注塑螺桿定義及工作原理
螺桿的結(jié)構(gòu)將直接影響到這些作用的程度。普通注塑螺桿結(jié)構(gòu),也有為了提高塑化質(zhì)量設(shè)計(jì)成分離型螺桿,屏障型螺桿或分流型螺桿。料筒的結(jié)構(gòu)其實(shí)就是一根中間開了下料口的圓管。在塑料的塑化過程中,其前進(jìn)和混合的動(dòng)力都是來源于螺桿和料筒的相對旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)塑料在螺桿螺槽中的不同形態(tài),一般把螺桿分為三段:固體輸送段(也叫加料段)、熔融段(也叫壓縮段)、均化段(也稱計(jì)量段)。
(1)塑化成型基本原理
塑料通過轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿的輸送作用,不斷向前運(yùn)動(dòng)。塑料在這種運(yùn)動(dòng)過程中,經(jīng)歷了料筒的加熱、螺桿摩擦熱及剪切熱的共同作用,逐步受熱軟化,最后成為熔體(即處于熔融粘流狀態(tài))。熔體在螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)下被推至螺桿頭部并儲(chǔ)存在料筒前端的區(qū)域(即存料區(qū)),存料區(qū)中的熔體具有一定的壓力,熔體壓力作用于螺桿上推動(dòng)螺桿往后退,螺桿能否后退及后退的速度的大小,取決于螺桿后退時(shí)所要克服的各阻力的大?。ㄈ缒Σ磷枇?、注射油缸內(nèi)工作油的回泄阻力即注射油缸的背壓,也稱螺桿背壓等)。由于注塑螺桿在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還有向后的直線運(yùn)動(dòng),將塑化這一過程變得更為復(fù)雜,當(dāng)前還沒有成熟的理論可以描述這一過程,很多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來自于經(jīng)驗(yàn)。
(2)螺桿基本結(jié)構(gòu)名稱術(shù)語與相關(guān)功能
加料段:加料段是由加料區(qū)(又稱冷卻料斗區(qū))、固體輸送區(qū)以及一個(gè)過渡的遲滯區(qū)所組成,其職能主要是對塑料進(jìn)行壓實(shí)和輸送,此段的工作過程如下:
塑料自加入料斗進(jìn)入螺桿以后,在旋轉(zhuǎn)著的螺桿的作用下,通過機(jī)筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實(shí)。一般地,塑料在加料段是呈固態(tài)向前輸送的。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察,通常在接近加料段的末端,由于強(qiáng)烈的摩擦熱的作用,與機(jī)筒內(nèi)壁相接觸的塑料已達(dá)到粘流態(tài)溫度,開始熔融,而出現(xiàn)一個(gè)過渡區(qū)。
壓縮段:
此段的作用是使塑料進(jìn)一步壓實(shí)和塑化,使包圍在塑料內(nèi)的空氣壓回到加料口處排出,并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能。這一段的螺槽應(yīng)該是壓縮型的。其工作過程如下:
當(dāng)塑料從加料段進(jìn)入熔融段后,隨著塑料的繼續(xù)向前輸送,并由于螺桿螺槽的逐漸變淺,以及過濾網(wǎng)、分流板和機(jī)頭的阻礙作用,塑料逐漸形成高壓,并進(jìn)一步被壓實(shí)。與此同時(shí),物料受到來自機(jī)筒的外部加熱和螺桿與機(jī)筒的強(qiáng)烈攪拌、混合和剪切等作用,塑料溫度不斷升高,熔融塑料(稱為液相或熔池)量不斷增加,而未熔融的固態(tài)塑料(稱為固相或固體床)則不斷減少。至熔融段末端,塑料全部或大部分熔融而轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。
