塑料的注塑成型工藝過程主要包括填充-保壓-冷卻-脫模等四個階段,這四個階段直接決定著制品的成型質(zhì)量,而且這四個階段是一個完整的連續(xù)過程。
1. 填充階段:
填充是整個注塑循環(huán)過程中的首步,時(shí)間從模具閉合開始注塑算起,到模具型腔填充大約95%為止。理論上,填充時(shí)間越短,成型效率越高,但是實(shí)際中,成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約。
高速填充,高速填充時(shí)剪切率較高,塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形,使整體流動阻力降低;局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因此在流動控制階段,填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動控制階段,由于高速填充,熔體的剪切變得稀效果往往很大,而薄壁的冷卻作用并不明顯,于是速率的效用占了上風(fēng)。
低速填充,熱傳導(dǎo)控制低速填充時(shí),剪切效率低,局部粘度較高,流動阻力較大。由于熱塑料補(bǔ)充速率較慢,流動較為緩慢,使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯,熱量迅速為冷漠壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象,固化層厚度較厚,又進(jìn)一步增加壁薄處的流動阻力。
由于噴泉流動的原因,在流動波前面的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動波前。因此兩股塑料熔膠在交匯時(shí),接觸面的高分子鏈互相平行;加上兩股熔膠性質(zhì)各異,造成熔膠交匯區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差。在光線下將零件擺放適合的角度用肉眼觀察,可以發(fā)現(xiàn)有明顯的接合線產(chǎn)生,這就是熔接痕的形成機(jī)理。熔接痕不僅影響塑件外觀,同時(shí)由于微觀結(jié)構(gòu)的松散,易造成應(yīng)力集中,從而使得該部分的強(qiáng)度降低而發(fā)生斷裂。
2.保壓階段:
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力,壓實(shí)熔體,增加塑料密度,以補(bǔ)償塑料的收縮行為。在保壓壓實(shí)過程中,注塑機(jī)螺桿僅能慢慢的向前做微小移動,塑料的流動速度也比較緩慢,這時(shí)的流動稱為保壓流動。由于在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔體粘度因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期,材料密度持續(xù)增大,塑料也逐漸成型,保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止,此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。
在保壓階段,由于壓力相當(dāng)高,塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性,在壓力較高區(qū)域,塑料較為密實(shí),密度較高;在壓力較低區(qū)域,塑料較為疏松,密度較低,因此造成密度分布隨位置及時(shí)間發(fā)生變化。在保壓過程中塑料流速極低,流動不在起主導(dǎo)作用;壓力為影響保壓過程中的主要因素。保壓過程中塑料已經(jīng)充滿模腔,此時(shí)逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。模腔中的壓力借助塑料傳遞至膜壁表面,有撐開模具的趨勢,因此需要適當(dāng)?shù)逆i模力進(jìn)行鎖模。漲模力在正常情形下會微微將模具撐開,對于模具的排氣有幫助作用。因此在選擇注塑機(jī)的時(shí)候,應(yīng)選擇具有足夠大鎖模力的注塑機(jī),以防止?jié)q?,F(xiàn)象并能有效進(jìn)行保壓。
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