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简述注塑成型热塑性塑料的加工技术

来源:国际模具网 时间:2009/9/16 11:49:18

       热塑性塑料注塑成型这种方法即是将塑料材料熔融,然后将其注入膜腔。熔融的塑料一旦进入模具中,它就受冷依模腔样成型成一定形状。 

       所得形状往往就是最后的成品,在安装或作为最终成品使用之前不再需要其它的加工。许多细部,诸如凸起部。肋、螺纹,都可以在注射模塑一步操作中成型出来。 
 
       注射模塑机有两个基本部件:用于熔融和把塑料送人模具的注射装置与合模装置。合模装置的作用在于:(1)使模具在承受住注射压力情况下闭合;(2)将制品取出。 

       注射装置在塑料注入模具之前将其熔融,然后控制压力和速度将熔体注入模具。目前采用的注射装置有两种设计:螺杆式预塑化器或双级装置,以及往复式螺杆。螺杆式预塑化器利用预塑化螺杆(第一级)再将熔融塑料送人注料杆(第二级)。 

       螺杆预塑化器的优点是熔融物质量恒定,高压和高速,以及精确的注射量控制(利用活塞冲程两端的机械止推装置)。这些长处正是透明、薄壁制品和高生产速率所需要的。其缺点包括不均匀的停留时间  (导致材料降解)、较高的设备费用和维修费用。 
         最常用的往复式螺杆注射装置不需柱塞即将塑料熔融并注射。将料斗中的粉状或粒状塑料熔融,通过转动的螺杆送到螺杆前端止逆间处,塑料流体流经螺杆前端并堆积于螺杆前方。螺杆前方熔融塑料的积累将螺杆推向注射装置的后部,螺杆的转动、熔融物的积累和向后部的移动一直持续到形成一定的注射量。在下一个设备工作周期中,螺杆末梢止逆问关闭,防止物料沿螺杆返回。螺杆梢和进料螺杆的作用有如注料柱塞,将塑料压人模具。 

    往复式螺杆的优点包括减少了塑料的停留时间,自洁螺杆和螺杆梢。这些优点在加工热敏性材料以及当采用带色原料或树脂品种变更时,螺杆和机筒都要清理时,都是关键所在。 

    目前广泛应用的合模装置设计包括:肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压一机械式合模装置。肘杆式合模装置鉴于其设计在制造时成本低,适用于小吨位设备。其特点包括闭锁作业的高机械效益、内设锁模减慢装置、模具损坏慢以及快速的合模操作。 

    合模油缸把横顶板推向前,使连肘伸长并使压板朝前运动。合模装置关闭时,机械利益降低,促使压板迅速移动。当压板到达模具关闭的位置时,连肘由高速一低机械利益转为低速一高机械利益。低速是保护模具的关键,而高机械利益是形成大吨位所需要的.一旦连肋充分伸展,液压就不再是保持吨位所必须的了。为了开启合模装置,将液压施加于合模柱塞相反的一面,为了防止成型好制品被损坏,要缓慢开启模具。通过整个连肘装置的移动和压板装置沿拉杠的移动(移到连肘装置充分伸展开前模具闭合处),来调节合模装置以适应于不同的模具高度。肘杆式合模装置的优点包括:快速的合模操作、降低了能耗和较低的设备成本。缺点是较之液压式合模模具复杂,连接销和衬套要经常维修。不过肘杆设计的发展已经可减少了肘杆合模装置的维修,这些发展包括无油衬套,大大减少了强制性润滑。 

    进展之一是全部电机采用目前已有的精密滚珠丝杠机床技术和先进的交流伺服电动机相结合,用以代替液压动力机组。这些电动机只提供完成机器功能所需要的动力,它们大大降低了生产每一制品的总能耗。

    液压合模装置广泛应用于150—1000t的设备中,而大部分应用于250—700t的设备中。借助增压管(或外置油缸)迅速合模,大量油作用于小面积上的结果是速度甚快。预定液问将油从高位储液器借助重力进入主活塞后部。在两个半模瓣接触前,模具应处在低速低压保护状态,这种状态防止了外来物、溢料或者上一周期未取出的制品造成的损伤。当模具关闭时,预充液问关闭通向预储液器的出口。主活塞后部产生吨级合模力。这一注射周期后,预充液问开启,促使合模装置渐渐开启模瓣。在一个短距离内,合模装置加速到快速开启速度。 

    液压合模装置为设备的安装和运转提供了灵活性。由于在合模行程中的任何部位都能产生吨级合模力,所以只要通过设备的控制把位置调到相应于两半模瓣相接触处就可把模具接上。液压机械合模装置综合了机械和液压两者的功能来移动合模装置并造成吨级合模力。液压机械设计由于受予充液间流量限止,用以作成合模装置,均从1000t左右到更大。合模装置的速度受制于预充液问控制的流体流量。液压机械设计包括如下几个单元:把可动压板移动到两半模瓣,近乎互相接触之处所用之液压油缸;

    (2)防止大吨位合模力形成时朝后移动的机械锁板;(3)移动模具最后一段距离至闭合态并产生合模力所用的短行程液压油缸。 

    机器控制部分协调机器全部功能。已进展到采用多微机控制体系。为了和新的控制装置相配套,机器液压部分也已有所改进。与伺服控制比例阀门以及相应的放大装置增加了灵活性和准确性,同时缩短了机器功能响应时间。微机控制体系和伺服比例液压装置提供动态响应以完成一真正的闭环系统。闭环系统调节机器以补偿油温、原料粘度和机器变量的变化。高水准的控制也出现在辅助设备上。(干燥器、冷却装置和模具温度控制装置),并令全部机器设备由CRT和LCD进行调定和监控。相接于主计算机上的各种机器提供整个车间监控和生产调度,SPC在机器或主计算机处提供实时监控。 

    塑料加工中的重要因素包括:温度、稠度、色料分布和熔体密度。机筒温度产生之传导热量和螺杆转动产生的机械热二者都有助于加工出优质熔体。最常见的情况是,大多用于熔融塑料的能量,通过螺杆转动获得。 

    随螺杆转动混炼在螺纹之间发生,塑性粒料表面被熔融塑化。当物料沿螺杆前进时,就重复着混合和剪切作用,直至塑料被完全熔融。

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