注塑机油温高过高是否影响射胶压力和速度

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塑料射出成型机射胶速度 压力是什么?
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注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备.
注射成型是通过注塑机和模具来实现的.
二、注塑机的类型
注塑机的类型有:立式、卧式、全电式,但是无论那种注塑机,其基本功能有两个:
(1)加热塑料,使其达到熔化状态;
(2)对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔.
三、注塑机的结构和功能:
注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成.
(1)注塑系统
注射系统的作用:注射系统是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式.目前应用最广泛的是螺杆式.其作用是,在注塑料机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中.注射结束后,对注射到模腔中的熔料保持定型.
注射系统的组成:注射系统由塑化装置和动力传递装置组成.
螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射咀部分组成.动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置(熔胶马达).
(2)合模系统
合模系统的作用:合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品.同时,在模具闭合后,供给予模具足够的锁模力,以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力,防止模具开缝,造成制品的不良现状.
合模系统的组成:合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成.
(3)液压系统
液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力,并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求.它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成,其中油泵和电机是注塑机的动力来源.各种阀控制油液压力和流量,从而满足注射成型工艺各项要求.
(4)电气控制系统
电气控制系统与液压系统合理配合,可实现注射机的工艺过程要求(压力、温度、速度、时间)和各种程序动作.主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成.一般有四种控制方式,手动、半自动、全自动、调整.
(5)加热/冷却系统
加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的,注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置,安装在料筒的外部,并用热电偶分段检测.热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源;冷却系统主要是用来冷却油温,油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制.另一处需要冷却的位置在料管下料口附近,防止原料在下料口熔化,导致原料不能正常下料.
(6)润滑系统
润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路,以便减少能耗和提高零件寿命,润滑可以是定期的手动润滑,也可以是自动电动润滑;
(7)安全保护与监测系统
注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置.主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成,实现电气——机械——液压的联锁保护.
监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载,以及工艺和设备故障进行监测,发现异常情况进行指示或报警.
四、注塑机工作原理和模式:
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程.
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件.取出塑件后又再闭模,进行下一个循环.
注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面.分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度的监控,注射压力和背压压力的调节等.
一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是:首先将粒状或粉状塑料加入机筒内,并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态,然后机器进行合模和注射座前移,使喷嘴贴紧模具的浇口道,接着向注射缸通人压力油,使螺杆向前推进,从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内,经过一定时间和压力保持(又称保压)、冷却,使其固化成型,便可开模取出制品(保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料,以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差).注射成型的基本要求是塑化、注射和成型.塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度.同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力.由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件.
对塑料制品的评价主要有三个方面,第一是外观质量,包括完整性、颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位置间的准确性;第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等.这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求的尺度也不同.制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面.但事实上,塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面.
生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径.由于注塑周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝.在调整工艺时最好一次只改变一个条件,多观察几回,如果压力、温度、时间统统一起调的话,很易造成混乱和误解,出了问题也不知道是何道理.调整工艺的措施、手段是多方面的.例如:解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题.此外,还应注意解决方案中的辨证关系.比如:制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量.要承认逆向措施的解决问题的可行性.
五、注塑机的用途和现状
注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域.在塑料工业迅速发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,其生产总数占整个塑料成型设备的20%--30%,从而成为目前塑料机械中增长最快,生产数量最多的机种之一.据有关资料统计,年我国出口注塑机8383台(套),进口注塑机42959台(套),其中1998年我国注塑机产量达到20000台,其销售额占塑机总销售额的42.9%.
我国塑料加工企业星罗其布,遍布全国各地,设备的技术水平参差不齐,大多数加工企业的设备都需要技术改造.这几年来,我国塑机行业的技术进步十分显著,尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观.选择国产设备,以较小的投入,同样也能生产出与进口设备质量相当的产品.这些为企业的技术改造创造了条件.
