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1、李海梅，等：注射成型工艺对制品质量的影响 塑料成型加工实用技术讲座(第三讲)注射成 型工艺对 制 品质量 的影 响 李海梅高峰申长雨(郑州大学橡塑模具 国家工程研究 中心，郑州4 5 0 0 0 2)摘要介绍注射成型工艺对制品质量的影响。指 出注塑工艺参数主要有温度、压力、时间三类。对不 同的 塑料 原料、模具结构、工艺参数的选择各不相同，且各工艺参数对制品质量的影响也有较大区别。在塑料原材料、模具结 构一定的情况下，注射成型工艺参数的选取、设定对制品质量的作用显著。并指 出了注射成型工艺参数的合理选用 原则 以及如何 用 P 关系曲线对工艺参数进 行优化。关键词注射成 型 工艺参数成型质量P
2、 关 系曲线 在注塑制品的生产中，制品的质量与原材料及成型设备 的选择、成型工艺、模具条件、环境状况等密切相关。但是当 塑料原料、模具结构(制品结构、形状)、注 塑机确定 后，制品 的质量主要取决于注塑工艺过程，即注塑生产各工艺 参数 的 确定是否合适。如加工精密小模数齿轮，成型工艺对制 品尺 寸稳定性的影响高达 6 0 ，文献 21 0 用不同方法研究 了注塑工艺过程中各个参数对制品质量的影响，得到一致的 结论是：合理控制注射成型过程中的各相关参数能明显提高 注塑制品的质量。笔者介绍注射成型工艺过程及其主要的工艺参数、注射 成型工艺参数对制品质量的影响，并 以 P 关系曲线为例 说明确定合理
3、工艺参数的方法和步骤。1 注射成型工艺及其参数 完整的注射成型工艺过程包括：成型物料准备(预处 理)、注塑机成型、成型后制品的热处理和调湿处理(后处 理)三个阶段。其中，第二个阶段，即注塑机成型是决定制品 质量 的关键。这个 阶段 可 分为物 理 塑 化、制 品定 型 两个 方 面。1 1 成型装备 注塑模具 和注塑机是注射成型的主要装备。(1)注塑模具 注塑模具是通过装配形成的空腔(一个或多个)，用来 成型制品所需 的形状，生产塑料零件或产 品的一 种装置。模 具安装在注塑机上，并按如下时间顺序充填型腔：合模一注 射(热的、近乎流动的)塑料进入型腔一模塑成型(保持合模 状态，直到塑料冷却至能
4、被顶出时为止)一开模一顶出塑料 制品，见 图 1。(2)注塑机 注射成型所用的注塑机由四个作用不同的基本单元组 成：即合模机构、塑化装置、注塑装置及控制系统。1 2成型周期 在注塑机上成型制品是一周期过程。每成型一个制品，注塑机注射装置、锁模装置的各运动部件按预定的顺序依次 动作一次，因此，注射成型过程中各成型步骤的时间顺序、(1)充 填阶段；(2)后 充填阶段；(3)开模 状态 1 一循环开始；2 一浇口开始注射的时刻；3 一充填 保压的控制开关；4 一型腔完 全充满；5 一保压压力释放；6 一脱模控制开关；7 一模具打开；8 一模 具关闭；开始下一循环 图 1 注射成型的控制循环周期 合模
5、力、注塑压力和物料所经受的温度与压力变化均具有循 环重复的周期性特点。为便于对注射成型过程进行分析，可 将组成成型周期的各部分时间，按其在成型过程中的作用划 分为成型时间和辅助操作时间两大部分。前者是指熔体进 入模具、充满型腔赋形和在型腔内冷凝定型所需的全部时 间；后者是指在总周期时问内除成型时问外的其余时问，通 常包括启、闭模和顶出制品的动作时间，以及安放嵌件、涂脱 模剂和取出制品等的辅助操作时间。1、3注射成型 工艺参数 注射成型工艺参数又称注射成型工艺条件，指注射成型 加工时设定的与模具、注塑机控制相关的温度、压力、时间各 参数，主要内容见表 1。2 注塑工艺参数对成型制品质量的影响 注
6、塑过程的工艺参数与制品质量直接相关，表 2给出了 部分制品质量缺陷与注射成型工艺的关系。国家“十 五”重点 科技攻 关项 目(2 0 0 1 B A 2 0 3 B 1 6一o 2)、河南 省 自然科学 基金项 目(O 0 4 O 6 0 4 O O)、河 南省 中青 年骨 干教 师 项 目 收稿 E l 期：2 0 0 3 O 1 0 6 维普资讯 http:/ 5 2 工程塑料应用 2 0 0 3年，第 3 l 卷，第 5 期 表 1 注射成型工艺参数 项目 种 类 料筒温度(熔体 温度)、喷嘴温度、温度 模具温度、液压 系统 的油温 塑化压力(背 压)、注塑压力、保压压力、压 力(力)液
