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医疗自动化制造设备展Medtec中国详解塑料注射成型要点 —注射和保压压力工艺应该如何选择

2022-05-25

“塑料性能乃注塑技术之本”,医疗自动化制造设备展Medtec中国了解到目前注塑加工工艺主要使用的医用材料为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等材料,因此掌握各种塑料的工艺性能及特性,塑料的性能是设定“注塑工艺条件”的依据,也是在分析注塑过程中出现的质量问题和异常现象时必须考虑的因素之一。

1 注射压力注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。其作用是克服塑料熔体从机筒流向模具型腔的流动阻力,给予熔体一定的充模速率并对熔体进行压实补缩。在注射过程中,注射机喷嘴处的压力最高,以克服熔体全程中的流动阻力其后,压力沿着流动长度至熔体最前端波前处逐步降低,如果型腔内部排气良好,则熔体前端最后的压力就是大气压。在注射机上常用表压指示注射压力的大小,一般在40~130MPa之间。


注射压力的大小取决于注射机类型,塑料品种,熔体温度,制品形状,模具结构,模具温度,浇注系统的结构、尺寸及流程大小等。

(1)注射机类型
选择注射压力时,首先要考虑注射机所允许的注射压力,只有在注射机额定的注射压力范围内,才能调整出具体制品所需求的注射压力。在其他条件相同的情况下,柱塞式注射机所用的注射压力应比螺杆式的大。这是因为柱塞式注射机在注射时需要克服较大的摩擦阻力,从而造成较大的压力损耗。

(2)塑料品种
不同的塑料,熔体粘度受注射压力的影响不同,如ABS,其熔体粘度对温度不敏感,应采用较高的注射压力;而PE、PP等,熔体粘度对温度比较敏感,可采用较低的注射压力。用流动性好的塑料成型形状简单的厚壁制品时,注射压力可较低,一般不超过70MP。如果塑料的熔体粘度不太高,制品形状不太复杂且精度要求一般时,注射压力也不宜过高,可在70~100MPa范围内选取。如果塑料属中、高粘度,且对制品精度有一定要求,但制品形状不太复杂时,注射压力应略高,可取范围为100~140MPa。如果塑料粘度高(如PPO、PSU)且制品壁薄、形状复杂、要求精度高,则注射压力应较高,一般为140~180MPa。对于优质、精密、微型制品,注射压力可取180~250MPa或更高。 随着注射压力的增大,塑料的充模速度加快,制品中熔接强度提高,制品的密度增大。但是制品的内应力也随注射压力的增加而增大,成型后容易变形,所以采用高压注射的制品应进行退火处理。

(3)熔体温度
注射过程中,注射压力与塑料熔体温度实际上是相互制约的。熔体温度高时,应适当降低注射压力;反之则要适当提高注射压力。在生产条件和制品质量标准许可的情况下,采用高温低压的工艺条件,对保护模具,延长模具使用寿命,减少机台液压系统的磨损很有好处。

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(4)制品形状和模具结构
制品结构复杂、壁薄、面积大、流程长,宜用较高的注射压力。模具结构简单,浇口尺寸较大,机筒温度、模具温度高,宜用较低的注射压力。

另外,在选择和控制注射压力时应注意以下问题:
1)注射成型塑料制品时,如果出现制品的外形尺寸误差大,表面有凹陷等质量问题时,则说明注射压力不足,应适当增加注射压力。
2)注射成型制品时,如果脱模比较困难,而且制品出现溢料飞边,说明注射压力偏高,应适当降低注射压力。
3)同其他注射工艺条件一样,注射压力的选择和控制并不是孤立的。它与其他工艺条件是相互影响、相互作用的,这一点在选择任何工艺条件时都不应忽视。总之,注射压力是注射工艺条件参数中一个非常重要的因素,影响因素很多,关系较复杂,正式生产之前,应从较低注射压力开始注射试成型,再根据制品的质量决定增减,最后确定合理的注射压力。表1列出了部分塑料可选用的注射压力范围,供选择时参考。

表1  部分塑料可选用的注射压力范围


2 保压压力
保压压力是指在注射压力完成熔体充模后的一段时间(熔体充模后的降温、冷凝时间)内,继续对模内熔体施加的压力。

保压的作用是使塑料在压力下固化,并在熔体冷凝收缩时提供足够的熔体补充,以保证注射制品成型后的形体密度和外形尺寸精度。

保压过程中需控制的两个主要参数是保压压力和保压时间。随着保压压力和保压时间的增大和延长,型腔压力增大,制品密度也增大,制品收缩率降低。

医疗自动化制造设备展Medtec中国提醒各位医械工程师,在注塑成型过程中,必须按照实际情况选择保压压力与注射压力。保压压力的选择受制品结构特点的影响,在生产中,保压压力一般等于或小于注射压力。保压压力大,可得到密度较高、收缩率小、外形尺寸精度高、力学性能较好的制品,但脱模后制品内残余应力较大,易产生溢料和飞边。保压压力太小则成型不足。

来源:模具工业

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