均化段:
塑料進(jìn)入計(jì)量段后將進(jìn)一步塑化和均勻化,并使之定壓、定量和定溫。
均化段越長,塑化效果越好。
均化段的槽深,對螺桿的塑化速度,有直接關(guān)系。
槽深比:
加料段槽深/均化段槽深
槽深比對塑化質(zhì)量、溫度控制有直接的影響。
槽深比大,塑化質(zhì)量好,但不適合高粘度和易分解的原料。
長徑比:
(加料段長度+壓縮段長度+均化段長度)/螺桿直徑。
長徑比大,有利于塑料塑化的質(zhì)量和穩(wěn)定,但不適合一些高粘度和易分解的原料。
混煉頭:
在螺桿頭部提高塑化效果的裝置,對提高混色有一定作用,但不適合高粘度的和易分解的原料。
副螺紋:
附加螺紋,副螺距與主螺紋不同,主要用于提高塑化效果。同時(shí),副螺紋對于部分原料,還可以提高塑化速度。
(3)螺桿、料筒組件的基本名稱術(shù)語與相關(guān)功能
1、噴嘴
2、高強(qiáng)度內(nèi)六角螺釘
3、前機(jī)筒(噴嘴法蘭)
4、料筒
5、螺桿頭
6、止逆環(huán)
7、推力環(huán)
8、螺桿
料筒:主要功能是保證原料的輸送。輸送的基本原理,是依靠料筒內(nèi)壁的摩擦力進(jìn)行原料輸送的。料筒內(nèi)壁光潔度過高,原料將無法向前輸送,因此,為提高加料段的輸送效率,在注射料筒的加料段也有開槽的結(jié)構(gòu)。
分流梭(過膠頭):
分流梭是裝在螺桿前端形狀象體的零件。分流梭在塑料塑化時(shí)的作用主要是分流混合塑料熔體,使熔體進(jìn)一步混練均勻。同時(shí)分流梭還有在塑化時(shí)限定止逆環(huán)位置的作用。
為了進(jìn)一步加強(qiáng)混煉作用,建議在250噸以上鎖模力注塑機(jī)上采用屏障型混煉結(jié)構(gòu)。的分流梭。不僅可以提高制品顏色的均勻程度,也使制品的機(jī)械強(qiáng)度更高。
止逆環(huán)(過膠圈):
用來防止注射時(shí)熔料回泄,屬于易于磨損的零件。止逆環(huán)的作用就是止逆。在工作時(shí),止逆環(huán)止逆墊圈(過膠墊圈)接觸形成一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu),阻止塑料熔體泄漏止逆環(huán)工作原理。
一臺(tái)注塑機(jī)注塑制品重量的精密程度與止逆環(huán)止逆動(dòng)作的快慢關(guān)系很大。而一個(gè)止逆環(huán)動(dòng)作反應(yīng)的快慢,是由它的止逆動(dòng)作行程、密封壓合時(shí)間,離開分流梭時(shí)間等因素決定的。我們曾經(jīng)試過多種止逆環(huán)結(jié)構(gòu)和零件參數(shù),最后才通過實(shí)驗(yàn)確定化的止逆面參數(shù)、止逆環(huán)與分流梭貼合參數(shù)、止逆環(huán)與機(jī)筒間隙參數(shù)等??梢詫?shí)現(xiàn)高精密注射量控制。
通常有兩種結(jié)構(gòu),爪式:螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步轉(zhuǎn)動(dòng),環(huán)式:螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)或少量轉(zhuǎn)動(dòng)。
射嘴:
射嘴是聯(lián)接料筒和模具的過渡部分。注射時(shí),料筒內(nèi)的熔料在螺桿的推動(dòng)下,以高壓和快速流經(jīng)射嘴注入模具。因此射嘴的結(jié)構(gòu)形式、噴孔大小以及制造精度將影響熔料的壓力和溫度損失,射程遠(yuǎn)近、補(bǔ)縮作用的優(yōu)劣以及是否產(chǎn)生"流涎"現(xiàn)象等。目前使用的噴嘴種類繁多,且都有其適用范圍,這里只討論用得最多三種。