7、压 系统的油 压、合模 力、顶 出力 注射时间(速度)保压时间、补缩时问、冷却时问、时问(速度)其它时间(如开模、脱模、涂拭脱模剂、安放嵌件和闭模等)裹 2 注塑工艺参数对制品质量的影响 制品缺陷 工 艺原 因 计量不 足，注塑压 力过低，熔体温度不 当，欠 注(充填不足)模具 温度不 当，塑化能力小 熔体 温度过低，模具温度过低，保压时 问过 裂缝 长，注射速率过低 计量不 足，注塑压 力过低，熔体 温度不 当，翘曲 模具温度不 当，塑化 温度低，冷却 时间 短，保压时 问不够，注射速率小 熔体温度不 当，模具温度不 当，保压时 间过 熔接痕和熔合纹 长，成 型周期 太短 凹陷及缩痕 计量过
8、 多，注塑 压 力过 高，保压不 够，熔 体 温度过低，注射速 率过高，合模不 当 注塑压力过低，熔体温度过低，模具 温度 过 流痕 低，注射速率过低 要获得高质量的制品，必须对温度、压力、时间(速度)等关键工艺参数进行控制。2 1 温度 注射成型需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度、模具 温度、油温等，前两项主要影响塑料的塑化与流动。而模具温 度对塑料的流动与冷却定型起决定性的作用，注塑机的油温 控制是实现工艺参数的重要条件。(1)料筒温度(熔体温度)料筒温度的选择与各种塑料的特性有关。每种塑料材料 都有 自己的粘流温度()和熔点()。对无定形塑料来 说，料筒末端温度应高于，而结晶型塑料应高于
9、，但都 必须低于分解温度()，因此料筒最合适的温度范围应在(T m)一 之间。对于 范围较窄的塑料，料筒温度 应偏低些；而对 一 范围较宽的塑料，料筒温度可适当提 高。如聚氯乙烯受热易分解，料筒温度应尽可能低一些；而 聚苯乙烯的 范围宽，料筒温度可高一些。料筒温度的选择对制品性能有直接的影响，见图 2。从 图2看出，料筒温度提高后，制品的表面粗糙度、冲击强度、流动长度增加，而注塑压力降、制品收缩率、翘曲度、取向度、内应力降低，从这点看，料筒温度提高对提高产品质量是有 好处的，所以在允许的情况下可适当提高料筒温度。(2)喷嘴温度 喷嘴和浇口的作用一样，是为了加速熔体的流速，把势 能转变为动能，并
10、有调整熔体温度和匀化温度的作用。喷嘴 对熔体温度是有影响的，喷嘴细孔附近温度升高则与塑料熔 体平均流速成正比。试验证明，注塑压力对熔体流经喷嘴的 温升有很大影 响。蜷 图 2 料筒 温度与制品性 能的关 系 通常，在注射成型前都通过“对空注射法”或“直观分析 法”来调整成型工艺条件，确定合适的料筒温度和喷嘴温度。近年来，随着注射成型 C A E技术、计算机技术等的应用，可 采用计算机模拟设定喷嘴温度。(3)模 具温度 模具温度对制品的外观和内在质量都有很大影响。模 具温度的高低取决于塑料的特性、制品的形状、尺寸及性能 的要求等。控制模具温度的方法很多，可以采用 自然散热、水冷却、冷冻水冷却及电
11、热丝、电热棒加热等。无定形塑料熔体注人型腔后，随着模温降低而固化，模 具温度主要影响充模速度。对熔体粘度较高的塑料，如聚碳 酸酯、聚苯醚、聚砜、氟塑料、聚酰亚胺等，模具温度应高一 些，提高模温可以调整制品的冷却速率，缓慢冷却能使应力 得到充分松弛，防止制品产生凹痕、裂纹等缺陷，同时，模温 提高后取向应力较小。注射无定形塑料时，模温对制品力学性能影响比较小。结晶型塑料注人模具后，模具温度对结晶度、结晶条件起着 决定性的作用。当制件厚度偏大时。应使 内外冷却速度尽可能一致，防 止因内外温差造成内应力及其它缺陷，模具温度也应当高一 些。表3是塑料模具温度设定参考值。裹 3 塑料模|I 瀑度设定参考值
