基礎(chǔ)知識之注塑成型熱塑性塑料的加工技術(shù)
/ 2021/6/5 21:40:33
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熱塑性塑料注塑成型這種方法即是將塑料材料熔融，然后將其注入膜腔。熔融的塑料一旦進(jìn)入
模具中，它就受冷依模腔樣成型成一定形狀。
所得形狀往往就是最后的成品，在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其它的加工。許多細(xì)部，諸如凸起部。肋、螺紋，都可以在注射模塑一步操作中成型出來。
注射模塑機(jī)有兩個(gè)基本部件：用于熔融和把塑料送人模具的注射裝置與合模裝置。合模裝置的作用在于：（1）使模具在承受住注射壓力情況下閉合；（2）將制品取出。
注射裝置在塑料注入模具之前將其熔融，然后控制壓力和速度將熔體注入模具。目前采用的注射裝置有兩種設(shè)計(jì)：螺桿式預(yù)塑化器或雙級裝置，以及往復(fù)式螺桿。螺桿式預(yù)塑化器利用預(yù)塑化螺桿（第一級）再將熔融塑料送人注料桿（第二級）。
螺桿預(yù)塑化器的優(yōu)點(diǎn)是熔融物質(zhì)量恒定，高壓和高速，以及精確的注射量控制（利用活塞沖程兩端的機(jī)械止推裝置）。這些長處正是透明、薄壁制品和高生產(chǎn)速率所需要的。其缺點(diǎn)包括不均勻的停留時(shí)間（導(dǎo)致材料降解）、較高的設(shè)備費(fèi)用和維修費(fèi)用。
最常用的往復(fù)式螺桿注射裝置不需柱塞即將塑料熔融并注射。將料斗中的粉狀或粒狀塑料熔融，通過轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿送到螺桿前端止逆間處，塑料流體流經(jīng)螺桿前端并堆積于螺桿前方。螺桿前方熔融塑料的積累將螺桿推向注射裝置的后部，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)、熔融物的積累和向后部的移動(dòng)一直持續(xù)到形成一定的注射量。在下一個(gè)設(shè)備工作周期中，螺桿末梢止逆問關(guān)閉，防止物料沿螺桿返回。螺桿梢和進(jìn)料螺桿的作用有如注料柱塞，將塑料壓人模具。
往復(fù)式螺桿的優(yōu)點(diǎn)包括減少了塑料的停留時(shí)間，自潔螺桿和螺桿梢。這些優(yōu)點(diǎn)在加工熱敏性材料以及當(dāng)采用帶色原料或樹脂品種變更時(shí)，螺桿和機(jī)筒都要清理時(shí)，都是關(guān)鍵所在。
目前廣泛應(yīng)用的合模裝置設(shè)計(jì)包括：肘桿式合模裝置、液壓式合模裝置和液壓一機(jī)械式合模裝置。肘桿式合模裝置鑒于其設(shè)計(jì)在制造時(shí)成本低，適用于小噸位設(shè)備。其特點(diǎn)包括閉鎖作業(yè)的高機(jī)械效益、內(nèi)設(shè)鎖模減慢裝置、模具損壞慢以及快速的合模操作。
合模油缸把橫頂板推向前，使連肘伸長并使壓板朝前運(yùn)動(dòng)。合模裝置關(guān)閉時(shí)，機(jī)械利益降低，促使壓板迅速移動(dòng)。當(dāng)壓板到達(dá)模具關(guān)閉的位置時(shí)，連肘由高速一低機(jī)械利益轉(zhuǎn)為低速一高機(jī)械利益。低速是保護(hù)模具的關(guān)鍵，而高機(jī)械利益是形成大噸位所需要的.一旦連肋充分伸展，液壓就不再是保持噸位所必須的了。為了開啟合模裝置，將液壓施加于合模柱塞相反的一面，為了防止成型好制品被損壞，要緩慢開啟模具。通過整個(gè)連肘裝置的移動(dòng)和壓板裝置沿拉杠的移動(dòng)（移到連肘裝置充分伸展開前模具閉合處），來調(diào)節(jié)合模裝置以適應(yīng)于不同的模具高度。肘桿式合模裝置的優(yōu)點(diǎn)包括：快速的合模操作、降低了能耗和較低的設(shè)備成本。缺點(diǎn)是較之液壓式合模模具復(fù)雜，連接銷和襯套要經(jīng)常維修。不過肘桿設(shè)計(jì)的發(fā)展已經(jīng)可減少了肘桿合模裝置的維修，這些發(fā)展包括無油襯套，大大減少了強(qiáng)制性潤滑。