我国注塑机的发展现状
目前中国生产注塑机的厂家较多,据不完全统计已超过60家.注塑机的结构形式有立式和卧式两种.按生产出的制品可分为普通型和精密型注塑机.一次注射量45-51000g;锁模力200-36000kN;加工原料有热固性塑料、热塑性塑料和橡胶三种.热塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等.从加工出的制品来看,有单色、双色的一般和精密塑料制品.上述产品的主要生产厂家都有自己的系列,各有自己的特点.如广东震德塑料机械厂有限公司生产的捷霸CJ系列注塑机每一种规格均有数控和电脑控制两种形式.又如浙江省宁波海天机械有限公司生产的HTF80X-HFT3600X型系列注塑机,可用于生产各种高精密的热性塑料制品,机器采用线型移动传感器控制注射、合模、顶出,采用多重CPU电控系统、大幅面彩色LED显示、全电脑自动控制.
普通卧式注塑机仍是注塑机发展的主导方向,其基本结构几乎没有大的变化,除了继续提高其控制及自动化水平、降低能耗外,生产厂家根据市场的变化正在向组合系列化方向发展,如同一型号的注塑机配置大、中、小三种注射装置,组合成标准型和组合型,增加了灵活性,扩大了使用范围,提高了经济效益.?
近几年来,世界上工业发达国家的注塑机生产厂家都在不断提高普通注塑机的功能、质量、辅助设备的配套能力,以及自动化水平.同时大力开发、发展大型注塑机、专用注塑机、反应注塑机和精密注塑机,以满足生产塑料合金、磁性塑料、带嵌件的塑料制品的需求.
注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一.但主要指普通型注塑机,在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种方面,有的产品尚属空白,这是与工业发达国家的主要差距
注塑机发展前景
回顾2008年全球注塑机出口总额为54.6亿美元,其中德国注塑机产业规模居世界首位,出口总额占全世界出口总额的20%以上,在全球注塑机竞争中处于优势地位.意大利和日本分列第二、三位.美国的注塑机出口份额逐年下降,己由2000年的9.8%降叠2008年的5.3%.日本的电动注塑机在全世界占有重要地位,其中在北美地区的电动注塑机占有率已经达到30%左右.目前,欧美日的注塑机主要以精密注塑机、大型注塑机等高技术含量、高附加值的机型为主.经过多年的技术引进和技术创新,中国塑机行业在低端注塑机领域中,制造水平已经与发达国家相差无几,加上劳动力价格的优势,使得中国的低端注塑机出口占据了世界的半壁江山.此外,近几年来,中国塑机行业不仅在中端注塑机领域有了长足的进步,在高端注塑机领域也取得了重要突破,中国塑机的市场份额有望逐步扩大.
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温度 温度的测量和控制在注塑中是十分重要的,虽然进行这些测量是相对地简单,但多数注塑机都没有足够的温度采点或线路。 在多数注塑机上,温度是由热电偶感应的。一个热电偶基本上由两条不同的电线尾部相接而组成的。如果一端比另一端热,将产生一个微小的电讯,越是加热讯号越强。 温度的控制热电偶也广泛应用作温度控制系统的感应器,在控制仪器上,设定需要的温度,而感应器显示将与设定点上产生的温度相比较。在这最简单的系统中当温度到达设定点时,就会关闭,温度下降后电源又重新开启,这种系统称为开闭控制,因为它不是开就是关。熔胶温度 熔胶温度是很重要的,所用的射料缸温度只是指导性。熔胶温度可在射嘴处量度或使用空气喷射法来量度。射料缸的温度设定取决于熔胶温度、螺杆转速、背压、射料量和注塑周期。