12、 塑料名称 模具 温度 塑料名称 模具温度 A B S 6 07 0 聚酰胺 6 l l 0 聚碳酸酯 9 0l l 0 聚酰胺 6 6 l 2 0 聚 甲醛 9 0l 2 0 聚酰胺 1 0 1 0 l l 0 聚砜 l 3 0_l 5 0 聚对苯二甲酸丁二酯 7 08 0 聚苯醚 l l 0l 3 0 聚甲基丙烯酸甲醇 4 06 5 聚：氯 氢 7 烯 l l Ol 3 0 适当提高模具温度可增加流动长度 改善制品粗糙度，提高密度、结晶度，减小内应力和取 向度。但是 由于冷却时 问延长，生产效率降低，制品的收缩率增大，见图3。(4)油温 液压系统的油温在注射工艺参数上起着重要的影响，油 温
13、升高粘度变小，增加了油的泄漏量，导致液压系统压力和 流量的波动，这样注塑压力和注射速率也会不稳定，影响产 品质量。所以，在调整注射工艺参数时应注意油温的变化，对油冷却器的冷却水进行调节。油温应控制在5 5 以下。f I 耵一 T 1 1 1 一 下 一 维普资讯 http:/ 李海梅，等：注射 成型工艺对制晶质量的影响 5 3 避 一沉 动 一 密 制品收 傀 度 模具温度 图 3模具 温度 与制品性 能的关系 2 2压 力(1)塑化压力(背压)螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称作塑 化压力，亦称背压，其大小可以通过液压系统中的溢流阀调 节。提高背压有助于压实螺槽 中的物料，排除物料的
14、气体，改善塑化质量；但背压过高，会使剪切热过高或剪切应力太 大，致使塑料材料发生降解而严重影响制品的质量。背压对熔体温度的影响明显。注射热敏性材料，如聚氯 乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等时，提高背压，熔体温度升高，制品表面质量较好，但有可能引起制品变色、性能变劣，造成 降解。一些热稳定性较好、熔体粘度适中的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，背压可选择稍高一些。注射熔体粘度 较高的塑料，如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等时，背压、螺杆转速 太高，易引起动力过载；注射熔体粘度特别低的塑料，如聚酰 胺等时，背压太高，一方面易流延，另一方面塑化能力大大下 降，所以在上述情况下选择背压都不宜太高。背压高低还与喷
15、嘴种类、加料方式有关。选用直通式喷 嘴或后加料方式，背压应低，防止因背压提高而造成流延；自 锁式喷嘴或前加料、固定加料方式，背压可稍稍提高。通常 情况下，背压不超过 2 MP a。(2)注塑压力和保压压力 注塑压力是柱塞或者螺杆顶部对塑料所施的压力。其 主要作用是：克服塑料熔体从料筒向型腔的流动阻力，给予 熔体一定的充模速率。注塑压力不仅与制品的质量、产量有 密切的关系，而且还受塑料品种、注塑机类型、模具结构及其 它工艺条件的影响。通常情况下，注塑压力的选择范围见表 4。裹 4 注塑压力选择范围参考数据 制件形状要求 注塑压力 MP a 适用塑料品种 l熔体 粘度 较 低，形 状 精度 聚 乙
16、烯、聚 苯 乙 一般，流动性 好，形状简单的 7 0l 0 o 烯 等 厚制品 2中等牯度，精度 有要求，形 l 0 ol 4 o 聚丙 烯、AB S、聚 状较 复杂 碳酸酯等 3牯度高，薄壁长 流程、精度 l 4 01 8 0 聚砜、聚苯醚、聚 高 且形状 复杂 甲基丙烯酸 甲酯 4优质、精密、微型 l 8 O 2 5 0 工程塑料 注塑压力在一定程度上决定充模速率，并影响制品的质 量。当注塑压力较高而浇 口偏小时，熔体流动容易裹入空 气，在制品中形成气泡、银纹，严重时会灼伤制品。充模阶段 注塑压力大小与制品性能关系见图4。充模阶段适当提高 注塑压力，可改善熔体流动性，提高流动长度及充模速率