(1)直通式射嘴這種射嘴呈短管狀,熔料流經(jīng)這種噴嘴時(shí)壓力和熱量損失都很小,而且不易產(chǎn)生滯料和分解,所以其外部一般都不附設(shè)加熱裝置。但是由于射嘴體較短,伸進(jìn)定模板孔中的長度受到限制,因此所用模具的主流道較長。為彌補(bǔ)這種缺陷而加大射嘴的長度,成為直通式射嘴的一種改進(jìn)型式,又稱為延伸式射嘴。這種射嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。為了濾掉熔料中的固體雜質(zhì),射嘴中也可加設(shè)過濾網(wǎng)。以上兩種射嘴適用于加工高粘度的塑料,加工低粘度塑料時(shí),會(huì)產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。
(2)自鎖式射嘴注射過程中,為了防止熔料的流涎或回縮,需要對射嘴通道實(shí)行暫時(shí)而采用自鎖式射嘴。自鎖式射嘴中以彈簧式和針閥式泛,這種射嘴是依靠彈簧壓合射嘴體內(nèi)的閥芯實(shí)現(xiàn)自鎖的。注射時(shí),閥芯受熔料的高壓而被頂開,熔型遂向模具射出。熔膠時(shí),閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。其優(yōu)點(diǎn)是能有效地杜絕注射低粘度塑料時(shí)的"流涎"現(xiàn)象,使用方便,自鎖效果顯著。但是,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,注射壓力損失大,射程較短,補(bǔ)縮作用小,對彈簧的要求高。
(3)杠桿針閥式射嘴這種噴嘴與自鎖式射嘴一樣,也是在注射過程中對射嘴通道實(shí)行暫時(shí)啟閉的一種,它是用外在液壓系統(tǒng)通過杠桿來控制聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟閉閥芯的。使用時(shí)可根據(jù)需要使操縱的液壓系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)地開啟閥芯,具有使用方便,自鎖可靠,壓力損失小,計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。此外,它不使用彈簧,所以,沒有更換彈簧之慮,主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本較高。
注射時(shí),塑料熔體在螺桿的推動(dòng)下,以的剪切速度流經(jīng)射嘴而進(jìn)入模腔。在這種高速剪切作用下,熔體溫度快速升高。特別是對于粘度較高的PVC、PP-R、PMMA、PC、高抗沖擊ABS等,過小的射嘴孔直徑會(huì)造成塑料的高溫分解。而對于充模困難的薄壁精密制品,則宜用射程較遠(yuǎn)的射嘴,對于厚壁制品則需要補(bǔ)塑作用好的射嘴。另外,對于某些熔體粘度很低的塑料(如PA等),需要使用具有防流涎功能的自鎖射嘴。
在許多機(jī)器上,除了針對一般粘度的通用型射嘴,還有自鎖射嘴、PVC射嘴、PMMA射嘴等特殊射嘴可供選用,如果需要,也可以提供射程較遠(yuǎn)的針對薄壁制品的專用射嘴。
法蘭:
法蘭是連接射嘴與機(jī)筒的零件?在塑料的塑化注射過程中只起通道的作用。如果法蘭與射嘴或法蘭與機(jī)筒的結(jié)合面出現(xiàn)較大的間隙或槽,則會(huì)因塑料在間隙或槽中滯留時(shí)間過長分解而出現(xiàn)制品黑點(diǎn)。
加料斗:
加料斗是儲(chǔ)存塑料原料的部件,也有的在加料斗上加上發(fā)熱和吹風(fēng)裝置做成干燥料斗。加料斗的形狀一般是下部圓錐形與上部圓筒形。圓錐形的錐面斜度對于不同粒度、不同顆粒形狀、顆粒之間摩擦系數(shù)和粘結(jié)系數(shù)不同的塑料部有不同的值,否則不是浪費(fèi)了加料斗的儲(chǔ)料量就是出現(xiàn)加料不暢或根本不下料的"架橋"或"漏斗成管"現(xiàn)象。
