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淺談注塑加工時的多級注射
時間：2019-11-25 03:31
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來源：互聯網
近代注塑制品，在各個領域得到了廣泛的應用，制品形狀十分復雜，所使用的聚合物性能差別也很大。即便是同一種材料的制品，由于澆道系統及各部位幾何形狀不同，不同部位對于充模熔體的流動（速度、壓力）提出要求，否則就要影響熔體在這一部位的流變性能或高分子的結晶定向作用，以及制品的表觀質量。在一個注射過程中，螺桿向模具推進熔體時，要求實現在不同位置上的有不同注射速度和不同注射壓力等工藝參數的控制，稱這種注射過程為多級注塑。
數字撥碼式注塑機比較落后，只有一段或二段射膠、一段保壓、一段熔膠的控制程序，對于一些結構復雜、外觀質量要求高的產品，很難設定和控制注射速度及其它工藝條件，導致注塑件出現的一些外觀缺陷無法通過調校注塑參數的方法來改善。為了滿足提高注塑件外觀質量的需要，克服上述問題，注塑機制造商開發生產了具有多級射膠、多級保壓、多級熔膠功能的注塑機，這是注塑加工行業的一次突破性技術進步。
目前，大多數是注射速度進行多級控制的注塑機，通常可以把注射全沖程像圖a所示那樣分3個或4個區域，并把各區域設置成各自不同的適當注射速度。
如圖b，就采用了在注射的初期使用低速，模腔充填時使用高速，充填接近終了時再使用低速注射的方法。通過注射速度的控制和調整，可以防止和改善制品外觀如毛邊、噴射痕、銀條或焦痕等各種不良現象。
多級注射控制程序可以根據流道的結構、澆口的形式及注塑件結構的不同，來合理設定多段注射壓力、注射速度、保壓壓力和熔膠方式，有利于提高塑化效果、提高產品質量、降低不良率及延長模具/機器壽命。
通過多級程序控制注塑成型機的油壓、螺桿位置、螺桿轉速，能謀求改善成型件的外觀不良，改善縮水、翹曲和毛邊的對應措施，減少各模每次注射成型件的尺寸不均一。
多級控制的效果
成 型 條 件
效 果
注 塑 速 度
防止澆口部位的氣紋/流紋，防止銳角的流動痕跡，防止模芯的倒塌，防止毛邊。
二 次 壓 力
減輕內應力變，防止縮水。
螺 桿 轉 數
計量的穩定性
背 壓
計量的穩定性
然而，很多注塑技術人員仍然習慣使用過去一段射膠的方法，不懂得如何尋找多段射膠位置和方法，使具有多段射膠功能的機器發揮不了其優勢。
一、設定多級注射程序的方法：
一般的塑件注塑時至少要設定三段或四段射膠才是比較科學的。水口流道為第一段、進澆口處為第二段、產品進膠到90%左右時為第三段、剩余的部分為第四段(亦稱末段)。
對于結構簡單且外觀質量要求不高的膠件注塑時，可采用三段射膠的程序。但對結構比較復雜、外觀缺陷多、質量要求高的膠件注塑時，需采用四段以上的射膠控制程序。
設定幾段射膠程序，一定要根據流道的結構、澆口的形式/位置/數量/大小、注塑件結構、產品質量狀況及模具的排氣效果等因素進行科學分析、合理設定。
二、多級注射位置的選擇方法：
1、計算重量法
總重量=所有膠件部分的重量+流道部分的重量
注射時的射膠量即為總重量，一段射膠位置即為流道部分的射膠量；二段射膠位置即為產品走膠90%時的射膠量；三段為末段的射膠量。
根據自己的初步估計，將注射時所找位置點的壓力/速度設為零，觀察實際走膠的位置，再根據實際情況進行微調，直至找到你要選擇的位置。
下面以圖例說明制品和多級控制程序之間的關系
圖一是根據工藝條件設置的不同速度，對注射螺桿進行多級速度轉換（切換）。