17、，制 品的熔接痕强度、密度提高，收缩率下降，但是制品易单向取 向，内应力增大，因此当注塑压力较高时，应对制品进行热处 理。避 图 4 注塑压力与制 品性能 的关系 在实际生产中，当制件流动长度不够时，应提高注塑压 力或者提高料筒温度予以调整。但是厚壁制件和平直浇 口 的制品，注射速率可低一些。不同塑料品种，注塑压力对制 件流动长度的影响是不相同的，凡对剪切速率敏感的塑料，流动长度对注塑压力也敏感。保压压力用以在型腔充满后对模内熔料的压实、补缩。如果保压压力较高时，往往会使制品的收缩率减小，制品表 面光洁、密度增加、熔接痕强度提高、制品尺寸稳定，缺点是 脱模时残余压力较大、成型周期延长，为了保证
18、注塑制品的 密度，保压压力是一个重要的_T艺参数。(3)合模力(锁模力)在注射充模阶段和保压补缩阶段，型腔压力要产生使模 具分开的胀模力。为了克服这种胀模作用，合模系统必须对 模具施以闭紧力，此为合模力。合模力的调整将直接影响制 品的表面质量和尺寸精度，合模力不足会导致模具开缝，发 生溢料；合模力太大会使模具变形，制品不合要求，能量消耗 也高。注射制品时所需要的合模力简称工艺合模力，它必须小 于注塑机额定合模力，一般为额定合模力的 8 1 0 9 1 0，以 保证可靠的合模。工艺合模力可根据型腔压力和制品投影 面积来确定。工艺合模力与型腔平均压力有关，而型腔压力可根据注 射制品来选择。例如：成
19、型容易、壁厚均匀的 日用品的型腔 压力为 2 5 MP a，一般 民用产品为 3 O MP a，工业制 品为 3 5 MP a，精度高、形状较复杂的工业制品为4 0 MP a，而型腔流长 比小于 5 O的为 2 O 3 O MP a，大 于 5 O的为 3 54 0 MP a 较适 宜。(4)顶 出力 当制品从模具上落下时，需要一定的外力来克服制品和 模具的附着力，该外力称为顶出力。顶出力过小制品无法脱 下；顶出力过大、顶出速度太快会使制品产生翘曲变形，甚至 断裂破坏。顶出力的计算与材料的弹性模量、泊松比、线胀 系数、模具温度、模具与制品分型的接触面积、塑料材料与钢 维普资讯 http:/ 工
20、程塑料应用 2 0 0 3年，第 3 1 卷，第 5期 的摩擦系数、阳模芯上制品周长、制品厚度等有关。2 3 成型周期(时 间、速度)完成一次注射模塑过程所需要的时间称为成型周期。成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此，在保证 生产质量的前提下，应尽量缩短成型周期。注射中充模时间短，注射速率高，这时熔料密度较高、温 差较小，熔料压力传递性好，对多型腔制品尺寸误差小，但是 制品容易产生飞边、毛刺、银纹、气泡等缺陷。通常情况下，充模时间为 3 5 s。对熔体粘度高、玻璃化温度高、冷却速 度快的大型、薄壁、精密制件以及加工温度范围窄的、玻璃纤 维增强的、或低发泡的制品，应采用快速注射，常用的注
21、射速 率为 1 52 0 e m s，其它情况采用 81 2 e m s。保压时间在整个注射时间内所占的比例较大，一般为 2 01 2 0 s，特别厚的制品可高达3 5 mi n。在浇口处熔料冻 结之前，保压时间的多少对制品尺寸的准确性有影响。以聚 苯乙烯为例，保压时间与制品尺寸的关系见表 5。表 5 聚苯 乙烯 制品保压时 间与制品尺寸的关系 保压时间 s 项 目 5 7 9 l 3 1 7 制件重 g 1 4 2 1 4 4 l 4 6 1 5 0 1 5 3 制 品宽度 m m 7 2 9 7 3 7 3 1 7 3 2 7 3 7 收缩率 O 8 8 0 6 4 O 5 6 0 4 0
22、 0 2 0 凝 固压力 MP a 7 0 3 l 1 2 2 1 1 3 5 2 6 3 5 残余压力为 9 l l l 5 2 8 开模 时残余 零 的时间 s 压力 1 4 MP n 表面有 缩孔 变小 外观 外 观 脱模 困难 外观质量 较大缩孔 质量好 质量好 通常以制品收缩率波动范围最小时为保压时间最佳值。若保压时间短，制品密度小，尺寸偏小，易出现缩孔；当保压 时间长时，制品内应力大，强度低，脱模困难。在表 5中，保 压时间为 1 7 8 时，浇口凝固压力高，模内残余应力过大，以 致不能开模。冷却时间主要取决于制品的厚度、塑料 的热性能、结晶 性质及模温。冷却时间的终点应以保证制品