引起"架橋"現(xiàn)象的原因是因?yàn)樗芰项w粒之間在圓錐小口處形成能支撐在其上方的物料的開然橋,對于顆粒較大以及形狀不規(guī)則的再生料比較容易發(fā)生。"漏斗成管"是因?yàn)橥铝鞯念w粒不足以拉動(dòng)其相鄰的顆粒一起流動(dòng),這往往在塑料粒度較小時(shí)發(fā)生。一般的解決方法是在加料斗上裝振動(dòng)裝置或減小圓錐斜度。如果機(jī)筒上熱量傳遞到加料斗使加料斗溫度過高,塑料粒表面軟化或粘結(jié)成塊,更容易形成"架橋"或阻塞。
注塑螺桿工作過程描述
在有關(guān)塑料塑化的教材上中,都把塑料在螺桿的固體輸送段看成一個(gè)塑料顆粒間沒有相互運(yùn)動(dòng)的固體床,然后通過固體床與料筒壁、與螺棱推進(jìn)面以及與螺槽表面相互運(yùn)動(dòng)和摩擦的理想狀態(tài)的計(jì)算,來確定塑料向前輸送的速度。
這與實(shí)際情況有不少差距,也不能以此為依據(jù)來分析不同形狀塑料顆粒的進(jìn)料情況。如果塑料的顆粒不大,它們在被料筒內(nèi)壁拉動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)分層和翻滾,并逐步被壓實(shí)形成固體塞。當(dāng)望料顆粒的直徑與螺槽深度尺寸差不多時(shí),它們的運(yùn)動(dòng)軌跡基本上是沿螺槽徑向的直線運(yùn)動(dòng)加上轉(zhuǎn)一個(gè)角度的直線運(yùn)動(dòng)。由于顆粒大時(shí)塑料在螺槽中的排列很疏松,所以其輸送速度也較慢。當(dāng)顆粒大到一定程度,在進(jìn)入壓縮段而其直徑大于螺槽深度時(shí),塑料就會(huì)卡在螺桿與機(jī)筒之間,如果向前拉動(dòng)的力不足以克服壓扁塑料顆粒所需的力,則塑料會(huì)卡在螺槽里不向前推進(jìn)。
塑料在接近熔點(diǎn)溫度時(shí),與料筒相接觸的塑料已開始熔融而形成一層熔膜。當(dāng)熔膜厚度超過螺桿與料筒間的間隙時(shí),螺棱頂部把熔膜從料筒內(nèi)壁徑向地刮向螺棱根部,從而逐漸在螺棱的推進(jìn)面匯集成旋渦狀的流動(dòng)區(qū)——熔池。
由于熔融段螺槽深度的逐漸變淺以及熔池的擠壓,固體床被擠向料筒內(nèi)壁,這樣就加速了熱料筒向固體床的傳熱過程。同時(shí),螺桿的旋轉(zhuǎn)使固體床和機(jī)筒內(nèi)壁之間的熔膜產(chǎn)生剪切作用,從而使熔膜和固體床分界面間的固體熔化。隨著固體床的螺旋形向前推移,固體床的體積逐漸縮小,而熔池的體積逐漸增大。如果固體床厚度減小的速度低于螺槽深度變淺的速度,則固體床就可能部分或堵塞螺槽,使塑化產(chǎn)生波動(dòng),或者由于局部壓力過大造成摩擦生熱劇增,從而產(chǎn)生局部過熱。
在螺桿均化段,固體床已經(jīng)因體積過小而破裂形成分散在熔池里的小固體顆粒。這些固體顆粒通過各自與包覆周圍的熔體摩擦及熱傳遞而熔融。面這時(shí),螺桿的功能主要是通過攪拌塑料熔體使之混合均勻,熔體的速度分布從貼近料筒壁的速到貼近螺槽底部的速。如果螺槽深度不大而熔體粘度很高,則這時(shí)熔體分子間的摩擦?xí)軇×摇?/div>
由于各種塑料的熔融速度、熔體粘度、熔融溫度范圍、粘度對溫度及剪切速率的敏感程度、高溫分解氣體的腐蝕性、塑料顆粒間的摩擦系數(shù)差異很大,通常意義上的普通通用螺桿在加工某些熔體特性比較突出的塑料(如Pc、PA、高分子ABS、PP-R、PVC等)時(shí)會(huì)出現(xiàn)某一段剪切熱過高的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象—般可通過降低螺桿轉(zhuǎn)速得以消除。但這勢必影響生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)對這些塑料的高效塑化,本公司先后開發(fā)了這些塑料的專用塑化螺桿和料筒。這些專用螺桿和料筒在設(shè)計(jì)時(shí)針對的主要問題是以上塑料的固體摩擦系數(shù)、熔體粘度、熔融速度等。
