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注塑成型机的结构与操作要求下

2021年08月18日 湛江机械设备网

注塑成型机的结构与操作要求下

1.4.2.6 温度控制

以测温热电偶为测温元件,配以测温毫伏计成为控温装置,指挥料筒和模具电热圈电流的通断,有选择地固定料筒各段温度和模具温度。表5列出了一些塑料的成型加工温度范围,可供参考。

料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。电流表的读数是比较固定的,如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低,则可能电热圈发生了故障,或导线接触不良,或电热丝氧化变细,或某个电热圈烧毁,这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。

在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划,看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。

1.4.2.7 合模控制

合模是以巨大的机械推力将模具合紧,以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。

关妥安全门,各行程开关均给出信号,合模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动,前进一小短距离以后,原来压住慢速开关的控制杆压块脱离,活动板转以快速向前推进。在前进至靠近合模终点时,控制杆的另一端压杆又压上慢速开关,此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压合模过程中,如果模具之间没有任何障碍,则可以顺利合拢至压上高压开关,转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。这段距离极短,一般只有0.3~1.0mm,刚转高压旋即就触及合模终止限位开关,这时动作停止,合模过程结束。

注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是那一种结构形式,最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程,也是四根拉杆受力被拉伸的过程。

合模力的大小,可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知,合模力大则油压表的最高值便高,反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的,这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直,或"差一点点"未能伸直,或几副连杆中有一副未完全伸直,注塑时就会出现胀模,制件就会出现飞边或其它毛病。

1.4.2.8 开模控制

当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后,随着便是开模动作,取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模,防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模,以缩短开模时间。第三阶段慢速开模,以减低开模惯性造成的冲击及振动。

1.4.3 注塑工艺条件的控制

目前,各注塑机厂家开发出了各式各样的程序控制方式,大致有:注射速度控制、注射压力控制、注入模腔内塑料充填量的控制、螺杆的背压和转速等塑炼状态的控制。实现工艺过程控制的目的是提高制品质量,使机器的效能得到最大限度的发挥。

1.4.3.1 注射速度的程序控制

注射速度的程序控制是将螺杆的注射行程分为3~4个阶段,在每个阶段中分别使用各自适当的注射速度。例如:在熔融塑料刚开始通过浇口时减慢注射速度,在充模过程中采用高速注射,在充模结束时减慢速度。采用这样的方法,可以防止溢料,消除流痕和减少制品的残余应力等。

低速充模时流速平稳,制品尺寸比较稳定,波动较小,制品内应力低,制品内外各向应力趋于一致(例如将某聚碳酸脂制件浸入四氯化碳中,用高速注射成型的制件有开裂倾向,低速的不开裂)。在较为缓慢的充模条件下,料流的温差,特别是浇口前后料的温差大,有助于避免缩孔和凹陷的发生。但由于充模时间延续较长容易使制件出现分层和结合不良的熔接痕,不但影响外观,而且使机械强度大大降低。

高速注射时,料流速度快,当高速充模顺利时,熔料很快充满型腔,料温下降得少,黏度下降得也少,可以采用较低的注射压力,是一种热料充模态势。高速充模能改进制件的光泽度和平滑度,消除了接缝线现象及分层现象,收缩凹陷小,颜色均匀一致,对制件较大部分能保证丰满。但容易产生制品发胖起泡或制件发黄,甚至烧伤变焦,或造成脱模困难,或出现充模不均的现象。对于高黏度塑料有可能导致熔体破裂,使制件表面产生云雾斑。

下列情况可以考虑采用高速高压注射:(1)塑料黏度高,冷却速度快,长流程制件采用 低压慢速不能完全充满型腔各个角落的;(2)壁厚太薄的制件,熔料到达薄壁处易冷凝而滞留,必须采用一次高速注射,使熔料能量大量消耗以前立即进入型腔的;(3)用玻璃纤维增强的塑料,或含有较大量填充材料的塑料,因流动性差,为了得到表面光滑而均匀的制件,必须采用高速高压注射的。

对高级精密制品、厚壁制件、壁厚变化大的和具有较厚突缘和筋的制件,最好采用多级注射,如二级、三级、四级甚至五级。

1.4.3.2 注射压力的程序控制

通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力(保压)或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当,对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致,那麽制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下,决定制品尺寸的最重要参数是保压压力,影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如:在充模结束后,保压压力立即降低,当表层形成一定厚度时,保压压力再上升,这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品,消除塌坑和飞边。