23、脱模时不变形 为原则。通常冷却时间为 3 01 2 0 s。一般来说，材料玻璃 化温度高或结晶型塑料的冷却时间较短。冷却时间太长不 仅会降低生产率，而且对复杂制件会造成脱模困难，强行脱 模会产生脱模应力，严重时损坏制品。在保证制品质量的前 提下，应寻求最短的冷却时间。3 合理确定工艺参数 这里介绍一种将人_丁经验与现代设计手段相结合的方 法，并结合 尸 关系曲线，确定合理的_丁艺参数。3 1 合理确 定工 艺参数的方 法 工艺参数的确定准则：最少成本，最短时间，最实际可行 的方案为优。确定工艺参数的具体方法如下。首先，分析制品、成型设备的特点，对于特定的制品和物 料组合，参考相关的成型加工范围
24、图，初选一组工艺参数。其次，对已知的加工条件、初步选定的工艺参数，进行注 射成型 C A E分析，预测可能的成型缺陷；结合 C A E分析结 果，再利用其它设计理论，如正交试验法、优化方法等，结合 人工经验，找出最重要的塑料制品质量参数，如外观质量、制 品均匀致密程度等，并找出对成型质量有重大影响的工艺参 数。第三，对选定的(对成型质量有重大影响的)工艺参数，只调整其中的一个，其余不变，再进行 C A E分析，从中发现 问题，并得到相关参数的修改方 向(变大、变小)，获得对注 塑工艺生产实践有指导性的一组可行的工艺参数。如果有 必要，重复本过程，以获得较优的一组工艺参数。最后，经优选后的一组工
25、艺参数用于生产实践，如果仍 有问题，依据成型质量缺陷的特点，按照设计变量 参数调整 准则进行。需 要注意的是，一 次只调 整一 个变 量，调 整 的顺 序是注塑机、模具、操作等各参数。3、2 设计变量 参数的调整准则 最优先者为加工条件(工艺参数)变更。流动的问题以 调整料温、注射速率(充填时间)最为有效，其次为模温与压 力。冷却的问题以调整冷却时间为最有效，冷却液温度及流 量次之。对于短射问题可借调整加工条件而予以解决。若改变工艺参数仍无法解决，而且允许更换塑料，则可 变更所用塑料。对于流动困难(短射、气穴问题)、翘曲问题 这不失为一有效解决方法。但加工条件应随之调整，同时应 该考虑成本等问
26、题。再不行只好更改模具，通常为变更进浇位置及浇 口数 目、流道与浇口尺寸等。对于许多流动问题如熔合纹及流道 流动平衡等，单靠变更加工条件无明显改观，变更浇口数 目 与尺寸为一好办法。对于翘曲问题有时重新设计流道系统 可以获得改善。最后的选择就是修改制品壁厚。而通过 C A E分析可有 效地提出可能的解决方案。3 3 应 用 P 关 系确定工艺参数(1)P V T状态曲线及状态方程 注射成型制品的质量取决于成型时型腔内物料的比体 积的变化。而这些变化是在高温和高压下进行的。在研究 成型过程机理的基础上，认为可用压力(P)、体积()和温度(T)三个物理状态参数来描述高聚物熔体的物理状态及其 变化规
27、律，这些关系不但可以用图形(称为 P 状态 曲线 图，如图5)，而且还可用数学式，即P 状态方程来表达，见 式(1)：(P+口)(Vb)=R T (1)式中：口、b、R 特定聚合物的经验系数；尸 一型腔中聚合物所受的外压力；型腔中聚合物的比体积；型腔中聚合物的温度。注射模塑过程中，有 4个温度是至关重要的，分别是：物料的塑化温度(熔体温度)，是指注射充模那一瞬间的 熔体温度；浇口冻结(封闭)温度，在此温度下，物料不 能再流入模具型腔，型腔内高聚物的比体积决定了模塑制品 维普资讯 http:/ 李海梅，等：注射成型工艺对制品质量的影响 5 5 的收缩率；模具温度，其上限是高聚物 的热变形温度；环
28、境温度，可以指室温。昌 蛙 丑 图5 P 状态 曲线 图及 加工工艺路线示意 图(2)P 最佳保压控制及工艺路线 P I T关系曲线应用 目的是：减少制品的收缩，保持制件 的成型尺寸。重点关注的是制品收缩率，对应的是各个状态 点比体积 的变化。制品收缩率 s 可按式(2)计算：丽硒瓦雨 页一 丽莲 一 丽 瓣 1 0 0 (2)假设某高聚物在注射成 型时的熔体温度、浇 口冻(凝)结温度、模具温度和室温分别为、(见图5)。如 选择的第一条注射模塑工艺路线为ABD F H(图 5 路线 1)；另一条工艺路线为AC E GF H(图5路线 2)，A点的状态与路线 1 相同，即两条工艺路线的起点 A、
