注射成型工藝

液態(tài)硅膠英文簡(jiǎn)稱LSR，是一種可以備受消費(fèi)者和廠家青睞的產(chǎn)品，液態(tài)硅膠是由硅膠制品制作而成，有良好的彈性和防水防潮性，耐酸、堿等多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，所以一般用于替代生活塑料用品。

液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)，分為 A 膠與 B 膠，利用定量裝置控制兩者為1:1 之比例，再透過(guò)靜態(tài)混合器(Static Mixer)予以充份混合，注入射出料管后再進(jìn)行射出成型生產(chǎn)。

將液態(tài)硅膠射入熱澆道模具，制作硅膠制品，可達(dá)到一次成型﹑無(wú)廢料及可自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

　　【一】.液態(tài)硅膠的特性

液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber)是一種無(wú)毒、耐熱、高復(fù)原性的柔性熱固性材料，其流變行為主要表現(xiàn)為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數(shù)。

LSR 是以鉑金作為催化劑的雙液態(tài)快速硫化材料，可以采用注塑的方式、大量、快速硫化、重復(fù)性機(jī)械生產(chǎn)。其產(chǎn)品表現(xiàn)為較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性，優(yōu)良的電絕緣性能，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒的物質(zhì)等。

因此在健康用品、汽車、嬰兒用品、醫(yī)療用品、潛水用品、廚房用具以及密封件等的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中成為不可替代的材料。

　　【二】.成型過(guò)程

LSR為雙組分的液態(tài)材料，分為 A 組分和 B 組分，混合機(jī)的工作將A 組分和 B 組分以精確的 1:1 比例充分混合。又因部分制品為有色設(shè)計(jì)，所以配有顏色泵組及顏色計(jì)量部分。A+B 組分、添加劑、顏色等充分混合后進(jìn)入塑化系統(tǒng)。

這種塑化螺桿同時(shí)具有均化、混合的功能，通過(guò)螺桿將混合料注射到熱模具中，在模溫 170～200℃下，硅膠發(fā)生固化反應(yīng)。當(dāng)使用冷流道系統(tǒng)時(shí)，值得注意的是流道要足夠冷。為了避免漏膠，針閥安裝在模具部件的表面，射膠完畢時(shí)，針閥立即封閉射嘴。

　　1， 喂料系統(tǒng)

可選擇以下幾種形式：

1)雙向泵

可上下移動(dòng)送料，能夠很好的保持壓力，由于 A、B 泵之間相連，并同步由

液壓氣動(dòng)控制，因此這種形式的喂料系統(tǒng)比較可靠、精確。

2)單向泵

是一種通用型，只能單項(xiàng)送料。

3)帶有止逆閥的同步單項(xiàng)泵

4) 計(jì)量筒系統(tǒng)

主要與單項(xiàng)泵相配合使用。

　　2， 液態(tài)硅橡膠注射成型機(jī)的關(guān)鍵部件

1)由于 LSR 的低黏度性，在加工過(guò)程中要考慮材料的回流和漏膠，因此對(duì)螺桿的密封是必須的。

2)為了防止 LSR 固化，要采用針閥射嘴。

3)A、B 兩組分的混合、計(jì)量部件。

　　3，模具的設(shè)計(jì)

在模具設(shè)計(jì)中，一般有以下幾種形式：

1) 熱流道

比較浪費(fèi)物料，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，多用于大制品。

2) 有針閥的冷流道

可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，周期短。

3) 無(wú)針閥的冷流道

由于 LSR 膨脹系數(shù)較高，加熱時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹，冷卻時(shí)卻有微小的收縮，因此部件不能在模具中保持精確的側(cè)邊距。所以可以采用冷流道加工，LSR 應(yīng)保持較低溫度和流動(dòng)性，冷流道采用閉合式系統(tǒng)，在注射循環(huán)中，閉合系統(tǒng)在每一個(gè)流道中都采用“封膠針”或“針形閥”來(lái)控制 LSR 材料的準(zhǔn)確計(jì)量。

