该怎样才能做好注塑加工？

扈三娘

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注塑加工是指委托方提供原料和模具，注塑加工厂家按照委托方要求制造注塑产品并收取加工费的业务。

注塑加工是一门知识面广，技术性和实践性很强的行业。注塑生产过程中需使用塑胶原料、色粉、水口料、模具、注塑机、周边设备、工装夹具、喷剂、各种辅料及包装材料等，这些给注塑车间的管理带来了很大的工作量和一定的难度，与其它行业或部门相比，对注塑车间各级管理人员的要求更高。

　　注塑生产需要24小时连续运作，一般为两面三刀班或三班制工作方式，注塑车间的工作间的工作岗位多、分工复杂，对不同岗位人员的技能要求亦不同。要想使注塑车间的生产运作顺利，需要对每个环节和各个岗位所涉及的人员、物料、设备、工具等进行管理，主要包括：原料房、碎料房、配料房、生产现场、後加工区、工具房、半成品区、办公室等区域的运作与协调管理工作。

注塑加工类型
　　1、橡胶注塑：橡胶注塑成型是一种将胶料直接从机筒注入模型硫化的生产方法。橡胶注塑的优点是：虽属间歇操作，但成型周期短，生产效率高取消了胚料准备工序，劳动强度小，产品质量优异。

　　2、塑料注塑：塑料注塑是塑料制品的一种方法，将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型得到想要各种塑料件。有专门用于进行注塑的机械注塑机。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。所得的形状往往就是最后成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的加工。许多细部，诸如凸起部、肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。

影响因素
    塑料品种注塑加工成型过程中由于存在结晶化形起的体积变化，注塑加工时压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故注塑加工收缩也可适量的减小，注塑加工时料温高、收缩大，但方向性小。

　　压力注塑加工时压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是PE、POM较为敏感，所以成型时宜调节注塑加工时的压力来控制流动性。成型时则也可控制料温，模温及注塑加工时压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要[1] 。

注塑产品成型过程
　　注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法。具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。

一、温度控制

　　1、料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度，同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的，因而选择料筒温度也不相同。

    2、喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的，这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞，或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。

    3、模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。

二、压力控制

　　注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量。

　　1、塑化压力：（背压）采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中，塑化压力的大小是随螺杆的设计、制品质量的要求以及塑料的种类不同而需要改变的，如果说这些情况和螺杆的转速都不变，则增加塑化压力会加强剪切作用，即会提高熔体的温度，但会减小塑化的效率，增大逆流和漏流，增加驱动功率。

　　此外，增加塑化压力常能使熔体的温度均匀，色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般操作中，塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好，其具体数值是随所用的塑料的品种而异的，但通常很少超过20公斤/平方厘米。

　　2、注射压力：在当前生产中，几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力（由油路压力换算来的）为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。

三、成型周期

　　完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。
    在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。

    注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5~10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。

    冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。

    成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。

注塑加工行业发展
　　（一）发展与创新是对注塑加工行业发展整体性、长远性、基本性的谋略。不能只顾种树、不顾育林，只顾当前，不顾未来，只顾末节、不顾根本，不能只搬经验、搬知识、搬指示而不用谋略，否则就会把注塑加工行业领向窄路、坎路、弯路和死路。

　　（二）不要重术轻略。搞好注塑加工行业要靠各种术，如技术、营业术、管理术、公关术;也要靠各种略，如技术开发战略、人才开发战略、营销战略、融资战略。术是小略，略是大术，术与略的相同点是都讲究谋划，不同点是谋划的范围有大小，谋划的时间有长短。重术轻略就是重小轻大、重短轻长，只重技术更是以偏概全。在这里，最大的术是发展与创新术，发展与创新术就当是注塑加工行业的发展战略。

　　为实现注塑加工行业发展与创新，就要重新分析市场的需求亮点和趋势，重新分析出现的挑战和机遇，重新分析自身的优势和劣势，重新分析关键的环节和步骤。为什么要重新分析这些基本情况，因为过去的许多分析已经过时，或者当时的分析本身就有重大缺陷与错误。

　　实现注塑加工行业发展与创新，就要制定新的经营内容、新的经营手段、新的人事框架、新的管理体制、新的经营策略等。战略无定式。就本质特征而言，每个企业制定出来的发展战略应该是一致的；就内容、重点、结构而言，不同企业的发展战略很少有共同之处。近期中国注塑网在走访了几家新加坡塑胶厂后，感受良多，他们已经和我们拉开距离，已经从原来简单的注塑件加工，走向产品设计开发到组立一条龙的生产作业模式，他们都在朝着OEM以至ODM的方向发展。

　　中国注塑加工行业要朝着OEM以至ODM的方向发展。是必由之路。

注塑加工工艺的影响因素
　　影响热塑性塑料成型收缩的因素如下： 塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。

        塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。

        进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。

　　成型条件 模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。

        注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。 模具设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分布情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。

   对高精度塑件及难以掌握收缩率时，一般宜用如下方法设计模具：

    ①对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。
    ②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
    ③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后。
    ④按实际收缩情况修正模具。
    ⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。

　　热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的则流动性就好，对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。

    按模具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类：

    ①流动性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚（4）甲基戍烯：
    ②流动性中等 聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、PMMA、POM、聚苯醚；
    ③流动性差 PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。

   各种塑料的流动性也因各成型因素而变，主要影响的因素有如下几点：

    ①温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，PS（尤其耐冲击型及MFR值较高的）、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、PC、CA等塑料的流动性随温度变化较大。对PE、POM、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。

    ②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是PE、POM较为敏感，所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。

　　③模具结构浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，熔融料流动阻力（如型面光洁度，料道截面厚度，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性，凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。模具设计时应根据所用塑料的流动性，选用合理的结构。成型时则也可控制料温，模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。

    结晶性热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型（又称无定形）塑料两大类。所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性料为不透明或半透明（如POM等），无定形料为透明（如PMMA等）。但也有例外情况，如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性，ABS为无定形料但却并不透明。

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