29、终 点 日相 同。对于第一条工艺路线：A(P V A、)点，表示已塑化好，处于熔融温度下的熔 体在注射前的状态，P A：1 0 0 P a(常压)；B(P 、)点，表示注射充模压缩后物料在模腔中的 状态；此时 的压力 为 P ；D(P。、V D、)点，是模腔内物料在一定的压力下冷却到 浇口冻结温度；从此时起，不会再有物料进入型腔。因 此，就决定着塑料件的收缩率。F(PF、)点，是型腔中的制品在一定的压力下继续 冷却到常压线，此时的比体积为，并且=V B，P F=P=1 0 0 P a，温度为模温。H(P 、T。)点，表示取出制品在常压下冷却到室温，此时P H=P =P =1 0 0 P a，为
30、所加工物料在常温下的 比体积。按照公式(2)，工艺路线 l的收缩率 s，为：3 l 00：l 0 0 0 Yw 7 7n-,7 v；-vF7 v 0 (从 图 5可知：V F )对于第二条工艺路线：A(P 、V A、)点，状态与路线 1相同；C(P 、)点，即物料经注射充模后在模腔内状态，其压力为 P 比体积为；E(p 、：、)点，模腔内的物料在压力下冷却到浇口冻 结的温度，=V c，压力为 P ；G(P。、V c、)点，在压力下让物料继续冷却，其压力为 P G，比体积 V c：=V c；F(P F、)点，达到常压线下的模具温度，P =P =1 00 P a；H(P H、T i)点，冷却到常压
31、下的室温，P H=P =P=1 00 Pa，：Vc=Vc；同样，按式(2)进行计算，则制品的收缩率 s：为：，：3二 l：7y 7E-,0 0 0 (从 图 5可 知：=)显然，在上述两条路线之间的区域内还可任意选取其它 路线。从上面的论述可知，对于同一种物料，注射成型取的工 艺路线不同，其状态也不同，最终的制品收缩情况也不同。选取第一条路线，其收缩率可 以达到所要求 的范围；但选取 第二条路线时，制品却可以达到“零”收缩。采用工艺路线 2，在保压时不会有物料进入型腔，除零收缩的优点外，还会 抑制高的保压取向。但采用工艺路线 2时，要求 比较高的注 塑压力。如再考虑到其在工作过程中的压力损失，
32、可能使得 成型所需的注塑压力及锁模力超过注塑机具有的最大值，使 得该工艺路线无法实施。因此，在采用上述路线时必须加以 仔细的考虑，利用 P 关系图选取合适的线路和参数。此外，从 P 图可知，从注射充模开始到达常压线(1 0 0 P a)的途径很多，即可用不同的工艺路线和条件，使得每一次 注射成型都能在相同的点到达常压线，以获得相同体积收缩 的制品，达到高的尺寸精度。同时，在保压阶段的等比体积 冷却过程中，没有物料进出模腔，从而降低取向，使整个制品 致密均匀，这就是所谓 P I T最佳保压过程控制的基本思想。4结语 注射成型按其周期的顺序可由预塑、充模、保压、冷却等 几个主要阶段组成。从宏观角度
33、看，成型过程的每个阶段对 制品的质量都有影响，但是，影响的因素和程度各不相同。结合 PV T关系说明了合理地制定工艺路线、设定工艺参数 对提高成型制品质量的重要意义；同时也表明了只有将人工 经验与科学计算、分析有机地结合起来，才能确定合理的成 型工 艺。参 考 文 献 1 陈广娟，马建宁精密小模数塑料齿轮注射模具 型腔 尺寸计算及 成型工艺中 国塑料，2 0 0 0，1 4(5)：4 8 2 叶力，杨继 隆。阮件，等注射成 型工艺参数 的专家系统浙 江工 业大学学报。2 0 0 1，2 9(1)：2 6 3 项辉宇，孙胜。赵 国群计算 机辅助 模具 设计 和工 艺改进模具 技术，2 0 0 0
