这个都还不懂10年注塑白做了----科学注塑成型四变量

科学注塑成型四变量

科学注塑成型观点：一致的注塑机工艺参数不能保证生产出品质一致的塑料制品；一致的塑料四变量能确保生产出品质一致的塑料制品。

抛开设备变量，从“塑料的视角”来看成型过程中的工艺变量，整个过程只包含塑料的四个关键工艺变量：

注塑成型过程相关性最高的是四个变量，分别为塑料的温度、塑料的流动速率、塑料的冷却速率和塑料的压力。

塑料温度：指塑料在注射过程中的温度分布；
塑料流动：指塑料在注射过程中型腔内的剪切速率分布；
塑料压力：指塑料在注射过程中型腔内的压力分布；
塑料冷却：指塑料在注射结束后型腔内的冷却速率分布和冷却过程持续的时间。

一、塑料的压力，塑料的压力包括注射压力和保压压力

1，这里讲和塑料压力是指塑料熔体的压力，注塑机只能告诉你注射压力，反映的是注塑过程中受到阻力，但是从炮筒到喷嘴、到流道再到模腔都有压力损失，需要通压力传感器得出真正的塑料压力。注射压力是用克服注射过程的阻力，因此设定必须高于实际注射压力峰值的20%-30%，用于抵消填充阶段产生的阻力，填充阻力越大，需要的注射压力越大，和设定大小无直接关系，但会受到设定压力的限制
　　注塑压力是由注塑系统的液压系统注射伺服马达提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上，塑料熔体在压力的推动下，经注塑机的喷嘴进入模具的主流道、分流道，并经浇口进入模具型腔，这个过程即为注塑过程，或者称之为填充过程。
压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力，或者反过来说，流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消，以保证填充过程顺利进行。
 　在注塑过程中，注塑机喷嘴处的压力最高，以克服熔体全程中的流动阻力。其后，压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低，如果模腔内部排气良好，则熔体前端最后的压力就是大气压。

　　影响熔体填充压力的因素很多，
　　概括起来有3类：(1)材料因素，如塑料的类型、粘度等;(2)结构性因素，如浇注系统的类型、数目和位置，模具的型腔形状以及制品的厚度等;(3)成型的工艺要素。

2，保压压力

保压压力设定一般为注塑压力峰值的50%，最高不超过70%，当然有些特殊情况，通过保压调产品变形或一些流动性差的料可能需要列高的压力，在注塑产品即填充至95-98%时，切换进入保压，螺杆以一个较慢的速度向前推进，此时注塑进入保压阶段，保压时间设定要确保持续到浇口冻结为止。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料，以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压，制件大约会收缩25%左右，特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。

　二，塑料的流动速率时间
      即塑料熔体的流动速率，这个数据可以从注塑机读出，即螺杆推进的速度，为了保证一致的品质一套模具的流动速度是不变的，即注射速度是一定，即填充时间是不变的，不管换到什么机台上，必须保证填充时间一致否则生产的产品品质就会因变化。由于塑料熔体是非牛顿流体，塑料流动速率对粘度的改变是非常大的，这一点注塑速度设定非常重要。
注塑时间即填充时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间，在科学注塑中，保压切换通常是以位置切换的，所以实际注塑时间由注射速度决定，在工艺上设定时只要设定一个时间稍大于实际注射时间即可。

　　尽管注塑时间很短，对于成型周期的影响也很小，但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充，而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。

　　三，塑料温度
塑料温度通常是指塑料熔体的温度，和料料筒设定温度相关，但不能误认为熔体温度就是料筒温度，这一点对没有学过科学注塑成型的注塑人来说是容易犯的错。原则上参照原料供应商提供的温度值设定，建议中值偏上来设定，为了得到稳定的熔体温度，除料筒温度外，螺杆转速和背压也非常重要，因为熔化塑料80%的热量是来自己螺杆转动时的剪切热量。为更好的确认熔体温度，可以排胶出来用温度计实测，但这个温度和实际注射过程由于受到剪切而有所影响。实际熔体温度会料筒设定温度高出约20-30度
　　注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有4～6个加热段，每种原料都有其合适的加工温度
　　注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低，熔料塑化不良，影响成型件的质量，增加工艺难度;温度太高，原料容易分解。在实际的注塑成型过程中，实际熔体的往往比料筒温度高，高出的数值与注塑速率和材料的性能有关，最高可达30℃。由于熔料通过浇口时或螺杆旋转而受到剪切而产生很高的热量造成的。

四、塑料的冷却速率和时间　

  注塑产品的冷却速率和时间取决于塑料熔体的温度和模具表面的温度，可以通过测量注塑产品的脱模温度间接指导冷却速率是否一致，在注塑周期中冷却时间占了很大一部分，有时去到80%以上，所模具的冷却效率对注塑成形利润有决定性的影响，在模具设计时要严格考虑。控制冷却速率和时间：1) 确保冷却管道内形成紊流，科学注塑中有相关公式计算，我会适时的在后续推文中介绍；2) 控制冷却水进出口温度建议小于2℃；其它的保证模具水路无水垢，模面清洁，无油污也是很重要的。