1、注塑成型原理
以柱塞式注射機(jī)為例,注射成型原理如圖4-1所示。首先將粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送入配有加熱裝置的機(jī)筒中進(jìn)行加熱熔融塑化,使之成為粘流態(tài)熔體,然后在注射機(jī)柱塞的高壓推動下,以很高的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注入溫度較低的閉合型腔中,經(jīng)過一段時間的保壓冷卻定型后,開模分型即可從型腔(成型塑件的閉合空間)中脫出具有一定形狀和尺寸的塑件制件(塑件),這樣便完成了一個成型周期。
2、注塑成型的特點(diǎn)及應(yīng)用
注塑成型具有對塑料品種適應(yīng)性強(qiáng),可一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件,生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn),是熱塑性塑料成型的一種重要方法。
注塑成型工藝發(fā)展很快,除了熱塑性塑料注射成型以外,一些熱固性塑料也可以成功地用于注塑成型,且具有效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn);低反泡塑料(密度為0.2-0.9g/cm3)的注塑成型可以生產(chǎn)緩沖、隔聲、隔熱等性能優(yōu)良的塑料制件;雙色或多色注射成型可以生產(chǎn)多種顏色、美觀適用的塑料商品。
此外,應(yīng)用熱流道注射成型工藝在獲得大型塑件、降低或消除澆注系統(tǒng)凝料等方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)。注射成型還是獲得中空塑料制品型坯的重要工藝方法。
3、注射機(jī)與注射成型系統(tǒng)
注射機(jī)是注射成型生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,注射成型系統(tǒng)是指注射機(jī)內(nèi)直接用于成型動作的注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)以及安裝在注射機(jī)上的模具。
注射機(jī)的分類
1. 按規(guī)格大小分類
按注射機(jī)裝置分類
(1)柱塞式
其工作原理見4.1 節(jié) ,這種設(shè)備(圖4-1)結(jié)構(gòu)簡單,塑料融化所需的熱量主要依靠機(jī)筒3外部的加熱器5以熱傳導(dǎo)方式提供,由于塑料導(dǎo)熱性差且機(jī)筒壁較厚,同時它在機(jī)筒中的運(yùn)動狀態(tài)似層狀流動,從而形成了塑料的外層(靠近機(jī)筒內(nèi)壁)與內(nèi)層之間存在著較大的溫差,導(dǎo)致塑化均勻性差。雖然機(jī)筒內(nèi)設(shè)置了分流錐4,增加了塑化效果,但塑化均勻性仍教差,且物料滯留嚴(yán)重、壓力損失大,所需注射壓力約為 螺桿式的2-3倍,只適合于小型零件的成型。
(2) 螺桿式
螺桿式注射機(jī)以加熱筒和螺桿等實(shí)現(xiàn)成型物料的塑化及注射,如圖4-2所示。其合模、注射、保壓、冷卻及脫模過程與柱塞式注射機(jī)相同,不同的是,螺桿具有塑化及注射兩種功能。螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌混合與剪切作用,塑化均勻,物料滯留少,壓力損失小,成型塑件的殘余應(yīng)力較小,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,是目前應(yīng)用較廣的機(jī)種。
(3) 螺桿預(yù)塑式 螺桿預(yù)塑式注射機(jī)以一套機(jī)筒和螺桿進(jìn)行塑化,另一套機(jī)筒和柱塞進(jìn)行注射,如圖4-3所示。這類注射機(jī)塑化均勻,計量準(zhǔn)確,壓力損失小,適合精密成型但物料滯留大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
按外形結(jié)構(gòu)特征分類
(1)臥式注射機(jī)
臥式注射機(jī)是注射機(jī)產(chǎn)品中最基本、最普通的形式,其結(jié)構(gòu)特征是成型物料的注射系統(tǒng)與合模機(jī)構(gòu)的軸線重合并與地面平行(圖4-2)。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)身較低、穩(wěn)定。加料、操作及維修比較方便,且制品推出脫模后可自動墜落,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動化,但存在模具拆裝不方便、安裝嵌件麻煩以及占地面積大等缺點(diǎn)。
(2)立式注射機(jī)
此注射機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是注射系統(tǒng)與合模機(jī)構(gòu)的軸線重合并與地面垂直,如圖4-4a所示。該結(jié)構(gòu)具有占地面積小、模具拆裝較方便、安裝嵌件容易、料斗中的物料能均勻地進(jìn)入機(jī)筒等優(yōu)點(diǎn)。但制品推出脫模后需要人工取出,不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動化操作。另外,還有機(jī)身高、不穩(wěn)定、加料不方便、對廠房高度有一定要求等缺點(diǎn)。目前,這類注塑機(jī)主要用于生產(chǎn)60cm3 以下的多嵌件制品,其結(jié)構(gòu)也多為柱塞式,塑化效果不佳。
(3) 直角式注射機(jī)
此注射機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是合模機(jī)構(gòu)與注射系統(tǒng)的軸線相互垂直。使用和安裝特點(diǎn)介于前面兩類注射機(jī)之間,特別適用于生產(chǎn)形狀不對稱的塑件和使用側(cè)澆口的模具。目前國內(nèi)使用較多的直角注射機(jī)為沿水平方向合模,沿垂直方向注射,如圖4-4b所示,合模機(jī)構(gòu)采用絲杠傳動,使用普遍。圖4-4c為水平方向注射,沿垂直方向合模的直角式注射機(jī),用得較少。