你如果没有加工某一特定级别塑料的经验,请从最低的设定开始。为了便于控制,射料缸分了区,但不是所有都设定相同温度。如果运作时间长或在高温下操作,请将第一区的温度设定为较低的数值,这将防止塑料过早熔化和分流。注塑开始前,确保液压油、料斗封闭器、模具和射料缸都处于正确温度下。注塑压力 这是引起塑料流动的压力,可以用在射嘴或液压线上的传感器来测量。它没有固定的数值,而模具填充越困难,注塑压力也增大,注塑线压力和注塑压力是有直接关系。第一阶段压力和第二阶段压力 在注塑周期的填充阶段中,可能需要采用高射压,以维持注塑速度于要求水平。模具经填充后便不再需要高压力。不过在注塑一些半结晶性热塑性塑料(如PA及POM)时,由于压力骤变,会使结构恶化,所以有时无须使用次阶段压力。?锁模压力 为了对抗注射压力,必须使用锁模压力,不要自动地选择可供使用的最大数值,而要考虑投影面积,计算一个合适的数值。注塑件的投影面积,是从锁模力的应用方向看到的最大面积。对大多数注塑情况来说,它约为每平方英寸2吨,或每平方米31兆牛顿,然而这只是个低数值,而且应当作为一个很粗略的经验值,因为,一旦注塑件有任何的深度,那么侧壁便必须考虑。背压 这是螺杆后退前所须要产生及超越的压力,采用高背压虽有利于色料散布均匀及塑料熔化,但却同时延长了螺杆回位时间,减低填充塑料所含纤维的长度,并增加了注塑机的应力。故背压越低越好,在任何情况下都不能超过注塑机注塑压力(最高定额)的20%。射嘴压力 射嘴压力是射嘴里面的压力。它大约就是引起塑料流动的压力。它没有因定的数值,而是随模具填充的难度加大而增高。射嘴压力、线压力和注塑压力之间有直接的关系。在螺旋式注塑机上,射嘴压力大约比注射压力少大约百分之十左右。而在活塞式注塑机时压力损失可达百分之十左右。而在活塞式注塑机时压力损失可达到百分之五十。注塑速度 这是指螺杆作为冲头时,模具的填充速度。注塑薄壁制品时,必须采用高射速,以便于熔胶未凝固时完全填充模具,生产较为光滑的表面。填充时使用一系列程序的射速,壁免产生喷射或困气等缺陷。注塑可在开环式或闭环式控制系统下进行。 无论采用那种注射速度,都必须将速度值连同注射时间记录于记录表上,注塑时间指模具达到预定的首阶段射压所须的时 间,乃螺杆推进时间的一部分。模具排气 由于快速填充模具的缘故,模具必须让气体排出,多数情况下这气体只是模腔中的空气。如果空气不能排出,它会被熔融压缩,使温度上升将引起塑料燃烧。排气位须设于夹水纹及最终注塑部分附近。一般排气位为6至13毫米宽,0.01至0.03毫米深的槽,通常设于其中一个半模的分模面处。保压 在注塑周期的填充阶段中,可能需要采用高射压,以维持注塑速度于要求的水平。模具填充后,就进入保持阶段,这时螺杆(起冲压器作用)推进额外的塑料以补偿塑料收缩。这可在较低或同样高的压力下完成。通常若首阶段采用高压,次阶段便采用较低压,不过,在注塑一些半结晶性热塑性塑料(如PA及POM时),由于压力骤变,会使结晶体结构恶化,所以有时无需使用次阶段压力。再生塑料的使用 许多注塑机使用新料和回用再生塑料(即通常所说的水口料)的混合物。令人惊奇的是使用再生塑料可以改善注塑机的表现,即它的使用产生了更一致的注塑件,但值得注意的是,再生料在使用前最好要先除去粉尘,以免引起塑料进料量的差异而导致注塑件颜色分布偏差。再生塑料的确切使用比例要根据实验的数来确定,这个数据必须是在不影响注塑件的物理性质的前提下得来的,一般的经验值是在15%至25%之间。品质控制 注塑件最终的特点(重量和大小)与生产条件:如垫料大小、注塑压力和流量之间在紧密发联系。这表示在许多情况下,有可能在没有真正对注塑釿进行任何测量之前就可以检查到注塑件是否令人满意。