進(jìn)展之一是全部電機(jī)采用目前已有的精密滾珠絲杠機(jī)床技術(shù)和先進(jìn)的交流伺服電動(dòng)機(jī)相結(jié)合，用以代替液壓動(dòng)力機(jī)組。這些電動(dòng)機(jī)只提供完成機(jī)器功能所需要的動(dòng)力，它們大大降低了生產(chǎn)每一制品的總能耗。
液壓合模裝置廣泛應(yīng)用于150—1000t的設(shè)備中，而大部分應(yīng)用于250—700t的設(shè)備中。借助增壓管（或外置油缸）迅速合模，大量油作用于小面積上的結(jié)果是速度甚快。預(yù)定液問將油從高位儲液器借助重力進(jìn)入主活塞后部。在兩個(gè)半模瓣接觸前，模具應(yīng)處在低速低壓保護(hù)狀態(tài)，這種狀態(tài)防止了外來物、溢料或者上一周期未取出的制品造成的損傷。當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)，預(yù)充液問關(guān)閉通向預(yù)儲液器的出口。主活塞后部產(chǎn)生噸級合模力。這一注射周期后，預(yù)充液問開啟，促使合模裝置漸漸開啟模瓣。在一個(gè)短距離內(nèi)，合模裝置加速到快速開啟速度。
液壓合模裝置為設(shè)備的安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)提供了靈活性。由于在合模行程中的任何部位都能產(chǎn)生噸級合模力，所以只要通過設(shè)備的控制把位置調(diào)到相應(yīng)于兩半模瓣相接觸處就可把模具接上。液壓機(jī)械合模裝置綜合了機(jī)械和液壓兩者的功能來移動(dòng)合模裝置并造成噸級合模力。液壓機(jī)械設(shè)計(jì)由于受予充液間流量限止，用以作成合模裝置，均從1000t左右到更大。合模裝置的速度受制于預(yù)充液問控制的流體流量。液壓機(jī)械設(shè)計(jì)包括如下幾個(gè)單元：把可動(dòng)壓板移動(dòng)到兩半模瓣，近乎互相接觸之處所用之液壓油缸；（2）防止大噸位合模力形成時(shí)朝后移動(dòng)的機(jī)械鎖板；（3）移動(dòng)模具最后一段距離至閉合態(tài)并產(chǎn)生合模力所用的短行程液壓油缸。
機(jī)器控制部分協(xié)調(diào)機(jī)器全部功能。已進(jìn)展到采用多微機(jī)控制體系。為了和新的控制裝置相配套，機(jī)器液壓部分也已有所改進(jìn)。與伺服控制比例閥門以及相應(yīng)的放大裝置增加了靈活性和準(zhǔn)確性，同時(shí)縮短了機(jī)器功能響應(yīng)時(shí)間。微機(jī)控制體系和伺服比例液壓裝置提供動(dòng)態(tài)響應(yīng)以完成一真正的閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)器以補(bǔ)償油溫、原料粘度和機(jī)器變量的變化。高水準(zhǔn)的控制也出現(xiàn)在輔助設(shè)備上。（干燥器、冷卻裝置和模具溫度控制裝置），并令全部機(jī)器設(shè)備由CRT和LCD進(jìn)行調(diào)定和監(jiān)控。相接于主計(jì)算機(jī)上的各種機(jī)器提供整個(gè)車間監(jiān)控和生產(chǎn)調(diào)度，SPC在機(jī)器或主計(jì)算機(jī)處提供實(shí)時(shí)監(jiān)控。
塑料加工中的重要因素包括：溫度、稠度、色料分布和熔體密度。機(jī)筒溫度產(chǎn)生之傳導(dǎo)熱量和螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械熱二者都有助于加工出優(yōu)質(zhì)熔體。最常見的情況是，大多用于熔融塑料的能量，通過螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)獲得。
隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)混煉在螺紋之間發(fā)生，塑性粒料表面被熔融塑化。當(dāng)物料沿螺桿前進(jìn)時(shí)，就重復(fù)著混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。