34、(1)：7 3 4 朱昱，黄 国立，王建 萍一种注 塑工 艺方法 的实 现机械工艺 师，2 0 0 2(7)：5 维普资讯 http:/ 56 工程塑料应j H 2 0 0 3年，第 3 l 卷，第 5期 5 金新明，朱学峰 用正交法研究注塑过程参数对产品质量的影8 郁滨，Y u e n M M F 基于喷嘴压力曲线的分级注射参数设定的研 响 华南理工大学学报，2 0 0 0，2 8(9)：7 7 究中国塑料，2 0 0 2，1 6(2)：6 0 6 陈锋 塑料注射成型的 P F T 状态曲线及其应用轻工机械，2 0 0 0 9 陈曦，高福荣，钱积新基于质量的注塑保压过程建模方法研究：(4)：
35、5 最优保压压力 曲线设定中国塑料，2 0 0 2，1 6(4)：5 l 7 张宜生，宋书云，李德群临界转换对注塑成型制品 质量的影响 1 O 刘跃军，范淑红，瞿金平聚合物塑化注 射成型过程 的研究合 锻压机械，2 0 0 2(2)：2 l 成材料老化与应用，2 0 0 1(2)：2 2 D L U E N C E oF I 田口 E c I N J E C T I ON MoL D D G T E CH NoL oGY oN 咖P Ro DUC T QUA LnY L i Ha i me i，Ga o F e n g，S h e n C h a n g y u (A P N E R C，Z
36、h e n g z h o u U n i v e r s i t y，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 2，C h i n a)AB S T R AC T T h e i n fl u e n c e o f t h e i n j e c t i o n m o l d i n g t e c h n o l o g y o n t h e p r o d u c t q u a l i t y i s i n t r o d u c e d I t i s p o i n t e d o u t t h a t the r e fi l e t h r e e ma
37、 i n f a c t o r s，i n c l u d i n g t e mp e r a t u r e，p r e s s u r e a n d t i me E v e r y p r o c e s s i n g p a r a me t e r h a s i t s f e a t u r e a c c o r d i n g t o the d i ff e ren t t y p e o f r e s i n s，i n j e c t i o n m o l d s a n d p r o c e s s i n g p a r a m e t e rs F
38、o r a g i v e n r e s i n a n d m o l d s t r u c t u r e，t h e p r o c e s s i n g p a r a me t e r s s e l e c t i o n a n d set t i n g h a v e o b v i o u s e f f e c t s o n t h e p r o d u c t q u a l i t y Th e r e a s o n a b l e s e l e c t i o n p r i n c i p l e o f t he t e c h n o l o g
39、 i c a l p a r a m e t e r s i n t h e i j ec t i o n mo l d i n g a n d h o w t o o p t i mi z e t h e t e c h n o l o g i c al p ara me t e rs w i t h t h e P c u r v e a r e po i n t ed o u t KE YWOR D S i n j e c t i o n m o l d i n g，p r o c e s s i n g p ara m e t e r，p r o c e s s i n g q u a
