注射成型过程分析及产品质量控制07-5.ppt

注射成型过程分析及产品质量控制;一.注射成型过程分析 1.1. 注射充模过程及熔体流动分析 1.2、保压过程及分析 1.3、倒流与冷却定型过程及分析 二、 注射成型制品的质量控制 2.1. 注射成型制品的内应力 2.2.制品质量控制因素的分析 2.3.注塑成型缺陷及解决方法;一.注射成型过程分析;聚合物的注射成型主要包括三个基本过程： 塑化熔融、注射充模、冷却定型. 这些过程与制品质量、生产效率、原料、工艺性能等因素有密切关系。/;1.1. 注射充模过程及熔体流动分析;塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。;1.1.1 物料通过料筒的压力损失;当柱塞将熔体向喷嘴方向推动时，熔料经过料筒的压力损失值可借用圆管中牛顿流体的体积流率公式进行估算：;这样，柱塞式注射装置料筒中物料总的压力损失应为前二者之和：;1.1.2.熔体在喷嘴中的运动;由图看出，主要生热效应发生在喷嘴的入口处。 当喷嘴孔直径和注射压力一定时，熔体温升随注射速率增加而增加。 为什么热稳定性差的塑料不宜采用细孔喷嘴进行高速注射充模 ？/;1.1.3.熔体在模腔中的充模流动分析;⑴．熔体在模具浇注系统内的流动;熔体流过冷浇道时，浇道温度远低于熔体温度，紧贴壁的熔体被迅速冷凝而形成不动壳层。 因而使熔体能通过的截面积减小，流动阻力增大，使熔体的压力损失增加，降低了充模的模腔压力。/;影响冷凝壳层厚度的因素： 熔体的冷凝速度、 聚合物的热物理性能、 熔体温度、 熔体流动速度、 模具温度等。;浇口大小;对大多数塑料熔体来说，增大浇口截面积提高熔体充模时的体积流率有一极限值，;大多数情况下，减小浇口的截面积，剪切速率因流速的提高而增大， 同时高剪切速率下产生的摩擦热会使熔体温度提高， 这二者都使通过浇口的熔体粘度下降，而粘度下降又将会导致熔体的体积流率增大。/;⑵.熔体在模腔内的流动;熔体在典型模腔内的流动方式 ;图3-30 沿圆周方向的充模流动 ;熔体遇到障碍物时的充模流动：;熔体在模腔内的流动类型 ;流速过小： 延长充模时间， 降温引起熔体粘度提高，流动性下降充模不全， 出现分层和结合不好的???接痕。/;⑶、熔体流动的运动机理 ;注射制品表面有时出现小波纹的原因： 根据熔体流动的运动机理，只有当熔体的冷却速率很高，而注射压力、注射速度和模具温度偏低时，才容易在制品表面上留下这种波纹。;1.2、保压过程及分析;当注射成型薄壁或浇口很小的制品时，由于浇口或模腔浇道很快凝封则保压过程不很明显。 对于成型厚壁且浇口较大制品时，必须有保压过程进行补料，才能获得形状完整而密实的制品。 保压的作用： 熔体紧密贴合模腔壁，精确取得模腔型样， 完成不同时间、不同流向熔体的相互融合， 使成型物增密， 补充因冷却而引起的体积收缩。/;影响保压效果的因素：;一是模腔充满后，料筒前端仍有一定量的熔体， 二是从料筒到模腔的通道允许熔体通过（即浇道系统尚未凝封）。 影响保压补料效果的主要因素是模腔内压力（称保压压力或二次注射压力）和保压时间。/ ;保压时间对保压补料效果、凝封压力和冷却定型有较明显的影响。;如果在保压期内补料过量，那么当浇口凝封时，模腔中的残余压力就比较大，以致使脱模困难。 此外，制品中的取向程度也随保压时间延长而提高。;1.3、倒流与冷却定型过程及分析;1.3.2．浇口冻结后的冷却;由此不难看出，制品的密度在很大程度上由凝封时模腔内的温度和压力决定的。 制品的密度或质量一般随凝封时压力的增大而增加。/;在冷却过程中，温度降到Tg(或热变形温度)以下，压力下降到与大气压平衡（即模内残余压力pE=0）时，才是～。 ;塑料热扩散系数、制品壁厚、 熔体温度、 模具温度 制品取出时所允许最高温度（Tg或热变形温度）等;在估算最短冷却时间时， 应注意壁很厚的制品并不要求在脱模前内外全部凝固，而只需外部凝固层厚度能保证顶出时有足够的刚度即可。 对壁很薄的制品，应注意充模时较高程度的大分子取向对其热变形温度的影响，而熔体的冷凝大部分发生在充模时间内。/;凝封压力和温度对制品的性能有很大的影响， 通常可以用改变保压时间来调节这两个参数，以此来改善制品的性能。//;;;2.1.1．内应力的产生;2.1.2．影响内应力的因素;如果模腔内压力较低，或者保压时间较短，上述拉伸应力不足以抵消压缩应力，那么温度应力就会保留在制品内。 由此可见，注射过程中，增大模内压力、延长保压时间是有助缓解成型制品的温度应力的。/;⑵.取向应力的影响因素;③制品厚度：取向应力随注射制品厚度增加而降低，因为厚壁制品冷却缓慢，可以有比较长的解取向时间； ④模具温度：模具温度提高有利于取向应力减少，由于塑料件内的大分子链取向构象主要集中在制品外层和浇口附近，