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| 塑件注射速度的选择 | |
| 无锡泽宇精密机械制造有限公司 张晓陆 | |
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注塑加工过程的控制对最终的零件质量和工艺的经济性有着直接的影响。对加工过程的控制参数必须深入研究以利于获得最大的效益和最好的零件质量。随着家电产品的不断更新，制品设计的复杂程度不断增大，对注塑制件内在和外在品质要求不断提高，给注塑企业的模具制造、工艺调整控制也就提出了更高的要求。随着模具加工手段、精度的不断更新提高，使得复杂化的制品设计得以实现；随着注塑机电气控制设计的不断更新完善，使得复杂结构模具生产出较好质量水平的制品有了保障。有了先进的设备和良好的模具，还得有较好的工艺控制水平，才能使机器、模具、制品三者得以完美的结合。注塑过程中最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力、速度和相应的各个作用时间。而这些因素之间又是相互影响和制约的，如提高熔体、模具温度，则可以降低注射压力和速度等，反之则需要增加注射压力和速度。各种工艺条件中影响的核心在于塑料的粘度变化，这一点对于注射过程中参数的合理选择以及相互之间的影响至关重要。随着人们对塑料熔体在注射过程中的流动和形变的研究的深入，越来越认识到注射速度的参数选择对提高产品质量的重要性。
注射速度高低的特点
在注射过程中采用高速注射存在以下优点：
⑴ 减少注射时间，缩短成型周期；
⑵ 提高塑料的流程，有利于薄壁制件的成型；
⑶ 提高制品的表面光泽度；
⑷ 可以提高熔接线的强度，使熔接纹不明显；
⑸ 防止产生冷却变形等。
在注射过程中采用低速注射存在以下优点：
⑴ 防止成型制品产生飞边；
⑵ 防止产生喷射纹和流动纹；
⑶ 防止产生燃烧印；
⑷ 防止塑料熔体产生夹气现象；
⑸ 防止产生分子取向变形等。
高速注射的优点也正是低速注射的缺点，反之亦然。因此，在注射过程中采用高速和低速的组合就可以充分利用各自的优点，避免各自的缺点，从而保证产品的质量和工艺的经济性。这也就是我们平常所指的多级注射技术，这在现代注塑机上已普遍使用。目前大多中型以上的注塑机已有五～六级注射压力、速度变化以及三～四级保压压力变化（因保压阶段，熔体已充满型腔，此时熔料经保压压力流入型腔的补缩料已经有限，故保压速度的影响不大）。
注射速度选择的原则
由于塑料制品的形状复杂，塑料熔体在注射过程中流经主流道、分流道、浇口以及模腔中各个断面的流动与形变极为复杂。近年来，通过流变学的研究以及结合CAE技术，得出结论：要使制品质量好而且内应力小，最重要的条件是必须使熔体的流场合理均匀，也就是熔体流动前沿速度在注塑过程不同时刻流经不同截面时保持均匀稳定，即线速度必须保持恒定，V=常量。这样生产出的制品质量好，不易出现缩瘪和填充不足等缺陷，同时熔体在型腔内的流动场均匀，保证了聚合物分子取向的合理，可获得较好的制品表面质量。
由于注塑制品几何形状复杂，塑料熔体流经模腔各断面的面积有大有小，阻力也有大有小，因此流量Q=V×S（S为断面面积）也是变量，这就造成了流量是时间的函数关系，同时注射压力也是时间的函数关系，兼顾到工艺的经济性即缩短注射时间和成型周期，因此需要用多级注射来实现，从而保证制件的质量和经济性。
注射速度的合理选择
根据注射过程中熔体的流动，我们一般将注射速度划分为五个部分：
第一部分为主流道和分流道部分，原则上采用高速充填，这样可以缩短成型周期，但必须考虑的是此高速注射不应使表面出现质量不佳的现象；
第二部分为浇口以及浇口附近的制品部分，这一阶段针对不同原材料以及浇口形式作相应的变化，通常采用较低的注射速度，特别是对于高粘度的树脂，如PC、PMMA、ABS等，以及侧浇口（直冲浇口，如柜机透明片、窗机面板门盖及纵向叶片等），防止出现喷射纹以及浇口雾斑等现象。若浇口采用点浇口或搭接式浇口并且原材料为低粘度的树脂如PP、PA、PBT等以及浇口附近表面质量要求不高的情况下，则可采用高速注射；
第三部分为成型制件的主体部分，也就是浇口附近的制品被充填后到成型制件重量约70%～80%左右，这一部分采用高速注射的原则，目的在于缩短成型周期，减小熔体在金属模腔内的粘度变化，同时还可提高制品表面的光泽度，并谋求减少由于最后充模时塑料压力降低而引起的变形，提高熔接缝强度，改善熔接线外观；
第四部分为接近于快充满型腔85%～90%左右，这一部分采用中速注射，目的是为向下一阶段的低速注射进行过渡，同时防止成型制品偏厚以及由于浇口不均衡而产生飞边；
第五部分为最终充满型腔部分，此处应采用低速注射，防止产生飞边、燃烧印，并且提高制品的尺寸和重量的稳定性，同时还可以控制降低锁模压力。
注射速度曲线的给定与修正
知道了注射速度的选择原则和合理分布，在实际操作过程中如何准确地设定注射速度曲线也就成了工艺人员把握的重点。注射速度的给定：工艺人员在设定注射速度曲线时应把握两点，⑴是注射速度的大小，⑵是注射位置的给定。通常的做法是采用“0注射法”给定螺杆注射位置，即将第二段注射压力、速度置于0，调整注射位置来观察实际注射成型制品的大小形状，与所需确定的位置进行比较来确定，然后再给定二级注射压力、速度、位置，将三级注射压力、速度置于0，同样比较输入的位置是否合理，依此类推确定给料量；然后调整速度，一般由低向高进行调整，在不影响产品表面质量的前提下，尽量采用高速充填，以缩短成型周期。注射速度的修正：在修正注射速度曲线时需反向确定，即首先确定调整注射速度，然后进行注射速度变化的转换位置的复核，因为在给定注射曲线时注射位置基本上符合我们的预期，然而由于注射速度的变化会使相同注射速度转换位置的充填结果产生偏差。 （图片） （图片） （图片） （图片） | |
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