注塑螺桿基本型式及主要參數(shù)
注塑螺桿的基本型式及主要參數(shù)一般螺桿分為三段即加料段,壓縮段,均化段。加料段——底經(jīng)較小,主要作用是輸送原料給后段,因此主要是輸送能力問題,參數(shù)(L1,h1),h1=(0.12-0.14)D。壓縮段——底經(jīng)變化,主要作用是壓實(shí)、熔融物料,建立壓力。參數(shù)壓縮比ε=h1/h3及L2。準(zhǔn)確應(yīng)以漸變度A=(h1-h(huán)3)/L2。均化段(計(jì)量段)——將壓縮段已熔物料定量定溫地?cái)D到螺桿最前端、參數(shù)(L3,h3),h3=(0.05-0.07)D。對整條螺桿而言,參數(shù)L/D-長徑比L/D利弊:L/D與轉(zhuǎn)速n,是螺桿塑化能力及效果的重要因素,L/D大則物料在機(jī)筒里停留時(shí)間長,有利于塑化,同時(shí)壓力流、漏流減少,提高了塑化能力,同時(shí)對溫度分布要求較高的物料有利,但大之后,對制造裝配使用上又有負(fù)面影響,一般L/D為(18~20),但目前有加大的趨勢。其它螺距S,螺旋升角φ=πDtgφ,一般D=S,則φ=17°40′。φ對塑化能力有影響,一般來說φ大一些則輸送速度快一些,因此,物料形狀不同,其φ也有變化。粉料可取φ=25°左右,圓柱料φ=17°左右,方塊料φ=15°左右,但φ的不同,對加工而言,也比較困難,所以一般φ取17°40′。棱寬e,對粘度小的物料而言,e盡量取大一些,太小易漏流,但太大會(huì)增加動(dòng)力消耗,易過熱,e=(0.08~0.12)D。總而言之,在目前情況下,因缺乏必要的試驗(yàn)手段,對螺桿的設(shè)計(jì)并沒有完整的設(shè)計(jì)手段。
大部分都要根據(jù)不同的物料性質(zhì),憑經(jīng)驗(yàn)制訂參數(shù)以滿足不同的需要,各廠大致都一樣。下面就幾種專用螺桿的設(shè)計(jì)結(jié)合其物料特性作簡單介紹:
一.PC料(聚碳酸酯)
特點(diǎn):
①非結(jié)晶性塑料,無明顯熔點(diǎn),玻璃化溫度140°~150℃,熔融溫度215℃~225℃,成型溫度250℃~320℃。
②粘度大,對溫度較敏感,在正常加工溫度范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性較好,300℃長時(shí)停留基本不分解,超過340℃開始分解,粘度受剪切速率影響較小。
③吸水性強(qiáng)參數(shù)選定:
a.L/D針對其熱穩(wěn)定性好,粘度大的特性,為提高塑化效果盡量選取大的長徑比,本廠取26。由于其融熔溫度范圍較寬,壓縮可較長,故采用漸變型螺桿。L1=30%全長,L2=46%全長。
b.壓縮比ε由漸變度A需與熔融速率相適應(yīng),但目前融熔速率還無法計(jì)算得出,根據(jù)PC從225℃融化至320℃之間可加工的特性,其漸變度A值可相對取中等偏上的值,在L2較大的情況下,普通漸變型螺桿ε=2~3,本廠取2.6。
c.因其粘度高,吸水性強(qiáng),故在均化段之前,壓縮段之后于螺桿上加混煉結(jié)構(gòu),以加強(qiáng)固體床解體,同時(shí),可使其中夾帶的水份變成氣體逸出。
d.其它參數(shù)如e,s,φ以及與機(jī)筒的間隙都可與其它普通螺桿相同。
二.PMMA(有機(jī)玻璃)
特點(diǎn):
①玻璃化溫度105℃,熔融溫度大于160℃,分解溫度270℃,成型溫度范圍很寬。
②粘度大,流動(dòng)性差,熱穩(wěn)定性較好。
③吸水性較強(qiáng)。參數(shù)選擇
a.L/D選取長徑比為20~22的漸變型螺桿,視其制品成型的精度要求一般L1=40%,L2=40%。
b.壓縮比ε,一般選取2.3~2.6。
c.針對其有一定親水性,故在螺桿的前端采用混煉環(huán)結(jié)構(gòu)。
d.其它參數(shù)一般可按通用螺桿設(shè)計(jì),與機(jī)筒間隙不可太小。
