1、注塑成型原理
以柱塞式注射機為例,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的料斗送入配有加熱裝置的機筒中進行加熱熔融塑化,使之成為粘流態熔體,然后在注射機柱塞的高壓推動下,以很高的流速通過機筒前端的噴嘴注入溫度較低的閉合型腔中,經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、注塑成型的特點及應用
注塑成型具有對塑料品種適應性強,可一次成型形狀復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件,生產效率高,易于實現自動化等優點,是熱塑性塑料成型的一種重要方法。
注塑成型工藝發展很快,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、產品質量穩定的特點;低反泡塑料(密度為0.2-0.9g/cm3)的注塑成型可以生產緩沖、隔聲、隔熱等性能優良的塑料制件;雙色或多色注射成型可以生產多種顏色、美觀適用的塑料商品。
此外,應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凝料等方面具有明顯優點。注射成型還是獲得中空塑料制品型坯的重要工藝方法。
3、注射機與注射成型系統
注射機是注射成型生產的關鍵設備,注射成型系統是指注射機內直接用于成型動作的注射系統、合模系統以及安裝在注射機上的模具。
注射機的分類
1. 按規格大小分類
按注射機裝置分類
(1)柱塞式
其工作原理見4.1 節 ,這種設備(圖4-1)結構簡單,塑料融化所需的熱量主要依靠機筒3外部的加熱器5以熱傳導方式提供,由于塑料導熱性差且機筒壁較厚,同時它在機筒中的運動狀態似層狀流動,從而形成了塑料的外層(靠近機筒內壁)與內層之間存在著較大的溫差,導致塑化均勻性差。雖然機筒內設置了分流錐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
螺桿式注射機以加熱筒和螺桿等實現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相同,不同的是,螺桿具有塑化及注射兩種功能。螺桿旋轉產生強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,成型塑件的殘余應力較小,設備結構簡單,是目前應用較廣的機種。
(3) 螺桿預塑式 螺桿預塑式注射機以一套機筒和螺桿進行塑化,另一套機筒和柱塞進行注射,如圖4-3所示。這類注射機塑化均勻,計量準確,壓力損失小,適合精密成型但物料滯留大,結構復雜。
按外形結構特征分類
(1)臥式注射機
臥式注射機是注射機產品中最基本、最普通的形式,其結構特征是成型物料的注射系統與合模機構的軸線重合并與地面平行(圖4-2)。其優點是機身較低、穩定。加料、操作及維修比較方便,且制品推出脫模后可自動墜落,易于實現機械化或自動化,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。
(2)立式注射機
此注射機的結構特征是注射系統與合模機構的軸線重合并與地面垂直,如圖4-4a所示。該結構具有占地面積小、模具拆裝較方便、安裝嵌件容易、料斗中的物料能均勻地進入機筒等優點。但制品推出脫模后需要人工取出,不易實現機械化或自動化操作。另外,還有機身高、不穩定、加料不方便、對廠房高度有一定要求等缺點。目前,這類注塑機主要用于生產60cm3 以下的多嵌件制品,其結構也多為柱塞式,塑化效果不佳。
(3) 直角式注射機
此注射機的結構特征是合模機構與注射系統的軸線相互垂直。使用和安裝特點介于前面兩類注射機之間,特別適用于生產形狀不對稱的塑件和使用側澆口的模具。目前國內使用較多的直角注射機為沿水平方向合模,沿垂直方向注射,如圖4-4b所示,合模機構采用絲杠傳動,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,用得較少。