由于硅橡膠具有顯著的受熱膨脹特性，收縮率為 2%～4%(硫化溫度為150℃)，同時(shí)硅橡膠具有受壓變形的特點(diǎn)。

　　【三】LSR 流動(dòng)/硫化的分析

1)液體硅橡膠的硫化化學(xué)反應(yīng)，需要一定的反應(yīng)時(shí)間。

2)理想流動(dòng)，在直徑 2mm，170cm，流動(dòng)距離超過(guò) 100cm。

3)最小厚度 1/1000mm

4)模溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致硫化，從而引起流動(dòng)受阻。

5)層流可避免氣泡

6)高速注射會(huì)導(dǎo)致湍流

7)物料的黏度會(huì)改變流動(dòng)的模式

8)湍流導(dǎo)致白點(diǎn)。

　　因此模具的設(shè)計(jì)要注意以下幾個(gè)方面：

1)為了避免湍流和噴射，使用小注膠口。

2)使用針狀或翼狀注膠口。

3)用 T 型導(dǎo)向栓代替柱形導(dǎo)向栓，脫模時(shí)采用射出氣槍，加隔熱層/板。

4)不要使用含阻聚劑的防銹劑/油，一般可用甲苯、二甲苯等。

　　【四】常見(jiàn)問(wèn)題以及解決對(duì)策

　　1，制品不完全固化

　　2，產(chǎn)品表面不熟(表面不干)

　　3，產(chǎn)品硬度不對(duì)

　　4，產(chǎn)品有雜質(zhì)

　　5，產(chǎn)品有色斑

　　6，產(chǎn)品變形或者燒焦

　　7，產(chǎn)品表面缺料或縮水

此外，固化的 LSR 容易黏在金屬表面上，應(yīng)用最為普遍的脫模技術(shù)包括頂針頂出和空氣推頂。

通過(guò)以上信息，可以看到硅膠注塑主要解決的問(wèn)題在于其混合、計(jì)量部分，以及螺桿的密封、模具的設(shè)計(jì)。

注射成型塑料制品時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制的部位有注塑機(jī)的塑化原料用機(jī)筒、注射用噴嘴和熔料成型制品時(shí)用的成型模具。 注射成型塑料制品用工藝溫度怎樣控制？

一、機(jī)筒的溫度控制。

注射機(jī)的機(jī)筒用來(lái)塑化注射制品原料。機(jī)筒的加熱升溫和溫度調(diào)節(jié)控制，對(duì)塑料制品用料的塑化質(zhì)量和制品成型質(zhì)量都有較大影響，所以，溫度這個(gè)參數(shù)值是注射成型塑料制品生產(chǎn)中一個(gè)主要的參數(shù)。為了保證注射制品的成型質(zhì)量，使注射生產(chǎn)能長(zhǎng)時(shí)間順利進(jìn)行，要求機(jī)筒的溫度變化值一定要控制在原料的熔點(diǎn)（呈熔融態(tài)流動(dòng)溫度）至原料分解溫度之間。

在這個(gè)溫度范圍內(nèi)的原料塑化溫度的選取取決于原料的性能、設(shè)備的工作條件和成型制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)酌情調(diào)節(jié)控制。

下列幾點(diǎn)建議供生產(chǎn)操作中調(diào)溫時(shí)參考：

1、原料的熔點(diǎn)溫度至分解溫度之間的差值較小時(shí)，塑化這種原料應(yīng)控制機(jī)筒溫度在較低溫度值，以避免原、料塑化過(guò)程中易出現(xiàn)降解的危險(xiǎn)；

如果原料的熔點(diǎn)溫度至分解溫度之間的差值較大，則塑化原料時(shí)可取較高溫度，對(duì)原料的塑化質(zhì)量和縮短原料塑化熔融時(shí)間有利。

2、如果被塑化原料的熔體流動(dòng)速率（MFR）較小、熔料黏度較大時(shí)，機(jī)筒的塑化工藝溫度應(yīng)略高些；反之，應(yīng)把機(jī)筒溫度略降低些。

3、當(dāng)注射成型制品用PC、PMMA、PA -66等原料時(shí)，為改善原料熔融態(tài)的流動(dòng)性，應(yīng)適當(dāng)選用機(jī)筒溫度在這些原料塑化用溫度范圍內(nèi)的高值。

