塑化計量
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-18
塑化計量的視頻教程
塑化計量的實例教程
在注塑成型加工中,機臺的射出量控制(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的射出部分（料管螺桿組）和溫度控制部分來完成的。
①料管溫度（Barrel Temperature）
雖然塑料的熔融，大約有60~85％是因為螺桿的旋轉所產生的熱能，但是塑料 的熔融狀態(tài)仍然大受加熱筒溫度的影響，尤以靠近噴嘴前區(qū)的溫度--前區(qū)的溫度過高時易 發(fā)生滴料及取出制件時牽絲的現(xiàn)象。以下表格為幾種塑料的適當料溫、模溫及成型收縮率等。
②螺桿轉速(screw speed)
A.塑料的熔融，大體是因螺桿的旋轉所產生的熱量，因此螺桿轉速太快，則 有下列影響：
a.塑料的熱分解。
b.玻纖（加纖塑料）減短。
c.螺桿或加熱筒磨損加快。
B.轉速的設定，可以其圓周速（circumferen-tial screw speed）的大小來衡量：
圓周速=n（轉速）*d（直徑）*π（圓周率）
通常，低粘度熱安定性良好的塑料，其螺桿桿旋轉的圓周速約可設定到 1m/s上下，但熱安定性差的塑料，則應低到0.1左右。
C.在實際應用當中，我們可以盡量調低螺桿轉速，使旋轉進料在開模前完成即可。
③背壓（BACK PRESSURE）
A.當螺桿旋轉進料時，推進到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓，在射 出成型時，可以由調整射出油壓缸的退油壓力來調節(jié)，背壓可以有以下的效果：
a.熔膠更均勻的熔解。
b.色劑及填充物更加均勻的分散。
c.使氣體由落料口退出。
展開 低壓結構發(fā)泡注塑機的特點：
1、 模板面積大，合模力比普通機低；
2、 注射裝置裝有止逆閥，因此可以使計量和發(fā)泡率穩(wěn)定。
3、 可采用超高速注射，提高發(fā)泡倍率。
低壓結構發(fā)泡注塑工藝過程與普通注塑十分相似，由以下工作程序組成：
1、 塑化計量
含有發(fā)泡劑的成型材料從料斗落入塑化料筒中，由于螺桿的旋轉將物料塑化和熔融并輸送到料筒前端的計量室。發(fā)泡劑在溫度和剪切的雙重作用下開始分解并均勻分布到熔料中去。
由于自鎖噴嘴的封閉作用和背壓作用，使熔體壓力要高于發(fā)泡劑氣體的發(fā)泡壓力，從而阻止塑料熔體在料筒中提前發(fā)泡，只有注入模具型腔時才能發(fā)泡。
2、 注射充模
注射時，料筒計量室中的熔體以極短的時間注入模腔。由于注塑速度快、時間短，發(fā)泡劑還來不及放出氣體進行發(fā)泡，這時型腔未被熔體充滿。
3、型腔內發(fā)泡
在熔料注入模腔以后，在預塑料中均勻分布的氣體就要開始膨脹，熔料體積增大，直至模腔全部被充滿，與此同時模腔的熔料將受排出氣體的反壓作用。
4、定型冷卻
模具冷卻作用使熔體的熱量排出，于是塑料制品的表面與芯部形成較大的溫度梯度。在冷卻和芯部發(fā)泡氣體的壓力共同作用下，型腔表面形成致密的表皮層。
5、脫模頂出
當型腔的致密表層能承受芯部氣體的壓力，并能經受頂出時，即可脫模。脫模后的制品可進行水冷，這樣可節(jié)省冷卻時間，縮短成型周期。
結構發(fā)泡的工藝因素：
1、 注塑速度
為了獲得泡孔大小和泡孔分布均勻的結構發(fā)泡注塑制品，注射速度必須要快，這是為了保證在模腔內部全部發(fā)泡而不是在模腔以外處發(fā)泡。