圖二是基于對制品幾何形狀分析的基礎上選擇的多級注塑工藝：由于制品的型腔較深而壁又較薄，使模具型腔形成長而窄的流道，熔體流經這個部位時必須很快地通過，否則易冷卻凝固，會導致充不滿模腔的危險，在此應設定高速注射。但是高速注射會給熔體帶來很大的動能，熔體流到底時會產生很大的慣性沖擊，導致能量損失和溢邊現象，這時須使熔體減緩流速，降低充模壓力而要維持通常所說的保壓壓力（二次壓力，后續壓力）使熔體在澆口凝固之前向模腔內補充熔體的收縮，這就對注塑過程提出多級注射速度與壓力的要求。
在圖二中螺桿計量行程是根據制品用料量與緩沖量來設定的。注射螺桿從位置“97”到“20”是充填制品的薄壁部分，在此階段設定高速值為10，其目的是高速充模可防止熔體散熱時間長而流動終止；當螺桿從位置“20”→“15”→“2”時，又設定相應的低速5，其目的是減少熔體流速及其沖擊模具的動能。
當螺桿在“97”、“20”、“5”的位置時，設定較高的一次注射壓力以克服充模阻力，從“5”到“2”時又設定了較低的二次注射壓力，以便減小動能沖擊。
多級注射設定的原則
（1） 對于直澆口的產品，既可以采用單級注射的形式，也可以采用多級注射的形式。對于結構簡單精度要求不高的小型塑料制件，可采用低于三級注射的控制方式。
（2） 對于復雜和精度要求較高的、大型的塑料制品，一定要選擇四級以上的多級注射工藝。
（3） 多級注射的設定原則是：第一級的注射量（即注射終止位置）是澆注系統的澆口終點。除直澆口，其余的幾乎都采用中壓，中速或者中壓低速；第二級注射的終止位置是從澆口終點開始至整個型腔1/2-2/3的空間，第二級注射適宜采用高壓、高速，高壓、中速或者中壓、中速。看制品結構和使用的材料而定；以下的注射級別，宜采用中壓中速或中壓低速，位置是恰好充滿剩余的型腔空間。這些注射過程都是屬于充填相的范圍。最后一級注射屬于增壓相范圍，保壓切換點就在這級注射終止位置之間，切換點的選擇方法是：
計時和位置兩種方法。當射出開始時，同時射出計時也同時計算各級射出終止位置，如果射出參數不變，依照原料的流動性不同，流動性較佳的，則最后一級終止位置比計時先到達保壓切換點，這時完成充填、增壓兩相充模，射出進入保壓（補償相），未達到的計時則不再計時直接進入保壓，如果流動性較差的，計時完成而最后一級射出終止位置還未到達切換點，一樣不等位置到達，直接進入保壓。因此應注意以下幾點： 1、原料流動性較平均，可在測得保壓點后，再把時間加幾秒，作為補償。2、原料流動性料佳，例如混合次料，低粘度材料，射出較不穩定，應使用計時較佳，將保壓切換點減小（一般把終止位置設定為零），以計時來控制，自動切換進入保壓。 3、原料流動性較差，以位置來控制保壓切換點較佳，將計時加長，到達設定切換點后進入保壓。
（4） 保壓切換點即模具型腔已充填滿的位置，射出位置已難再前進，數字變換很慢，這時必須切換壓力才能使制品完全成型，該位置在操作畫面上能觀察到（計算機語言）。至于三級保壓的使用是這樣確定的：骨位不多，無尺寸配合的制品及高粘度原料的制品使用一級保壓，保壓壓力比增壓相高，而保壓時間短。凡骨位（加強筋）較多，要求有公差配合的制品，一定啟用多級保壓。
多級注射設定的方法
（1）計算重量法
射出行程（S）=（制品質量+水口質量）/螺桿截面積*材料密度
螺桿截面積=（D/2）2Π=Π/4D2=0.875* D2
S=0.875* D2*材料密度
我們就力勁集團生產的250t以下的多級注射機舉例說明
（2）調試觀察法
主要是采用“成型走水板”方法（觀察主畫面計算機表達的語言），尋找位置轉換點，首先根據自己的初步估計，將下一級的注射速度設定為0，或者將保壓切換位置設定為下一級注射速度切換位置，同時將保壓或保壓時間設定為0，再看成型走水板（注塑機主畫面），通過觀察實際射膠的位置，再根據實際情況進行調整，直至找到合適的位置。這種方法在試模的時候用得比較多，而且較方法（1）更為快捷實用，實際中常被應用
