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隨著注塑技術的進步,注塑機越來越精密,附帶了很多高級功能,如閉環回路射膠控制、波形監視、成型支援等,這些功能的使用需要操作者具有相當的注塑理論基礎與實踐。如果這些功能使用不當,相反會給注塑品帶來不良影響。
在講這些高級功能前(我們后期會有相應文章),先回顧一下傳統的注塑充模理論,傳統的調機方法及缺陷,在此基礎上再講高級調機技術可能比較容易理解。我們先看兩張圖:
一.充模流道截面圖
圖1:充模流道截面
第一張圖為充模流道截面圖,圖1為第二張圖做鋪墊,解析理解圖2可以參照圖1。
通過截面圖,我們可以看到充模流道分為6個部分:
a為儲料室流道,此位置的壓力即是螺桿的推動力,是圖2中的注射壓力(曲線1);
b為噴嘴流道,此位置保證了熔體能夠快速通過流道,b處最右端的壓力即為圖2中的噴嘴壓力(曲線2);
c為主流道,d為分流道,熔體通過c、d流道均勻的射入各個型腔內;
e為澆口,澆口即是型腔的入口出,澆口的設計對注塑件的表面影響很大,澆口的最右端的壓力即為型腔起始處的壓力,是圖2中的模腔起始壓力(曲線3);
f為型腔,型腔最右端的壓力為模腔末端壓力(曲線4)。
二.注射充模曲線圖
圖2:注射充模曲線
圖中曲線1是儲料室中的熔體壓力(注射壓力)隨時間變化的曲線,稱注射壓力曲線;2是噴嘴末端的壓力曲線,稱噴嘴壓力曲線;3是澆口流道的末端、模腔起始處的壓力曲線,稱模腔壓力曲線;4是型腔末端的模腔壓力曲線。
1、注塑充模前的過程
OA段(0-tA):是熔體在注射壓力Pi作用下從儲料室流入模腔始端的時間。這很容易理解,熔體還未達到模腔內,這一過程模腔起始和末端壓力都為零。曲線1、曲線2在此過程中迅速上升,達到注射壓力。
2、注塑充模過程
注射充模階段是螺桿在注射油缸推力作用下,將儲料室中的熔體經過噴嘴、模具流道、澆口注入型腔。這是聚合物向模腔高速流動的過程。
tA—tB充模時間:這段時間是最重要的時刻,聚合物熔體在這段時間內必需能克服流道阻力迅速地充滿模腔;如果壓力不足速度不夠,流動就會停止。同時,由于剪切速率的作用,聚合物大分子將發生取向和結晶作用。
tB—tC時間內,是壓實熔體過程,模腔壓力從PB—PC迅速增至最大。
當熔體充滿模腔后,模腔壓力開始增加,當模腔始端壓力從PB增到PC時,模腔末端壓從PB1增到PC1,與此同時噴嘴壓力也迅速從Pz增加至接近注射壓力的最大值Pz max。
動態圖:注塑過程
3、保壓補縮過程
保壓階段的注射壓力稱保壓壓力,在此壓力作用下,模腔中的熔體得到因冷卻而補縮,制品得到壓縮與增密。保壓壓力,可以維持原來的注射壓力(一次注射壓力),也可以降低或提高原來的注射壓力,形成二級、三級或多級壓力。保壓階段的特點是熔體在高壓下的慢速流動,螺桿有微小的補縮位移,物料隨冷卻和密度增大使制品逐漸成型。保壓壓力持續到澆口凍封為止。
tC—tD保壓時間:充模后要繼續推進熔體補縮,以便獲取致密制品。保壓補縮階段是從熔體充滿模腔開始到澆口凍封為止。注射階段完成后,必需經過繼續保持壓力,維持補縮流動階段,一直持續到澆口凍封為止。
4、泄壓倒流過程
tD—tE泄壓倒流階段:澆口凍封,保壓結束,螺桿預塑開始,噴嘴壓力下降至零。這時澆口雖已凍封,但模內熔體尚未完全凝固,在模腔壓力的反作用下將有回流趨勢,模腔壓力從PD降至封模壓力PE。
倒流時間及封模壓力PE取決于熔體性質、熔體與模具溫度以及澆口尺寸等因素。
圖:水口料和制品
5、冷卻定型過程
tE—tF冷卻定型時間:是制品持續冷卻階段,使模內剛成型好的制品具有一定的剛性和強度,防止脫模時頂出變形。脫模時制品將在剩余壓力PF作用下脫模,并以應力形式集中于澆口處。
注射充模過程中,熔體的溫度隨壓力增高達到最高值,模腔表面溫度也會升高,隨后又相應冷卻到溫度最低值,所以模腔表面溫度是在兩個極限溫度之間變化。冷卻定型從澆口“凍封”開始至制品脫模為止。
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