40、 l i t y，p r e s s u r e-v o l u m e t e m p e r a t u r e rel a t i o n S c u r q e 医用塑料制品模具制造和生产 中应注意的问题 现代医学技术的发展使塑料在医学领域得到了广泛的 应用。从一般的药品和药剂包装、一次性医用器械，到多次 性精密和高科技含量的医用计量器、外科仪器等，医用塑料 在提高医疗技术水平方面发挥了重要的作用。由于医疗器 械对卫生安全、表面光洁、耐腐蚀等性能有特殊要求，因而医 用塑料制品的模具在其产品的生产过程中起着举足轻重的 作用。模具是衡量一个国家医用塑料产品制造水平高低的 重要标志，在很大程
41、度上决定着产品的质量、效益和新产品 的开发能力。随着我国医疗保健制度逐步完善，一次性医疗 器械用品需求量迅速增长。对用于医疗器械，尤其是用于一 次性医疗器械的模具制造、产品生产设备及工艺提出了更高 的要求。(1)模具材料选用要求严格 一次性医疗器械产品大多采用医疗级聚氯乙烯(P V C)与聚碳酸酯(P C)。因为 P V C相对于钢材有较好的耐腐蚀 性，P c则有较高硬度，所以对模具材料 的选用有严格 的要 求。建议国内模具生产企业选用瑞典 一胜佰 S 1 3 6 H或者 日 本大同 N A R一 8 0钢材，这两种材料有较强的抗腐蚀性和较 高的抛光性能。(2)热处理-T艺调控硬度 由于医疗级
42、 P V C材料流动性较好，在模具使用过程中 由于模具材质软而造成分型面变形，进而导致注塑过程中产 生飞边毛刺，因此对此类模具材质的硬度有较高要求。在模 具制造过程中采用的热处理工艺是，模板粗加工后进行调质 处理，硬度控制在 HR C 3 2 3 6；模具试模样品合格后，再将 空型、动模、型芯做真空淬火、硬度控制在 H R C 5 8 6 2。(3)结构设计合理精确 透明产品尽量选择热流道，减少并料痕迹；使用冷流道 时，软质 P V C应尽量缩短流道尺寸；由于一次性医疗器械产 品体积小，批量大，因此应采用 自动卸料、剪切浇 口，以保证 生产效率与质量；一次性医疗器械产品透明管状部件较多，在设计
43、时要注意浇口进料位置与动模型芯固定的方式，避免 由于浇口位置与型芯固定方式选择不当，造成注塑时物料流 动不均匀，使型芯产生弹性变形、产品不均匀或不能注满的 现象；长管形状产品要注意采取适当的排气方式，进料口分 流道要视产品成型情况开出溢料井，避免因闭气造成产品成 型困难；模具冷却系统应采取多组单独冷却水道，合理控制 动定模温度从而控制制品变形。(4)模具制造精度要求高 医用塑料制品模具制造过程中要求分型面紧密，尽量通 过设备加工手段保证模 具精 度，分型面间隙应小于 0 0 l m m，顶出系统的推杆与推管的配合间隙应小于 0 0 1 n u l l。采取推板顶出结构，推板应保证有一定硬度。透
44、明制品的定模与动模型芯要进行精抛光，保证 R a值 为 0 2 0以上，如需要可采取液体抛光手段。(5)注塑机及零件选用有讲究 注塑机应选用小螺杆，以保证注塑精度，并采用自动卸 料装置，模具在顶出时可采用气体辅助卸料；机床 安装机械 手，实现产品成型到包装的全 自动过程，尽量减少污染环节；注塑机送料机构应采取封闭式真空送料，采用密闭式储料 罐，布置送料管通到每一台注塑机，注塑机进料 口安装 自动 计量真空送料装置，保证原料在进入注塑机前不受到污染。(6)注塑车间要清洁达标 生产车间应为全封闭式，安装大功率空调换气机，及时 排除有害气体，保证车间恒温及空气清洁；产品生产过程中，严禁使用脱模剂与除锈剂，确保产品不受到污染；P V C制品 的生产过程中要严格控制熔融温度，避免由于料温过高和在 料简中长时间停留使原料分解产生有害气体，停机时要立即 清洗螺杆、料筒，避免残留原料对注塑机螺杆造成损害；贯彻 实施 G M P 规范，严格按 I S O9 O O O 质量管理体系，确保生产流 程各点不出现 问题。(王立华)l 1广 1_ 一 _ 广一 维普资讯 http:/