展開 決定塑化條件；(3).決定注塑充填條件；(4).決定注塑保壓條件；(5).決定冷卻條件等，各項目的科學試模工作內容舉例如下 :
注塑機臺選用 - 科學理論鎖模力估算，決定適合鎖模力噸數(shù)；實際注塑驗證合理鎖模力設定值實驗；注塑量估算，決定適合螺桿尺寸；注塑機臺速度響應標定，確認注塑速度設定值與實際機臺射速響應值的差異。
塑化計量條件 - 熔膠計量估算 ( 需考慮熔膠熔融態(tài)密度)；塑化螺桿轉速(rpm)估算，熔膠料管內滯留時間估算；塑化背壓設定值確認實驗熔膠塑化行程的科學理論估算與實際短射實驗驗證。
注塑充填條件 - 適當注塑速度設定值的決定 (U 型曲線實驗 )，注塑充填短射實驗，VP 切換點位置決定，多段射速設定的射速大小與切換位置點決定；模具各區(qū)域壓力損失實驗；充填流動平衡性實驗。
注塑保壓條件 - 保壓壓力大小設定值與澆口封口時間點 ( 有效保壓作用時間 ) 的實驗驗證；加工條件視窗決定。
冷卻條件 - 冷卻時間科學理論估算。
注塑成型加工周邊參數(shù)條件 - 烘料干燥筒容積估算；模溫機冷卻流體流量估算。
另外在實際上機成型加工過程中，也需要搭配一些外部資源來取得實際的機臺響應數(shù)據(jù)；例如 CAE 模流分析解析與驗證，觀察 CAE 充填分析的流動波前型式與實際注塑短射波前的比對與差異分析；注塑機臺的速度壓力響應曲線判讀，比對設定條件與實際機臺響應數(shù)據(jù)的差異性；注塑機臺響應統(tǒng)計數(shù)據(jù)判讀來觀察注塑機在連續(xù)生產下的穩(wěn)定性；同時也進行模內溫度與壓力數(shù)據(jù)的即時檢測，利用紅外線熱顯像儀器來量測模具表面溫度分布，及模內壓力感測器量測模內特定位置的壓力變化情況。
注塑成型加工是一門科學而不是藝術，開發(fā)流程必須基于事實和相信科學化數(shù)據(jù)來解決產品與成型的問題，過多人為的主觀因素都將影響正確的判斷。
展開 胡浪［22］ 研究分析出螺桿轉速對塑化計量時間有影響，并且提出可以通過優(yōu)化對螺桿轉速的控制來優(yōu)化塑化計量時間。同時還通過設定提前量和使用開合模電機實現(xiàn)調模量的方法來提高定位精度，為高表面質量的電子類部件注射成型提供了有效的理論指導方法。
合模機構的分析和優(yōu)化也是實現(xiàn)精密注塑的一項重要手段［23?25］ 。劉曉彬 ［26］ 設計了1 300 kN全電動注塑機合模機構并對合模機構進行建模、分析和優(yōu)化，完成了合模機構的自主優(yōu)化設計。李波［27］ 以全電動注塑機合模機構為研究對象，對合模機構的關鍵零部件進行了受力分析，并以前模板的質量和變形最小化為目標對整個合模機構進行了優(yōu)化。何添成［28］ 先根據(jù)負后角型肘桿合模機構的工作原理建立了合模機構運動的數(shù)學表達式，然后從3個方面對合模機構進行了優(yōu)化。
展開 噴嘴的功能：
噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，噴嘴有多種功能：
①預塑時，建立背壓，驅除氣體，防止熔體流涎，提高塑化能力和計量精度;
②注射時，與模具主澆套形成接觸壓力，保持噴嘴與澆套良好接觸，形成密閉流道，防止塑料熔體在高壓下外溢;
③注射時，建立熔體壓力，提高剪切應力，并將壓力頭轉變成速度頭，提高剪切速度和溫升，加強混煉效果和均化作用;
④改變噴嘴結構使之與模具和塑化裝置相匹配，組成新的流道型式或注塑系統(tǒng);