三.PA(尼龍)
特性:
①結(jié)晶性塑料,種類較多,種類不一樣,其熔點(diǎn)也不一樣,且熔點(diǎn)范圍窄,一般所用PA66其熔點(diǎn)為260℃~265℃。
②粘度低,流動(dòng)性好,有比較明顯的熔點(diǎn),熱穩(wěn)定性差。
③吸水性一般。參數(shù)選擇
a.L/D選取長徑比18~20的突變型螺桿。
b.壓縮比,一般選取3~3.5,其中防止過熱分解h3=0.07~0.08D。
c.因其粘度低,故止逆環(huán)處與機(jī)筒間隙應(yīng)盡量小,約0.05,螺桿與機(jī)筒間隙約0.08,如有需要,視其材料,前端可配止逆環(huán),射嘴處應(yīng)自鎖。
d.其它參數(shù)、可按通用螺桿設(shè)計(jì)。
四.PET(聚酯)
特性:
①熔點(diǎn)250℃~260℃,吹塑級PET則成型溫度較廣一點(diǎn),大約255℃~290℃。
②吹塑級PET粘度較高,溫度對粘度影響大,熱穩(wěn)定性差。
參數(shù)選擇
①L/D一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。
②采用低剪切、低壓縮比的螺桿,壓縮比ε,一般取1.8~2,同時(shí)剪切過熱導(dǎo)致變色或不透明h3=0.09D。③螺桿前端不設(shè)混煉環(huán),以防過熱,藏料。
④因這種材料對溫度較敏感,而一般廠家多用回收料,為提高產(chǎn)量,我廠采用的是低剪切螺桿,所以可適當(dāng)提高馬達(dá)轉(zhuǎn)速,以達(dá)到目的。同時(shí)在使用回收料方面(大部分為片料),本廠根據(jù)實(shí)際情況,為加大加料段的輸送能力,也采取了加大落料口徑在機(jī)筒里開槽等方式,取得了比較好的效果。
五.PVC(聚氯乙烯)
熱敏性物料,一般分為硬質(zhì)和軟質(zhì),其區(qū)別在于原料中加入增塑劑的多少,少于10%的為硬質(zhì),多于30%為軟質(zhì)。特點(diǎn):
①無明顯熔點(diǎn),60℃變軟,100℃~150℃粘彈態(tài),140℃時(shí)熔融,同時(shí)分解,170℃分解迅速,軟化點(diǎn)接近于分解點(diǎn),分解釋放于HC1氣體。
②熱穩(wěn)定性差,溫度、時(shí)間都會(huì)導(dǎo)致分解,流動(dòng)性差。設(shè)計(jì)原則
a.溫度控制嚴(yán)格,螺桿設(shè)計(jì)盡量要低剪切,防止過熱。
b.螺桿、機(jī)筒要防腐蝕。
c.注塑工藝需嚴(yán)格控制。一般講,螺桿參數(shù)為L/D=16~20,h3=0.07D,ε=1.6~2,L1=40%,L2=40%。為防止藏料,無止逆環(huán),頭部錐度20°~30°,對軟膠較適應(yīng),如制品要求較高,可采用無計(jì)量段,分離型螺桿,此種螺桿對硬質(zhì)PVC較適合,而且為配合溫控,加料段螺桿內(nèi)部加冷卻水或油孔,機(jī)筒外加冷水或油槽,溫度控制精度±2℃左右。
PC料的注塑工藝及螺桿的選擇:
PC性能優(yōu)異,透明度較高,沖擊韌性好,耐蠕變,使用溫度范圍寬,
PC的工藝特性是:
熔融粘度對剪切率的敏感性小,而對溫度的敏感性大,無明顯熔點(diǎn),熔融體粘度較高,高溫下樹脂易水解,制品易開裂。
針對這些特性,我們特別要注意區(qū)別對待:
要增加熔體的流動(dòng)性,不是用增大注射壓力而應(yīng)采用提高注射溫度的辦法來達(dá)到。要求模具的流道、澆口短而粗,以減少流體的壓力損失,同時(shí)要較高的注射壓力。樹脂在成型加工之前需進(jìn)行充分的干燥處理,使其含水量控制在0.02%以下,此外,在加工過程中對樹脂還應(yīng)采取保溫措施,以防重新吸濕。不僅需要合理的制品設(shè)計(jì),還應(yīng)正確掌握成型工藝,如提高模具溫度,對制品進(jìn)行后處理等可以減少或消除內(nèi)應(yīng)力。視產(chǎn)品的不同狀況及時(shí)調(diào)正工藝參數(shù)。
