi)。壓力過低制品有凹痕及尺寸不穩(wěn)定。
托模和中子壓力,設(shè)定托模和中子壓力原則是根據(jù)模具型腔面積大小和抽插芯的芯子投影面積大小,以及成型制品的幾何形狀復雜程度等的綜合情況來設(shè)定壓力大小。一般這要將托模和中子油缸壓力設(shè)定在能推動制品即可。
3. 流量:關(guān)系到注塑成型機速度,有螺桿轉(zhuǎn)速、注射速度、托模和中子速度等。
螺桿轉(zhuǎn)速:除調(diào)節(jié)預塑流量外,主要受預塑背壓影響。如預塑流量調(diào)得大,預塑背壓又高,隨螺桿旋轉(zhuǎn),塑料在料筒內(nèi)剪切力大,塑料分子結(jié)構(gòu)易被割斷,制品有黑點和黑條紋,影響制品外觀質(zhì)量和強度,并且料筒加熱溫度不易控制。預塑流量設(shè)定過低,預塑儲料時間延長,會影響成型周期。
注射速度:對注射速度要設(shè)定合理性,否則影響產(chǎn)品質(zhì)量,注射速度過快,制品帶有氣泡,燒焦、變色等。注射速度過慢制品成型不足,有熔接痕等。
托模和中子流量:不宜設(shè)定過大,否則頂出和抽芯動作過快,造成頂出和抽插芯不穩(wěn),制品易頂白。
3. 時間設(shè)定:在注射成型工藝中有干燥時間,注射和保壓時間,冷卻時間等。
干燥時間:就是對塑料原料的烘干時間,各種類別塑料均有最佳干燥溫度和時間。ABS塑料的干燥溫度80~90℃,時間2小時。ABS塑料一般24小時,吸水量0.2~0.4%,而能注塑成型的含水量0.1~0.2%。
注射和保壓時間:電腦注射機的控制方法均設(shè)有多級注射可分級調(diào)壓、調(diào)速和調(diào)注射塑料量。使射入模具型腔塑料速度達到恒速,并提高成型制品的外觀和內(nèi)材質(zhì)量。
所以注射工藝常用位置控制,不用時間控制,保壓是用時間控制,如保壓時間較長,制品密度大,重量就是重,內(nèi)應(yīng)力大,脫模困難,易頂白,成型周期延長。保壓時間太短,制品易產(chǎn)生凹痕,尺寸不穩(wěn)定。
冷卻時間:是保證制品定型穩(wěn)定,是將注射入模具型腔內(nèi)的塑料成型成制品后有足夠冷卻定型時間,否則開模時制品易翹曲變形,頂出易變形和頂白。冷卻時間過長,延長成型周期,而不經(jīng)濟。
4. 位置控制:部分注塑機有移模位置,托模位置,儲料和注塑位置控制。
移模位置是從開模到閉模鎖緊整個移動距離叫移模位置。移模最佳位置這要能將制品順利取出即可。開模距離過大,成型周期要長。
托模位置只要控制從模具中頂出的位置能方便取下制品及可。
儲料位置:首先要保證成型制品的一次注射塑料量,其次要控制料筒內(nèi)的存料量。儲料位置控制超過一次注射量過多,制品易飛邊,反之制品成型不足。
料筒存料量過多,塑料停留在料筒內(nèi)時間長,制品易掉色,并影響成型制品強度。反之影響塑料塑化質(zhì)量,并在保壓時無料補充到模具中,制品成型不足有凹痕。
總結(jié)
注射成型制品的質(zhì)量,涉及制品設(shè)計、塑料材質(zhì)、模具設(shè)計與加工質(zhì)量、注塑機的選擇和工藝調(diào)整等。
對正常生產(chǎn)模具而言,要保證和改善制品質(zhì)量,唯獨對注射工藝調(diào)整;即對溫度、壓力流量速度、時間和位置調(diào)整。
工藝調(diào)整必須全面統(tǒng)籌兼顧。如制品尺寸變化大,可著手從塑料原料上考慮,是結(jié)晶塑料還是非結(jié)晶塑料,塑料分子量的大小等。是結(jié)晶塑料和大分子塑料,要考慮制品結(jié)晶度和分子取向,制品形狀對成型時的流動變化,而引起制品內(nèi)應(yīng)力變化和大小,造成制品收縮變化。
解決制品尺寸變化小,從工藝上可提高些料溫,降低模具溫度,控制注射料量,降低注射壓力、提高注射速度,達到瞬間充滿模具型腔,減少保壓時間,延長些冷卻時間,在保證制品射足的情況下降低制品密度。達到降低制品內(nèi)應(yīng)力,而減小制品收縮變化。
總之講注射工藝調(diào)整不能單一從某點上入手,必須從注射工藝原理上入手。全面統(tǒng)籌兼顧考慮問題,可從多方面逐個調(diào)整或多個問題一次調(diào)整。但調(diào)整方法和調(diào)整原理,要從當時生產(chǎn)的制品質(zhì)量和工藝狀況而定。