注塑工艺的主要参数及影响

发布时间:2025-07-23

注塑工艺的参数设置直接决定了塑件的质量(如尺寸精度、表面质量、力学性能)和生产效率,核心参数可分为温度、压力、时间三大类,每类参数的影响及调控逻辑如下:

一、温度参数:决定塑料的熔融状态与冷却效果

温度是注塑中最核心的参数之一,直接影响塑料的塑化质量和冷却固化过程,主要包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度。

料筒温度

定义:料筒各段(通常分进料段、压缩段、计量段)的加热温度,需匹配塑料的熔融温度范围。

影响逻辑:

过低:塑料熔融不充分(塑化不良),会导致塑件缺料、表面粗糙、有未熔颗粒,甚至堵塞流道。

过高:塑料可能发生热降解(如分子链断裂),导致塑件变色(发黄、焦黑)、力学性能下降(变脆),同时可能产生挥发物污染模具。

调控原则:

根据塑料类型设定(如 PP 为 180-240℃,ABS 为 200-260℃,PC 为 260-320℃),且料筒温度需略高于塑料熔点(结晶型塑料)或玻璃化温度(非结晶型塑料)。

料筒各段温度通常从进料段到喷嘴逐步升高(如进料段略低防止塑料过早熔融结块,计量段最高以保证充分塑化)。

喷嘴温度

定义:模具喷嘴处的温度,直接影响熔融塑料进入型腔前的状态。

影响逻辑:

过低:喷嘴处塑料易冷却凝固,导致 “冷料” 进入型腔,形成塑件表面瑕疵(如冷料斑)或堵塞浇口。

过高:可能导致喷嘴流涎(塑料未经注射自行流出),浪费原料且污染模具分型面。

调控原则:通常比料筒最高温度低 5-10℃,既避免流涎,又保证塑料以熔融状态进入型腔。

模具温度

定义:模具型腔和型芯的温度,通过冷却水(或加热棒)控制,影响塑料的冷却速度和结晶状态。

影响逻辑:

对结晶型塑料(如 PP、PA、POM):模温过低会导致结晶不完全、晶粒粗大,塑件易脆化、收缩率波动大;模温过高则结晶更均匀,但冷却时间延长,降低效率。

对非结晶型塑料(如 ABS、PC):模温主要影响表面光泽和内应力 —— 模温低时塑件表面易出现波纹、熔接痕;模温高时内应力较小,但冷却时间增加。

调控原则:根据塑料特性和塑件要求设定(如 PP 模温通常 50-80℃,PC 模温 80-120℃),复杂或厚壁塑件需提高模温以减少冷却不均。

二、压力参数:决定塑料的填充与致密性

压力参数是推动塑料流动、填充型腔并保证塑件致密的关键,主要包括注射压力、保压压力、背压。

注射压力

定义:注塑机螺杆推动熔融塑料充满型腔的压力(通常 50-150MPa)。

影响逻辑:

不足:塑料无法充满型腔(短射),或塑件轮廓不清、熔接痕明显(熔体汇合时压力不足,结合强度低)。

过高:塑件易产生飞边(模具分型面被撑开)、内应力增大(冷却后易翘曲开裂),甚至导致模具变形(长期高压力会缩短模具寿命)。

调控原则:根据塑件复杂度(如薄壁、深腔塑件需更高压力)、塑料流动性(流动性差的 PC 比 PE 需更高压力)和流道长度(流道越长,压力损失越大,需提高注射压力)调整。

保压压力

定义:型腔充满后,螺杆继续施加的压力(通常为注射压力的 50%-80%),作用是补充塑料冷却收缩的体积。

影响逻辑:

不足:塑件易出现缩痕(壁厚处因收缩凹陷)、气泡(收缩时内部形成真空)。

过高:会使塑件过度压缩,冷却后内应力集中,且可能导致浇口处残留应力过大(脱模后开裂)。

调控原则:保压压力需与塑件壁厚匹配 —— 厚壁塑件需较高保压以补缩,薄壁塑件保压可略低;保压时间需覆盖塑件冷却收缩的主要阶段(通常至浇口凝固为止)。

背压

定义:螺杆旋转塑化时,料筒前端对螺杆的反压力(通常 0.5-5MPa)。

影响逻辑:

过低:塑料塑化不均(含未熔颗粒)、排气不充分(熔体中裹入空气,导致塑件气泡)。

过高:塑化时间延长(降低生产效率)、料筒温度升高(可能导致塑料降解)、螺杆磨损加剧。

调控原则:根据塑料特性调整 —— 吸湿性强的塑料(如 PA、PC)需较高背压以排出水分;热敏性塑料(如 PVC)需低背压防止过热分解。

三、时间参数:控制流程节奏,平衡质量与效率

时间参数决定了注塑各阶段的持续时长,核心包括注射时间、保压时间、冷却时间、周期时间。

注射时间

定义:螺杆从开始推进到型腔充满的时间(通常 1-5 秒)。

影响逻辑:

过短:熔体在型腔内流动速度过快,易产生湍流(卷入空气)或喷射(浇口处塑件表面烧焦)。

过长:会导致熔体在型腔前沿冷却,增加填充阻力(可能需要更高压力,间接导致飞边)。

调控原则:以 “刚好充满型腔” 为基准,配合注射速度(速度快则时间短,速度慢则时间长),避免极端值。

保压时间

定义:从型腔充满到螺杆开始退回的时间(通常 5-30 秒)。

影响逻辑:

过短:无法充分补缩,导致缩痕、尺寸偏小。

过长:浇口已凝固后仍施加保压,无效且延长周期(浪费时间)。

调控原则:保压时间需略长于浇口凝固时间(可通过观察塑件浇口处是否有 “余料” 判断)。

冷却时间

定义:保压结束到塑件脱模的时间(占周期时间的 50%-70%)。

影响逻辑:

过短:塑件未充分冷却,脱模后易变形(如翘曲、凹陷)、尺寸不稳定。

过长:周期时间延长,生产效率降低(尤其对厚壁塑件,需平衡冷却与产能)。

调控原则:以塑件脱模时的温度低于热变形温度为标准(如 PP 热变形温度约 100℃,冷却至 60℃以下可脱模),厚壁塑件需延长冷却时间。

周期时间

定义:从一次注射开始到下一次注射开始的总时间(= 注射时间 + 保压时间 + 冷却时间 + 开合模时间)。

影响逻辑:直接决定生产效率(周期越短,单位时间产量越高),但需以保证塑件质量为前提,不可盲目压缩(如强行缩短冷却时间会导致批量不良)。

总结:参数间的关联性

注塑参数并非孤立存在,而是相互影响、需要协同调控的:

例如:料筒温度升高可降低塑料黏度,此时可适当降低注射压力;

模具温度降低会加快冷却,可缩短冷却时间,但可能需要提高保压压力以减少缩痕;

对于薄壁塑件,需高注射压力+ 快注射速度+ 短注射时间,同时匹配低模温以加速冷却。

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