下面談?wù)劤尚凸に嚕?/div>
1、注射溫度必須綜合制品的形狀、尺寸,模具結(jié)構(gòu)。制品性能、要求等各方面的情況加以考慮后才能作出。一般在成型中選用溫度在270~320℃之間,過高的料溫如超過340℃時(shí),PC將會(huì)出現(xiàn)分解,制品顏色變深,表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點(diǎn)、氣泡等缺陷,同時(shí)物理機(jī)械性能也顯著下降。
2、注射壓力對PC制品的物理機(jī)械性能,內(nèi)應(yīng)力、成型收縮率等有一定的影響對制品的外觀及脫模性有較大的影響,過低或過高的注射壓力都會(huì)使制品出現(xiàn)某些缺陷,一般注射壓力控制在80——120MPa之間,對薄壁,長流程,形狀復(fù)雜,澆口較小的制品,為克服熔體流動(dòng)的阻力,以便及時(shí)充滿模腔,才選用較高的注射壓力(120——145MPa)。從而獲得完整而表面光滑的制品。
3、保壓壓力及保壓時(shí)間保壓壓力的大小及保壓時(shí)間的長短對PC制品的內(nèi)應(yīng)力有較大的影響,保壓壓力過小,補(bǔ)縮作用小易出現(xiàn)真空泡或表面出現(xiàn)縮凹,保壓壓力過大,澆口周圍易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,在實(shí)際加工中,常以高料溫,低保壓的辦法來解決。保壓時(shí)間的選擇應(yīng)視制品的厚薄,澆口大小,模溫等情況而定,一般小而薄制品不需很長的保壓時(shí)間,相反,大而厚的制品保壓時(shí)間應(yīng)較長。保壓時(shí)間的長短可通過澆口封口時(shí)間的試驗(yàn)予以確定。
4、注射速度對PC制品的性能無十分明顯的影響,除了薄壁,小澆口,深孔,長流程制品外,一般采用中速或慢速加工,是多級注射,一般采用慢——快——慢的多級注射方式。
5、模具溫度一般控制在80——100℃就可以,對形狀復(fù)雜,較薄,要求較高的制品,也可提高到100——120℃,但不能超過模具熱變形溫度。
6、螺桿轉(zhuǎn)速與背壓由于PC熔體粘度較大,從有利塑化,有利排氣,有利塑機(jī)的維護(hù)保養(yǎng),防止螺桿負(fù)荷過大,對螺桿的轉(zhuǎn)速要求不可太高,一般控制在30——60r/min為宜,而背壓控制在注射壓力的10——15%之間為宜。
7、PC在注塑過程中要嚴(yán)格控制脫模劑的使用,同時(shí)再生料的使用不能超過三次,使用量應(yīng)為20%左右。對生產(chǎn)PC制品的塑機(jī)要求:要求制品的注射量(包括流道、澆口等)應(yīng)不大于公稱注射量的70——80%,螺桿選用單頭螺紋等螺距,帶有止回環(huán)的漸變壓縮型螺桿,螺桿的長徑比L/D為15——20,幾何壓縮比C/R。
注塑螺桿特殊產(chǎn)品、特殊需要而制造的專用螺桿介紹
對于一般未加阻燃劑的塑料,使用普通通用螺桿就可以加工,只需要根據(jù)不同熔融粘度選用不同直徑即可。如果是性能較特殊的塑料、特殊制品或特殊顆粒形狀的塑料,必須使用專用螺桿。通用螺桿對某一種塑料來說,在塑化和消耗功率等方面比不上專用螺桿性能*。下面就是各種特殊產(chǎn)品、特殊需要而制造的專用螺桿作逐一介紹。
PC專用螺桿
Pc為高粘度非結(jié)晶性塑料,流動(dòng)性差,長時(shí)間受熱易降解,加料扭矩大,難熔融,易滯塞,需高料溫、高壓力注射,料溫調(diào)節(jié)范圍較窄,工藝性不如PMMA。
螺桿采用進(jìn)口高合金鋼全硬化處理,有效承受高扭力、高壓力沖擊,耐磨耗,表面電鍍,耐腐蝕,平滑無孔隙以減少表面粘附和降解,細(xì)部結(jié)構(gòu)精心處理,藏膠有效防止,低剪切設(shè)計(jì),發(fā)熱小。一般取中小直徑,成型PCABS+PCPP-R、阻燃ABS等效果好。也可成型一般塑料及PMMA普通制品,但混色效果較差。如塑料中加色粉,需訂做加強(qiáng)混色型螺桿。
