注射成型(injection molding ):是指有一定形状的模型,通过压力将融熔状态的胶体注入模腔而成型,工艺原理是:将固态的塑胶按照一定的熔点融化,通过注射机器的压力,用一定的速度注入模具内,模具通过水道冷却将塑胶固化而得到与设计模腔一样的产品。主要用于热塑性塑料的成型,也可用于热固性塑料的成型。
注射成型工艺
完整的注射工艺过程包括:1、成型前的准备;2、注射过程;3、制品的后处理。
成型前的准备
为了使注射成型顺利进行和保证制品质量,生产前需要进行原料预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等一系列准备工作。
注射过程
注射过程一般包括:加料——塑化——注射——冷却——脱模。
加料:
由于注射成型是一个间歇过程,因而需定量(定容)加料,以保证操作稳定,塑料塑化均匀,最终获得高质量的塑件。
塑化:
成型物料在注射机机筒内经过加热,压实以及混合等作用,由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体之过程。
注射:
柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始,通过注射油缸和活塞施加高压,将塑化好的塑料熔体经过机筒
前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速送入封闭模腔的过程。注射又可细分为流动充模、保压补缩、倒流三个阶段。
冷却:
当浇注系统的塑料以及冻结后,继续保压已不再需要,因此可退回柱塞或螺杆,卸除料筒内的塑
料熔体的压力,并加入新料,同时在模具内通入冷却水、油或空气等冷却介质,对模具进行进一步的冷却,这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料熔体注入型腔起就开始了,它包括从充模、保压到脱模前的这一段时间。
脱模:
塑件冷却到一定的温度即可开模,在推出机构的作用下将塑件推出模外。
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塑料模具的分类
压缩模:压缩模又称压制模或压胶模。这种模具的成型工艺特点是,将塑料原材料直接加在敞开的模具型腔内,然后合模,塑料在热和压力作用下呈熔融状态后,以一定压力充满型腔。此时,塑料的分子结构产生了化学交联反应,逐渐硬化定型。压缩模多用于热固性塑料,其成型塑件大多用于电器开关的外壳和日常生活用品。
挤出模:挤出模又称挤出机头。这种模具能连续生产断面形状相同的塑料,例如塑料管材、棒材、片材等。挤出机的加热加压的装置与注射机的装置相同。熔融状态的塑料经过机头会形成连续不断的成型塑件,生产效率特别高。
注射模:注射模又称注塑模。这种模具的成型工艺特点是,将塑原材料放置在注射机的加热料筒内。塑料受热熔融,在注射机的螺杆或柱塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料在模具型腔内经保温、保压、冷却固化成型。由于加热加压装置能够分阶段发挥作用,注射成型不但能成型形状复杂的塑料制件,而且生产效率高、质量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重,注射模占塑料成型模具的一半以上。注射机主要用于热塑性塑料的成型,近年来也逐渐用于热固性塑料的成型。
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模具工作条件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2、强韧性
模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
3、疲劳断裂性能
模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
4、高温性能
当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
5、耐冷热疲劳性能
有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
6、耐蚀性
有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。
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