通过黏度曲线和注射压力与注射时间优化注射速度区间

　

    

通过黏度曲线优化注射速度。

通过最低注射压力与注射时间确定最优注射速度区间

一、黏度曲线测试-注射速度选择因素

  做黏度曲线是为了选择一个合适的注射速度，当各参数存在微小波动时不会引起熔体黏度的大变化。每模之间的波动应该尽量小，以保证产品质量的可重复性。

  参考上图的黏度曲线，可以看到当射出速度高于55mm/s时， 熔胶的黏度基本上非常平稳。因此，射出速度设为65mm/s会确保充填阶段工艺的一致性。参数本身的微小波动并不会引起熔胶黏度的很大变化。

  当然也会有特殊情况不能使用这个优化的速度，比如减小浇口晕、烧焦等。这种情况下当然以外观优先， 但是这个优化的速度应该作为射出曲线的参照，比如开始以低速通过浇口以减小浇口晕， 然后迅速的增加到这个优化速度。

  针对一套具体的模具和材料用注塑机怎么来测试这个注射速度和黏度曲线呢，下面我们来做一下讲解。

①按厂商的推荐设定熔体温度。如果所推荐的是一个温度范围，则设置在范围中间。然而，我们要找的是一条曲线的轮廓，而非实际数值，所以熔体温度的设置并不重要。

②将所有保压阶段的参数设置为0。也就是说，实验只有注射段，没有保压段。

③设置螺杆储料延迟时间与浇口冻结时间大致相等。储料延迟时间可根据以往的经验确定。例如，如果现有材料相同的类似产品浇口冻结时间为5s，则可将储料延迟时间设置为8s左右。

④将注射压力设置为最大可用值。这里我们假设模具和机器的注射量和塑料压力利用率匹配。如果用到的注射量过小，或者所需的注射压力远远小于机器最大可用压力，则将压力设为低值，以免造成型腔保压过度或模具损坏。

⑤把冷却时间设为足够大，保证开模前产品已冷却至顶出温度。

⑥机器切换方式应设置为螺杆位置切换模式。采用“慢速”成型一模产品。该产品应为短射件，否则就调整切换位置，使产品填充50%左右即可。

⑦逐步提高注射速度至注塑机最大注射速度，并确保产品仍为短射。如果产品已充满，则需调整切换位置，保证体积填充至约95%～98%。也就是说，在接近最大注射速度、无保压时间、无保压压力的前提下，产品可填充至95%~98%。如果所用的是一副多腔模具，那么最先充满的型腔应达到95%～98%。如果射速提高后，发现产品出现外观或烧焦缺陷，就不应再进一步提高速度。

  再成型一模，记录填充时间和切换时的液压峰值压力。如果推动螺杆以最大速度5in/s前进的压力只要1850psi（12.765MPa），机器压力应设置为2200psi(15.18MPa）。如果系统压力设置小于最大压力，并且在实验中峰值压力可能达到最大值，则应提高设定压力，以避免出现压力受限。

⑨ 接下来，小幅降低注射速度，可从5in/s降到4.5in/s，或从90%降到80%。记录填充时间和注射压力峰值。

⑩重复上述步骤，直至注射速度降到最低限。可将有效注射速度范围划分为10~12档，这样可以获得尽可能多节点的数据。

把上面的实验数据记录在下表中：

相对速度和黏度做图表，如下表（举例）。

  分析图表可以发现不同相对注射速度下的熔体黏度变化情况。当相对速度超过50%时，黏度变化程度不大，这就是稳定生产时所关注的注射速度区间。

注：

①查出注塑机厂商提供的螺杆增强比。如果查不到，暂且设定为10。我们只需明白，增强比是计算注射压力的一个必要参数。当然，它不应成为实验或优化工艺的障碍。它在公式中是一个常数，因此即使曲线会上下平移，曲线的形状将保持不变，这也是我们关注的重点。

②黏度的计算公式：

黏度=峰值注射压力×填充时间×螺杆增强比

二、注射峰值压力与注射时间确定最佳注射速度区间

  峰值注射压力和填充时间做图，会得到下面的图表：

  一般而言，注射过程中注射时间越短、熔体的流动速率越大，则需要的注射压力越高，对于固定的模腔而言，注射时间与体积流动速率成反比，但高速填充产生的摩擦热使熔体温度升高、黏度降低，又使所需注射压力降低。

  注射时间又与模温有关，定量的研究表明，填充时间与注射压力之间的关系呈现一“U”形曲线，如图所示。最佳填充时间位于曲线中注射压力的最低点。这一曲线可以通俗地解释为：如果用较小的注射时间填充满模腔，就必须要有很高的注射速度，因此也就必须要有很高的压力。

  当注射时间很长时，熔料温度下降，黏度增加，从而增加了填充难度，因此也需要很大的注射压力。只有在曲线的中间位置出现一个最低点，此时的注射时间恰好对应于注射压力最低的区域。最低注射压力所对应的注射速度，就是所选取的最佳注射速度区间。

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