配合業(yè)界超薄精密成型,提供螺桿直徑大改小,長改短,提升射出壓力到3000Kgf/cm以上,射座前移改造(改造后可以正常恢復(fù)原狀)。
PMMA專用螺桿
PMMA為高粘度非結(jié)晶性塑料,質(zhì)性強(qiáng)韌加料扭矩大,難熔融,易滯塞,剪切敏感易降解,流動(dòng)性稍差,必須高料溫、高壓力注射,料溫調(diào)節(jié)范圍寬,工藝性較好。
CP、CA酸性螺桿組件:
針對CP、CA等酸性塑料腐蝕性強(qiáng)的特性,螺桿、熔膠筒以及其它塑化零件在結(jié)構(gòu)及表面處理上都做了特殊設(shè)計(jì)螺桿組件耐腐蝕性好。推薦配套使用雙合金料筒以耐腐蝕。
PVC專用螺桿
PVC塑料可分為粒狀及粉狀,對溫度的反應(yīng)非常敏感易分解,粘度高、腐蝕性強(qiáng)。螺桿的設(shè)計(jì)有兩個(gè)特點(diǎn):表面必須鍍鉻;沒有分膠圈及分膠介子。
螺桿塑化好、剪切發(fā)熱少,耐酸性腐蝕。因?yàn)闆]有過膠圈,不能用于低粘度塑料和注射速度壓力分級較精確的制品。
螺桿的設(shè)計(jì)有兩種:螺桿和分膠頭一體式;螺桿和分膠頭分開式。對產(chǎn)品的質(zhì)量要求高和只打制單一塑(PVC)則使用連體式最合適,反之則可選用分體式,但需注意,螺桿和分膠頭分開易造成積料。但選用何種螺桿我司建議必須加上專用溫度表作精確的溫度控制,由于需散熱降溫,做PVC產(chǎn)品時(shí)熔膠筒要采用強(qiáng)制風(fēng)冷措施與螺桿配合使用。打制玩具的軟PVC除外。
PU、TPU專用螺桿
針對PU剪切敏感易過火,粘附力強(qiáng)和特點(diǎn)而設(shè)計(jì),表面電鍍硬鉻,加料順暢,塑化效率高,溫升低軟膠、EVA發(fā)泡型專用螺桿低剪切,高輸送效率設(shè)計(jì),表面電鍍硬鉻。
PET專用桿
PET塑料為現(xiàn)時(shí)一般塑料瓶裝飲料的常用原料,粘度低、流動(dòng)性好、比熱容大、易粘料,,成型溫度高,但料溫調(diào)節(jié)范圍窄,工藝性差,PET射出成型時(shí)若料溫太高、螺桿剪切太大或轉(zhuǎn)速太快時(shí)均容易產(chǎn)生乙醛而導(dǎo)致酸化。
針對PET以及PET瓶坯要求塑化快、塑化均勻的特性,螺桿塑化好、穩(wěn)定性高、不粘料、熔膠速度快、所做瓶坯吹瓶時(shí)成率高。也可成型一般塑料。但要注意在大陸一般的生產(chǎn)商在打制PET瓶坯時(shí)會(huì)加進(jìn)水口料,在此情況下則PET專用螺桿并不是很適用,反之普通螺桿鍍鉻更為合適。有必要在射咀中附加防流涎裝置。
PA6/66/46/6T專用螺桿釘
PA為低粘度結(jié)晶性塑料,高溫、熔融速度快,自潤滑性好,流動(dòng)性好屬水性易流涎,溫度敏感易冷頭、吸濕性大易卡住加料段螺槽,著色難。
螺桿壓縮比大,止逆精密,混色效果好,進(jìn)料量穩(wěn)定、塑化效率高,排氣效果好。一般取中間直徑,成型PA、PPLCP等結(jié)晶型低粘度塑料效果好.也可成型一般塑料。對于PC、PMMA阻燃ABS等高粘度及熱穩(wěn)定性差的塑料不適用(中段溫度過高、分解),成型POM有必要電鍍硬鉻。射咀恒溫加熱,且必要附加防流涎裝置。
PPO專用螺桿
PPO屬非結(jié)晶材料,難熔融,易滯塞,對剪切敏感,易降解。
推薦使用雙合金提高耐磨、耐腐蝕性,C級即可,螺桿加料順暢,產(chǎn)生壓力穩(wěn)定
PBT+GF專用螺桿
PBT屬飽和樹脂,半結(jié)晶材料,熔融度高,結(jié)晶迅速固化快,容易分解,對壓力敏感以及需添加玻璃纖維。
必須使用雙合金提高耐磨性,根據(jù)加織量,有C、B、A三種工程等級可選,螺桿產(chǎn)生壓力穩(wěn)定。成型PBT+GFPA+GF等結(jié)晶型低粘度普通工程塑料效果好。
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