1.3.4 注射过程
塑料在注塑机料筒内加热,经塑化达到理想的流动状态,然后通过注塑机的注射螺杆或柱塞作用将塑料熔体注入闭合的模具型腔内,在完成注射、保压、冷却后,塑件固化定型,随即开启模具使塑件脱模。注射过程一般包括加料、塑化、注射和冷却、脱模。
1.加料
由于注塑成型是一个间歇过程,因而需定量或定容加料,以保证操作稳定。加料过多、受热时间过长等容易引起塑料的热降解,同时注塑机功率损耗增多;加料过少,料筒内缺少传压介质,型腔中塑料熔体压力降低,难于补料和补压,容易引起塑件缩孔、缩松、凹陷及欠料等缺陷。
2.塑化
塑料在料筒中受热,由固体颗粒转换成黏流态并且形成具有良好可塑性均匀熔体的过程称为塑化。决定塑料塑化质量的主要因素是物料的受热情况和受到的剪切混合作用。通过料筒对物料加热,使固体状的塑料熔融,物料间的剪切作用,使混合和塑化扩展到聚合物分子的水平,而不仅是静态的熔融,它使塑料熔体的温度分布、物料组成和分子形态都发生改变,并更趋于均匀。同时螺杆的剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热,促进了塑料的塑化,因而螺杆式注塑机对塑料的塑化比柱塞式注塑机要好得多。
3.注射和冷却
注射过程可分为充模、压实、倒流和冷却4个阶段。连续的4个阶段中,塑料熔体温度将不断下降,而型腔内的压力则按如图1-4所示的曲线变化。
图1-4
由图可见:
t0是螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻。
t=t1时,熔体充满模腔,熔体压力迅速上升,达到最大值Po。
t1~t2阶段,塑料仍处于螺杆(或柱塞)的压力下,熔体会继续流入模腔,以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动,而温度又在不断下降,定向分子容易被凝结,所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长,分子定向的程度越高。
t2~t3阶段,即螺杆开始后退到结束,由于模腔内的压力比流道内高,会发生熔体倒流,从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。若螺杆后退时浇口处熔体已凝结,或注塑机喷嘴中装有止回阀,则倒流阶段就不复存在,也就不会出现t2~t3段压力迅速下降的情况。塑料凝结时的压力和温度是决定塑件平均收缩率的重要因素,而压实阶段的时间又直接影响着这些因素。
t3~t4阶段,即浇口处的塑料完全凝结到推出塑件,为凝结后的塑件冷却阶段,这一阶段的冷却对塑件的脱模、表面质量和翘曲变形有很大影响。
4.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使塑件脱模。塑件脱模后,必须将模具内的残留物清除干净,以备下一周期成型。成型带嵌件塑件时,应在闭模前先将嵌件安放在模内合理的位置上。