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注塑成型熱塑性塑料的加工技術

文字:[大][中][小] 2015-2-23    瀏覽次數:1047    

熱塑性塑料注塑成型這種方法即是將塑料材料熔融,然后將其注入膜腔。熔融的塑料一旦進入模具中,它就受冷依模腔樣成型成一定形狀。 所得形狀往往就是最后的成品,在安裝或作為最終成品使用之前不再需要其它的加工。許多細部,諸如凸起部。肋、螺紋,都可以在注射模塑一步操作中成型出來。 注射模塑機有兩個基本部件:用于熔融和把塑料送人模具的注射裝置與合模裝置。

合模裝置的作用在于:(1)使模具在承受住注射壓力情況下閉合;(2)將制品取出。 注射裝置在塑料注入模具之前將其熔融,然后控制壓力和速度將熔體注入模具。目前采用的注射裝置有兩種設計:螺桿式預塑化器或雙級裝置,以及往復式螺桿。螺桿式預塑化器利用預塑化螺桿(第一級)再將熔融塑料送人注料桿(第二級)。 螺桿預塑化器的優點是熔融物質量恒定,高壓和高速,以及精確的注射量控制(利用活塞沖程兩端的機械止推裝置)。這些長處正是透明、薄壁制品和高生產速率所需要的。其缺點包括不均勻的停留時間(導致材料降解)、較高的設備費用和維修費用。 最常用的往復式螺桿注射裝置不需柱塞即將塑料熔融并注射。將料斗中的粉狀或粒狀塑料熔融,通過轉動的螺桿送到螺桿前端止逆間處,塑料流體流經螺桿前端并堆積于螺桿前方。螺桿前方熔融塑料的積累將螺桿推向注射裝置的后部,螺桿的轉動、熔融物的積累和向后部的移動一直持續到形成一定的注射量。

在下一個設備工作周期中,螺桿末梢止逆問關閉,防止物料沿螺桿返回。螺桿梢和進料螺桿的作用有如注料柱塞,將塑料壓人模具。 往復式螺桿的優點包括減少了塑料的停留時間,自潔螺桿和螺桿梢。這些優點在加工熱敏性材料以及當采用帶色原料或樹脂品種變更時,螺桿和機筒都要清理時,都是關鍵所在。

目前廣泛應用的合模裝置設計包括:肘桿式合模裝置、液壓式合模裝置和液壓一機械式合模裝置。肘桿式合模裝置鑒于其設計在制造時成本低,適用于小噸位設備。其特點包括閉鎖作業的高機械效益、內設鎖模減慢裝置、模具損壞慢以及快速的合模操作。

合模油缸把橫頂板推向前,使連肘伸長并使壓板朝前運動。合模裝置關閉時,機械利益降低,促使壓板迅速移動。當壓板到達模具關閉的位置時,連肘由高速一低機械利益轉為低速一高機械利益。低速是保護模具的關鍵,而高機械利益是形成大噸位所需要的.一旦連肋充分伸展,液壓就不再是保持噸位所必須的了。為了開啟合模裝置,將液壓施加于合模柱塞相反的一面,為了防止成型好制品被損壞,要緩慢開啟模具。通過整個連肘裝置的移動和壓板裝置沿拉杠的移動(移到連肘裝置充分伸展開前模具閉合處),來調節合模裝置以適應于不同的模具高度。肘桿式合模裝置的優點包括:快速的合模操作、降低了能耗和較低的設備成本。缺點是較之液壓式合模模具復雜,連接銷和襯套要經常維修。

不過肘桿設計的發展已經可減少了肘桿合模裝置的維修,這些發展包括無油襯套,大大減少了強制性潤滑。 進展之一是全部電機采用目前已有的精密滾珠絲杠機床技術和先進的交流伺服電動機相結合,用以代替液壓動力機組。這些電動機只提供完成機器功能所需要的動力,它們大大降低了生產每一制品的總能耗。液壓合模裝置廣泛應用于150—1000t的設備中,而大部分應用于250—700t的設備中。借助增壓管(或外置油缸)迅速合模,大量油作用于小面積上的結果是速度甚快。預定液問將油從高位儲液器借助重力進入主活塞后部。在兩個半模瓣接觸前,模具應處在低速低壓保護狀態,這種狀態防止了外來物、溢料或者上一周期未取出的制品造成的損傷。當模具關閉時,預充液問關閉通向預儲液器的出口。主活塞后部產生噸級合模力。這一注射周期后,預充液問開啟,促使合模裝置漸漸開啟模瓣。在一個短距離內,合模裝置加速到快速開啟速度。 液壓合模裝置為設備的安裝和運轉提供了靈活性。由于在合模行程中的任何部位都能產生噸級合模力,所以只要通過設備的控制把位置調到相應于兩半模瓣相接觸處就可把模具接上。液壓機械合模裝置綜合了機械和液壓兩者的功能來移動合模裝置并造成噸級合模力。液壓機械設計由于受予充液間流量限止,用以作成合模裝置,均從1000t左右到更大。合模裝置的速度受制于預充液問控制的流體流量。

液壓機械設計包括如下幾個單元:把可動壓板移動到兩半模瓣,近乎互相接觸之處所用之液壓油缸;(2)防止大噸位合模力形成時朝后移動的機械鎖板;(3)移動模具最后一段距離至閉合態并產生合模力所用的短行程液壓油缸。 機器控制部分協調機器全部功能。已進展到采用多微機控制體系。為了和新的控制裝置相配套,機器液壓部分也已有所改進。與伺服控制比例閥門以及相應的放大裝置增加了靈活性和準確性,同時縮短了機器功能響應時間。微機控制體系和伺服比例液壓裝置提供動態響應以完成一真正的閉環系統。閉環系統調節機器以補償油溫、原料粘度和機器變量的變化。高水準的控制也出現在輔助設備上。(干燥器、冷卻裝置和模具溫度控制裝置),并令全部機器設備由CRT和LCD進行調定和監控。相接于主計算機上的各種機器提供整個車間監控和生產調度,SPC在機器或主計算機處提供實時監控。 塑料加工中的重要因素包括:溫度、稠度、色料分布和熔體密度。機筒溫度產生之傳導熱量和螺桿轉動產生的機械熱二者都有助于加工出優質熔體。最常見的情況是,大多用于熔融塑料的能量,通過螺桿轉動獲得。 隨螺桿轉動混煉在螺紋之間發生,塑性粒料表面被熔融塑化。當物料沿螺桿前進時,就重復著混合和剪切作用,直至塑料被完全熔融。


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