高级调机技术 | 传统注塑充模理论

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随着注塑技术的进步，注塑机越来越精密，附带了很多高级功能，如闭环回路射胶控制、波形监视、成型支援等，这些功能的使用需要操作者具有相当的注塑理论基础与实践。

如果这些功能使用不当，相反会给注塑品带来不良影响。在讲这些功能前，先回顾一下传统的注塑充模理论，传统的调机方法及缺陷，在此基础上再讲高级调机技术可能比较容易理解。

传统注塑充模理论

一、注塑充模过程

注射充模阶段是螺杆在注射油缸推力作用下，将储料室中的熔体经过喷嘴、模具流道、浇口注入型腔。这是聚合物向模腔高速流动的过程。充模流道如下图所示。




注射时，在螺杆头部熔体所建立起来的压强称注射压力；螺杆推进熔体的速度称注射速度，其流率称注射速率；其行程称注射行程，在数值上与预塑行程也称计量行程相一致。在注射阶段，必须使熔体建立足够的速度头和压力头，才能完成好充模过程，保证制品质量。

注射充模曲线如图所示。



图中曲线1是储料室中的熔体压力(注射压力)随时间变化的曲线，称注射压力曲线。

2是喷嘴末端的压力曲线，称喷嘴压力曲线。

3是浇口流道的末端、模腔起始处的压力曲线，称模腔压力曲线。

4是型腔末端的模腔压力曲线。

图中的OA段是熔体在注射压力Pi作用下从储料室流入模腔始端的时间，A点是模腔的始点(浇口末端)，B点是压力升点。当喷嘴内动压力达到Pz时模腔始端压力才达到与之相对应的压力PB，模腔压力开始增高。喷嘴压力随模腔压力而变化。

当熔体充满模腔后，模腔压力开始增加，当模腔始端压力从PB增到PC时，模腔末端压从PB1增到PC1，与此同时喷嘴压力也迅速从Pz增加至接近注射压力的最大值Pzmax。

tA—tB充模时间，是最重要的时刻，聚合物熔体在这段时间内必需能克服流道阻力迅速地充满模腔；如果压力不足速度不够，流动就会停止。同时，由于剪切速率的作用，聚合物大分子将发生取向和结晶作用。这是在动压作用下高压、高速的充模过程。

模腔入口压力PB和末端压力PBi之差取决于模腔压力损失的大小。tB—tC时间内，是压实熔体过程，模腔压力从PB—PC迅速增至最大。

二、保压补缩过程

tC—tD保压时间充模后要继续推进熔体补缩，以便获取致密制品。保压补缩阶段是从熔体充满模腔开始到浇口冻封为止。注射阶段完成后，必需经过继续保持压力，维持补缩流动阶段，一直持续到浇口冻封为止。保压阶段的注射压力称保压压力，在此压力作用下，模腔中的熔体得到因冷却而补缩，制品得到压缩与增密。

保压压力，可以维持原来的注射压力(一次注射压力)，也可以降低或提高原来的注射压力，形成二级、三级或多级压力。保压阶段的特点是熔体在高压下的慢速流动，螺杆有微小的补缩位移，物料随冷却和密度增大使制品逐渐成型。保压压力持续到浇口冻封为止。

三、泄压倒流过程

tD—tE泄压倒流阶段浇口冻封，保压结束，螺杆预塑开始，喷嘴压力下降至零。这时浇口虽已冻封，但模内熔体尚未完全凝固，在模腔压力的反作用下将有回流趋势，模腔压力从PD降至封模压力PE。

倒流时间及封模压力PE取决于熔体性质、熔体与模具温度以及浇口尺寸等因素。

四、冷却定型过程

tE—tF冷却定型时间是制品持续冷却阶段，使模内刚成型好的制品具有一定的刚性和强度，防止脱模时顶出变形。脱模时制品将在剩余压力PF作用下脱模，并以应力形式集中于浇口处。

注射充模过程中，熔体的温度随压力增高达到最高值，模腔表面温度也会升高，随后又相应冷却到温度最低值，所以模腔表面温度是在两个极限温度之间变化。冷却定型从浇口“冻封”开始至制品脱模为止。






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