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注塑工艺:注塑背压(十)

 注塑人生 2022-03-25

背压(也称塑化压力)是指螺杆头部前端存料区熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。当螺杆在转动时,遇热熔化的塑料被推向前,经过止流环(过胶圈、介子)内间隙到达螺杆的前面的储料室。随着熔料不断地推送向前,在这区域便产生了压力,并作用在螺杆和止流环上,把它们向后推,以便有更多的空间容纳更多的熔料。对于液压注塑机螺杆退后把相连接的注射油缸的活塞推后,在油缸后室的液压油便经由油管回流至注塑机的油箱。当控制液压油回流的速度,则油缸的后室将产生一个影响螺杆退后的阻力,这个阻力我们称之为背压。回流压力油的速度限制愈大,油缸的后室内所产生的阻力愈大,也就是背压越大。如图2-4.

          2-4油路背压示意图
液压注塑机在储料过程时背压的调校十分容易,可以在不同的螺杆位置设定不同背压数值;对全电动的注塑机来说,背压的控制却是比较复杂,螺杆旋转时背压的设定(经由负载装置或转换器)在压力轴承上产生了阻力。此阻力的数值是伺服马达回转速度的函数,背压数值愈高,阻力愈大,对全电动注塑机来说,背压可称为阻力感应背压。
1 背压的作用   
a) 在塑化时能产生足够的机械能量把塑料熔化及混和。
b) 把挥发性气体,包括空气排出料筒外。 
c) 把附加剂(例如色粉、色种、防静电剂、滑石粉等)和熔料均匀地混合起来。
d) 使流经不同螺杆长度的熔料均匀化。
e) 提供均匀稳定的塑化材料,保证成品重量的精确控制。
2背压的调校
注塑背压的调校应视原料的性能、干燥情况、产品结构及质量状况而定,正常生产时,背压一般设定 3-15kg/cm2 。当产品表面有少许气花、混色、缩水及产品尺寸、重量变化大时,可适当增加背压 过高的背压,易出现下列问题
a) 筒前端的熔料压力太高、料温高、粘度下降,熔料在螺杆槽中的逆流和料筒与螺杆间隙的漏流量增大,会降低塑化效率(单位时间内塑化的料量)
b) 对于热稳定性差的塑料(如:PVCPOM等)或着色剂,因熔料的温度升高在料筒中受热时间增长而造成热分解,或着色剂变色程度增大,制品表面颜色/光泽变差。
c) 背压过高,螺杆后退慢,预塑回料时间长,会增加周期时间,导致生产效率下降。
d) 背压高,熔料压力高,嘴熔料流入模具流道内,注塑生产时堵塞嘴或产品中出现冷料斑。
e) 在预塑过程中,因背压过大,出现漏胶,造成原料浪费喷嘴附近的发热圈烧坏。
f) 背压大螺杆筒机械磨损增大。
当射嘴出现漏胶、流涎、熔料过热分解、产品变色及回料太慢时可适当减低背压。背压太低时,易出现下列问题
a) 背压太低时,螺杆后退过快,流入筒前端的熔料密度小(较松散),夹入空气多。
b) 会导致塑化质量差、射胶量不稳定,产品重量、制品尺寸变化大。
c) 制品表面会出现缩水、气花、冷料纹、光泽不匀等不良现象。
d) 产品内部易出现气泡产品周边及位易缺料
3 多级背压的应用    
  关于螺杆塑化的有效长度,由于螺杆在储料阶段是一边旋转一边后退,我们可以想像得到螺杆从端部至进料口处的长度在储料刚开始和结束时是不一样的,储料刚开始时的螺杆长度最长,在储料完毕时最短,在不同时间进入螺杆螺槽的塑料,经螺杆的长度也不相同,所受到剪切能量也不一样。这种不同引起储料室中熔料温度(即黏度)的不均匀,进而影响注塑时产品品质的不稳定。
螺杆行程愈长,螺杆的塑化有效长度变化越大,所产生的不稳定作用也越大。如果在储料进行时,在不同的螺杆后退位置使用不同的和递增的背压值,可以有效降低上述现象所引起的熔料温度差异,使生产过程更加稳定。以下方法进行螺杆参数设定可供参考:
在储料行程最后的1015%把背压增高和螺杆旋转速度降低,控制螺杆的越位距离在0.2-0.4mm,要实现螺杆的转速和背压的最佳配搭,需要经过试验后才可以获得。例如:
a) 螺杆开始时以最佳的表面速度转动,熔料背压的数值是57bar相对某塑料的最佳螺杆表面速度可从表2-3查知。 
b) 在螺杆储料行程完成25%60%时,熔料背压分别提升至10bar12bar;螺杆的转速不变,以减少不同螺杆有效长度所引起的变化。
c) 在螺杆储料行程完成时85%时,熔料背压再提升至15bar,螺杆转速减半,以便降低螺杆越位程度。
d) 螺杆停止转动时,把螺杆射退5mm(倒索或抽胶)。

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