在每次注塑中,对选择的参数进行量并比较设定或储的数值。只要测量值在预先选择的范围,控制系统就判定该注塑件可以接受。如果测量超出设定的限制,该注塑件将会被废弃,或者,如果只是超出了一点,就要停下来等有资格人士第二次检测。现在的注塑机配备了录影机、电脑系统,这样在注塑时,每一个塑件都与储存的要求映像相比较。每一个注塑件都要和标准注塑件的尺寸和视觉上的缺陷相比较。记录注塑条件 永远不可忘记注塑的目的是在特定时间内按指定的成本生产符合品质要求的注塑件。要做到这点,基本是做准确的记录。在许多注塑机上按钮就可以做到这点。若没有按钮,应该完成适当的记录单并保留注塑样本,作为将来的参考。停机 最重要的是采取一个合理的停机过程,这样便可节省大量时间和金钱。如果你要停机,正例如燃烧塑料,那么便没有需要泻出塑料。你可能会节省完全关闭和清洁注塑机的费用。暂时的停顿 若注塑机暂停运作,更须多次将余胶喷清或让别的塑料来通过注塑机清洗射料缸的剩余塑料。遇上塑料退色,喷清的次数就要增加。进行轻微修理时,射料缸的加热器须调校至最低值,以尽量减低热分解的可能。在更现代化的注塑机上该过程可能会自动启动。整晚的停顿 注塑热塑性塑料(如PS)前,如已预先停机一晚,就只须关闭底部的滑板及射料缸加热器,将射料缸喷射干净。射嘴完全清洁,尽量把射料缸高度冷却,等注塑机冷却后关闭所有装备,注塑机便可准备好再次加热。热敏感性塑料 若塑料在注塑机内分解可燃烧,最终变色,使注塑件变成废件。遇此情形,便须完全关闭注塑机,喷清干净,预防方法是用一种热稳定性较高的塑料喷清遇热敏感的塑料,这样便能抵常驻随时后再加热。为了应付塑料氧化的问题,操作者可以在射料缸中充满塑料,如PE。塑胶制品成型时变形重要原因:成品肉厚不同,且差距过大,收缩率大小不同而产生。射压传达不均匀,因密度高低而产生(浇口位置及型式)。模温分布不均匀,冷却系统近浇口处要较冷,反之。分子配向差距过大。后结晶(结晶性塑胶)。内应力过高。锁模压力: 锁模压力必须大于塑料射入模内之总压力,若过低塑料即可能由分模面处溢出。压力过高又会损耗机器,模具及浪费电力。故适当的锁模力是以成品射入模内分模面不出毛边为原则。螺杆功能: 螺杆对原料有输送、混练、排气、除湿、熔解及计量等功能,塑胶原料熔融时所需之热量有百分之七十是来自螺杆旋转时发生之磨擦热,有百分之三十是来自电热片补充之热量。低黏度、小螺杆、熔胶转速要加快。高黏度、大螺杆熔胶转速要放慢。复合材料需放慢转速。射出速度: 射出速度之快慢,主要决定原料在模具之浇道中及模穴内流动之状况。速度太快会产生毛头过饱、烧焦及粘模,太慢易造成短射缩水,结合线明显,须依实际需要分段调整。射出压力: 射出压力于射出速度有部分共同之影响,都是决定在模具内原料如何能均匀的,彻底的适量的流满各角落,压力太低会产生短射缩水,压力太高会产生毛边、粘模、内应力残留日后变形、破裂、易损坏模具,机台等。原料温度: 成型时使原料恰当熔融所需之热量及温度,因每种原料之熔融温度及比热不同而不同。温度过低原料熔融不均则短射,色泽不均,成品内应力高。加温过高或过久,则因流动性太好易使成品产生毛头,又因冷却温度差异使成品主生缩水,严重时则使原料分解变质甚至烧焦。模具温度: 原料将大量之热带入模具,而成品则将部分之热又散入空气中因此欲使模具保持某一不变之温度,在模具内通冷冻水、冷水、热水、热油或加电热棒,以使进出模具内之热平衡而能保持某一不变之温度。模温太低,成品易产生短射,表面粗糙,内应力高,粘模。模温太高,成品易产生收缩下陷、周期延长,故冷却时间、模温高低可依经验来设定。温度控制的必要性:对成形性及成形效率而言模温高 流动性佳,需要加长成品冷却时间。模温低 缩短固化时间,提高效率。