塑料托盤、塑料周轉(zhuǎn)箱注射成型過程的描述
塑料托盤、塑料周轉(zhuǎn)箱注射成型在注射機上的成型操作過程包括加料、加熱塑化、加壓注射、冷卻定型和脫模等步驟。
(1)加料
為了保證塑化質(zhì)量穩(wěn)定,減小向模具型腔傳遞壓力的波動,應(yīng)使每次加進(jìn)料筒的塑料量相等。由于料筒內(nèi)粒料區(qū)段的長度對注射壓力的損失有明顯的影響。所以對柱塞式注射機的加料量尤其要嚴(yán)格控制。螺桿式注射機一般沒有專門的計量加料裝置,螺桿在轉(zhuǎn)動著后退的同時,即能輸送加料。加料量由螺桿后退的行程來控制。
(2)加熱塑化
塑化階段是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱熔化為流動狀態(tài),并具有良好的可模塑性的過程。對該過程的要求是塑化質(zhì)量良好和塑化能力較高。塑化質(zhì)量主要取決于塑料在料筒內(nèi)的受熱情況和所受到的剪切作用。料筒對塑料加熱是使塑料熔融塑化的必要條件,而剪切作用則以機械力的方式強化混合和塑化過程。在螺桿式注射機中塑化塑料時,由于螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的剪切摩擦熱而改變了塑料在柱塞式料筒內(nèi)完全靠外部加熱塑化的情況,因而促進(jìn)了塑料內(nèi)部的塑化過程,螺桿轉(zhuǎn)速和塑化壓力(背壓)都可調(diào)節(jié)塑化過程。旋轉(zhuǎn)著的螺桿對塑料有較強的攪拌混合和清除停滯料的作用,因此螺桿式注射機的塑化質(zhì)量和塑化能力都高于柱塞式注射機。由螺桿式注射機塑化出的熔體溫度,一般都高于料筒溫度10—20℃。塑化時,注射機料筒內(nèi)塑料溫度上升情況如圖2—2所示。
圖2-2注射機料筒內(nèi)的塑料升溫曲線
螺桿式:1-剪切作用強烈 2-剪切作用平緩
柱塞式:3-靠近料筒處 4-料筒中心處
(3)注射成型
塑化良好的塑料熔體,在螺桿的推壓作用下,由料筒經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿型腔的過程,是注射成型全過程中最重要的階段。因為塑料托盤、塑料周轉(zhuǎn)箱等塑料制品的形狀和尺寸等外觀質(zhì)量,結(jié)晶、定向,內(nèi)應(yīng)力和熔接痕(指模具型腔內(nèi)兩股熔料的接合痕跡,也叫合料線)等內(nèi)在質(zhì)量在很大程度上都與這一階段的操作控制是否得當(dāng)有關(guān)。根據(jù)模具型腔內(nèi)物料壓力隨時間變化的特點,可將注射成型階段再劃分成以下幾個時期,見圖2-3。
圖2-3 模腔壓力隨時間變化曲線
t0-t1 引料進(jìn)模期 t1-t2 充模期
t2-t3擠壓增密期 t3-t4 保壓期
t4以后倒流凝封和繼續(xù)冷卻期
a.引料入模期 在時間t0~t1內(nèi),塑料在料筒中受熱塑化。注射入型腔前,螺桿開始向前移動,熔體受擠壓,并從料筒中經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具流道。在這一很短的時間內(nèi),向型腔輸送熔體并傳遞壓力。
b.充模期 到時間t1時,熔料開始進(jìn)入型腔,型腔內(nèi)壓力從常壓開始上升,直到t2時,型腔被充滿。t1~t2為充模時間。型腔充滿時,腔內(nèi)壓力還不足以平衡螺桿對熔體施加的壓力。為了使進(jìn)入型腔的熔體能精確地被模塑出具有型腔試樣和尺寸的制品,以及為了使制品更密實堅強,有必要,也有可能在型腔充滿后再擠入一些熔體。t2~t3為擠壓增密時間。在生產(chǎn)中控制的柱塞或螺桿快速前進(jìn)的注射時間,實際上包括引料入模、充模和擠壓三部分時間。因為引料入模和擠壓時間與充杖時便相比都很短,所以常把充模時間視為注射時間。
c.保壓期 在注射成型壁較厚的制品和采用較大澆口的模具時,注射時間結(jié)束后,螺桿仍需要在前進(jìn)位置再維持施壓一段時間,即t3~t4這一段保壓時間。安排一定的保壓時間可望澆口被凝固塑料堵塞后再撤壓,以防止型腔內(nèi)的熔體流回流道中。在保壓期內(nèi),熔體緩慢進(jìn)入型腔,以補充腔內(nèi)塑料因冷卻收縮造成的缺料,使制品更密實,形狀更精確。
d.倒流凝封期 螺桿從時間t4開始一邊旋轉(zhuǎn)一邊后移,即進(jìn)行預(yù)塑加料。這時,若型腔內(nèi)的塑料還具有一定的流動性,而澆口處的熔體又未凝固,就會因為型腔內(nèi)的壓力高于流道中的壓力而出現(xiàn)倒流現(xiàn)象,使摸內(nèi)壓力很快下降。倒流將一直持續(xù)到澆口凝封為止。
e.繼續(xù)冷卻期 高溫熔體一進(jìn)入模具就開始冷卻,但對大多數(shù)制品來說,都需要在澆口凝封后,在無外壓的情況下繼續(xù)冷卻一段時間。當(dāng)模內(nèi)塑料溫度降到其玻璃化溫度或熱變形溫度以下時,開啟模具,脫出制品。
由此可知,塑料托盤、塑料周轉(zhuǎn)箱注射成型是一種循環(huán)操作的工藝過程?,F(xiàn)將操作程序歸納見圖2-4:
圖2-4注塑成型操作程序
(4)注塑成型過程可見圖2-5:
(a)塑化階段
(b)注塑階段
(c)塑件脫模
1—料斗 2—螺桿傳動裝置 3—注射液壓缸 4—螺桿 5—加熱器 6—噴嘴 7—模具
圖2-5螺桿式注射機注射成型原理