保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的50%~65%,即保压压力比注射压力大约低0.6~0.8MPa。由于保压压力比注射压力低,在可观的保压时间内,油泵的负荷低,固油泵的使用寿命得以延长,同时油泵电机的耗电量也降低了。

三级压力注射既能使制件顺利充模,又不会出现熔接线、凹陷、飞边和翘曲变形。对于薄壁制件、多头小件、长流程大型制件的模塑,甚至型腔配置不太均衡及合模不太紧密的制件的模塑都有好处。

1.4.3.3 注入模腔内塑料填充量的程序控制

采用预先调节好一定的计量,使得在注射行程的终点附近,螺杆端部仍残留有少量的熔体(缓冲量),根据模内的填充情况进一步施加注射压力(二次或三次注射压力),补充少许熔体。这样,可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。

1.4.3.4 螺杆背压和转速的程序控制

高背压可以使熔料获得强剪切,低转速也会使塑料在机筒内得到较长的塑化时间。因而目前较多地使用了对背压和转速同时进行程序设计的控制。例如:在螺杆计量全行程先高转速、低背压,再切换到较低转速、较高背压,然后切换成高背压、低转速,最后在低背压、低转速下进行塑化,这样,螺杆前部熔料的压力得到大部分的释放,减少螺杆的转动惯量,从而提高了螺杆计量的精确程度。过高的背压往往造成着色剂变色程度增大;预塑机构合机筒螺杆机械磨损增大;预塑周期延长,生产效率下降;喷嘴容易发生流涎,再生料量增加;即使采用自锁式喷嘴,如果背压高于设计的弹簧闭锁压力,亦会造成疲劳破坏。所以,背压压力一定要调得恰当。

随着技术的进步,将小型计算机纳入注塑机的控制系统,采用计算机来控制注塑过程已成为可能。日本制钢所N-PACS(微型电子计算机控制系统)可以做到四个反馈控制(保压调整、模压调整、自动计量调整、树脂温度调整)和四个过程控制(注射速度程序控制、保压检验、螺杆转速程序控制、背压程序控制)。

1.4.4 注塑成型前的准备工作

成型前的准备工作可能包括的内容很多。如:物料加工性能的检验(测定塑料的流动性、水分含量等);原料加工前的染色和选粒;粒料的预热和干燥;嵌件的清洗和预热;试模和料筒清洗等。

1.4.4.1 原料的预处理

根据塑料的特性和供料情况,一般在成型前应对原料的外观和工艺性能进行检测。如果所用的塑料为粉状,如:聚氯乙烯,还应进行配料和干混;如果制品有着色要求,则可加入适量的着色剂或色母料;供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物,特别是一些具有吸湿倾向的塑料含水量总是超过加工所允许的限度。因此,在加工前必须进行干燥处理,并测定含水量。在高温下对水敏感的聚碳酸酯的水分含量要求在0.2%以下,甚至0.03%~0.05%,因此常用真空干燥箱干燥。已经干燥的塑料必须妥善密封保存,以防塑料从空气中再吸湿而丧失干燥效果,为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料,对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗 的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。

1.4.4.2 嵌件的预热

注射成型制品为了装配及强度方面的要求,需要在制品中嵌入金属嵌件。注射成型时,安放在模腔中的冷金属嵌件和热塑料熔体一起冷却时,由于金属和塑料收缩率的显著不同,常常使嵌件周围产生很大的内应力(尤其是象聚苯乙烯等刚性链的高聚物更多 显著)。这种内应力的存在使嵌件周围出现裂纹,导致制品的使用性能大大降低。这可以通过选用热膨胀系数大的金属(铝、钢等)作嵌件,以及将嵌件(尤其是大的金属嵌件)预热。同时,设计制品时在嵌件周围安排较大的厚壁等措施。

1.4.4.3 机筒的清洗

新购进的注塑机初用之前,或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时,都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。

清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料(或塑料回收料)。对于热敏性塑料,如聚氯乙稀的存料,可用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等进行过渡换料清洗,再用所加工的新料置换出过渡清洗料。

1.4.4.4 脱模剂的选用

脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺外的一般塑料;液体石蜡用于聚酰胺类的塑料效果较好;硅油价格昂贵,使用麻烦,较少用。

使用脱模剂应控制适量,尽量少用或不用。喷涂过量会影响制品外观,对制品的彩饰也会产生不良影

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