对成形品物性而言模温高 结晶度高,表面性质较佳模温低 材料迅速固化,成形压力大,造成残留应力。结晶化度不均匀,易引起后结晶、尺寸不安定。对防止成品变形而言冷却不足 发生收缩下陷。冷却不均 收缩不平均,引起翘曲、扭曲。肉厚不同、密度也会不同,收缩也会不同。模温控制型式1、冷冻机 8 ℃-15 ℃之间冷却,注意冒汗生锈之问题。2、水温机 96 ℃以内,直接补充水源。3、油温机 150 ℃以内,油温循环间接用水冷却。4、电热片、棒 200 ℃以内,小心漏电。模具温度对注塑成型的影响: 模具温度是注塑成型中最要的变量----无论注塑何种塑料,必须保证形成模具表面基本的湿润。一个热的模具表面使塑料表面长时间保持液态,足以在型腔内形成压力。如果型腔填满而且在冻结的表皮硬化之前,型腔压力可将柔软的塑料压在金属上,那么型腔表面的复制就高。另一方面,如果在低压下进入型腔的塑料暂停了,不论时间多短,那么它与金属的轻微接触都会造成污点,有时被称为浇口污斑。 对于每一种塑料和塑胶件,存在一个模具表面温度的极限,超过这个极限就可能出现一种或更多不良影响(例如:组件可以溢出毛边)。模具温度更高意味着流动阻力更小。在许多注塑机上,这自然就意味着更快流过浇口和型腔,因为所用的注塑流动控制阀并不纠正这个改变,填充更快会在浇道和型腔内引起更高的有效压力。可能造成溢料毛边。由于更热的模型并不冻结那些在高压形成之前进入溢料边区域的塑料,熔料可在顶出杆周围溢料毛边并溢出到分割线间隙内。这表明需要有良好的注射速率控制,而一些现代化的流动控制编程器也确实可以做到这点。 通常,模具温度的升高会减少塑料在型腔内有冷凝层,使熔融材料在型腔内更易于流动,从而获得更大的零件重量和更好的表面质量。同时,模具温度的提高还会使零件张力强度增加。模具的保温方法: 许多模具,尤其是工程用的热塑性塑料,在相对较高的温度下运行,如80摄氏度或176华氏度。如果模具没有保温,流失到空气和注塑机上的热量可以很容易地与射料缸流失的一样多。所以要将模具一飞机骨架板隔热,如果可能,将模具的表面隔热热。如果考虑用热流道模具,尝试减少热流道部分和冷却了的注塑件之间的热量交换。这样的方法可以减少能量流失和预热时间。内应力的产生及解决对策: 一般射出成品定型前,存在成品内部的压力约为300kg/cm2-500kg/cm2之间,如因调整不当造成射胶压力过高,射入模内虽经过浇道、浇口、成品之间的阻力以及成品逐渐冷却,压力逐渐之降低,而存在成品内部进胶口及远端之压力不同,成品经过一段时日于热接触,内应力渐渐释放出来而造成变形或破裂。内应力太高时,可实施退火处理解决。内应力的产生:(1)过度充填。(2)肉厚不均,gaet开设在肉薄处。(3)密度太高而造成脱模困难。(4)埋入件周围应变所致,易造成龟裂及冷热差距过大而使收缩不同所致,欲使埋入件周围充填饱模,需施加较大的压,形成有过大的残留应力。 (5)直接浇口肉薄而又浅口者极易残留应力。 (6)结晶性塑胶、冷却太快内应力不易释放出来。解决及对策:(1)提高料温、模温,在各原料标准条件内设定。(2)缩短保压时间。 (3)非结晶性塑胶,保压压力不需太高,乃因较不会缩水。 (4)肉厚设计要均匀gate开设在肉厚处。(5)顶出要均匀。 (6)埋植件要预热(用夹子或手套塞入)。 (7)避免用新次料混合,如PC易加水分解,如需混合要彻底烘干。 (8)加大竖浇口、横浇道、浇口等,以减少流动阻力,成形品远处易于传达。 (9)已发生之产品可实施退火处理,依二之二-1之条件实施。 (10)加大射嘴直径,长射嘴需加热片控制。 (11)工程塑胶及加玻纤者需用模温60℃以上成型。**
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