⑤噴嘴還承擔著調溫、保溫和斷料的功能;
⑥減小熔體在進出口的粘彈效應和渦流損失，以穩(wěn)定其流動;
⑦保壓時，便于向模具制品中補料，而冷卻定型時增加回流阻力，減小或防止模腔中熔體向回流。
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塑化計量條件 - 熔膠計量估算 ( 需考慮熔膠熔融態(tài)密度)；塑化螺桿轉速(rpm)估算，熔膠料管內滯留時間估算；塑化背壓設定值確認實驗熔膠塑化行程的科學理論估算與實際短射實驗驗證。
注塑充填條件 - 適當注塑速度設定值的決定 (U 型曲線實驗 )，注塑充填短射實驗，VP 切換點位置決定，多段射速設定的射速大小與切換位置點決定；模具各區(qū)域壓力損失實驗；充填流動平衡性實驗。
以注塑成型注塑單元來看，螺桿內部有進料區(qū)、塑化壓縮區(qū)與計量區(qū)；如圖 1 所示，借著螺桿一邊旋轉一邊后退，將固體塑料往噴嘴端送，期間塑料由固態(tài)變成熔融態(tài)，累積于螺桿前端準備注塑。此螺桿前端至噴嘴區(qū)內，塑料將承受高溫且具壓縮性的明顯變化（包括粘度及 PVT），若注塑保壓的模擬將此因素納入，將可以描述更好的入口條件，并產生更好的壓力峰值預測。
胡浪［22］ 研究分析出螺桿轉速對塑化計量時間有影響，并且提出可以通過優(yōu)化對螺桿轉速的控制來優(yōu)化塑化計量時間。同時還通過設定提前量和使用開合模電機實現(xiàn)調模量的方法來提高定位精度，為高表面質量的電子類部件注射成型提供了有效的理論指導方法。
合模機構的分析和優(yōu)化也是實現(xiàn)精密注塑的一項重要手段［23?25］ 。
噴嘴的功能：
噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，噴嘴有多種功能：
①預塑時，建立背壓，驅除氣體，防止熔體流涎，提高塑化能力和計量精度;
②注射時，與模具主澆套形成接觸壓力，保持噴嘴與澆套良好接觸，形成密閉流道，防止塑料熔體在高壓下外溢;
③注射時，建立熔體壓力，提高剪切應力，并將壓力頭轉變成速度頭
低壓結構發(fā)泡注塑工藝過程與普通注塑十分相似，由以下工作程序組成：
1、 塑化計量
含有發(fā)泡劑的成型材料從料斗落入塑化料筒中，由于螺桿的旋轉將物料塑化和熔融并輸送到料筒前端的計量室。發(fā)泡劑在溫度和剪切的雙重作用下開始分解并均勻分布到熔料中去。
噴嘴的功能：
噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，噴嘴有多種功能：
①預塑時，建立背壓，驅除氣體，防止熔體流涎，提高塑化能力和計量精度;
②注射時，與模具主澆套形成接觸壓力，保持噴嘴與澆套良好接觸，形成密閉流道，防止塑料熔體在高壓下外溢;
③注射時，建立熔體壓力，提高剪切應力，并將壓力頭轉變成速度頭
在注塑成型加工中,機臺的射出量控制(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的射出部分（料管螺桿組）和溫度控制部分來完成的。
①料管溫度（Barrel Temperature）
雖然塑料的熔融，大約有60~85％是因為螺桿的旋轉所產生的熱能，但是塑料 的熔融狀態(tài)仍然大受加熱筒溫度的影響
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(tǒng)與合模機構的軸線重合并與地面平行(圖4-2)。其優(yōu)點是機身較低、穩(wěn)定。