4、對(duì)于那些加入增強(qiáng)填充料的塑料樹(shù)脂，為減少原料塑化時(shí)間、提高或改善熔料的流動(dòng)性，機(jī)筒溫度應(yīng)適當(dāng)高些。

5、注射成型制品的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜、壁厚尺寸又較小或體內(nèi)有金屬嵌件時(shí)，機(jī)筒的加熱溫度應(yīng)高些。

6、如果注射制品的形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚尺寸較大時(shí)，機(jī)筒的加熱溫度

應(yīng)采用原料塑化溫度范圍內(nèi)的較低溫度值。

7、同樣一種原料，采用柱塞式注射機(jī)塑化注射時(shí)，機(jī)筒溫度應(yīng)高于采用螺桿式注射機(jī)塑化注射用機(jī)筒溫度。螺桿式注射機(jī)成型制品用塑化注射溫度應(yīng)比柱塞式注射機(jī)成型制品用塑化注射溫度低10-30℃。

機(jī)筒溫度的加熱控制還應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：

1、機(jī)筒的加熱升溫應(yīng)分幾段控溫。從機(jī)筒的進(jìn)料口至噴嘴處，機(jī)筒上全長(zhǎng)溫度應(yīng)逐漸平穩(wěn)提高，以使進(jìn)入機(jī)筒的原料溫度逐漸升？，達(dá)到原料塑化均勻的目的。

2、螺桿式注射機(jī)的噴嘴部位溫度可略低于機(jī)筒中段（塑化段）溫度，以防止熔料在被高速、高壓注射經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)，因噴嘴口徑小、摩擦過(guò)大而使熔料溫度升高而分解。

3、對(duì)那些混有填充料或濕度較大的原料注射塑化的，為減少原料化溫度略高些。

二、 噴嘴部位溫度控制。

一般情況下，噴嘴部位的溫度要比塑化機(jī)筒的最高溫度低10℃左右。如果噴嘴的溫度過(guò)高，熔料快速注射時(shí)，由于與小的噴嘴口徑產(chǎn)生摩擦而使溫度升高，會(huì)出現(xiàn)分解現(xiàn)象；噴嘴部位溫度偏低，則熔料在此處容易形成冷凝塊，影響熔料的流動(dòng)和制件注射成型質(zhì)量。

噴嘴溫度的調(diào)節(jié)還應(yīng)注意與注射壓力大小的協(xié)調(diào)。注射壓力較大，噴嘴溫度可適當(dāng)調(diào)低些；反之，則溫度略高些。

噴嘴溫度的高低驗(yàn)證可在檢查熔料塑化質(zhì)量對(duì)空注射時(shí)觀察。當(dāng)發(fā)現(xiàn)熔料表面帶有色條時(shí)，說(shuō)明噴嘴或機(jī)筒的溫度有些偏高，應(yīng)適當(dāng)降低。

三、 成型模具溫度控制。

注射成型制品用模具溫度控制，要根據(jù)制品用原料的性能、注塑制品的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸、注射工藝參數(shù)等條件來(lái)確定。成型模具溫度范圍的控制對(duì)注射制品的成型質(zhì)量同樣有較大影響。一般的規(guī)律是，控制模具體的溫度在原料熱變形溫度以下。

模具體的溫度調(diào)節(jié)變化原則，原料的熔體黏度較低、制品的結(jié)構(gòu)形狀比較簡(jiǎn)單時(shí)，模具體的溫度可采用較低的溫度值；原料的熔體黏度較高、制品的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜時(shí)，模具體的溫度應(yīng)控制在較高的溫度值，這樣，有利于熔料的順利充模。

通常把模具體溫度控制在適宜熔料冷卻定型要求溫度范圍的中等溫度，這種溫度對(duì)熔料的冷卻降溫速度和結(jié)晶速度都比較適宜。取較高溫度值的模具體，僅適合于結(jié)晶速率較低的塑料成型。如果模具體的溫度偏低，制品熔料冷卻定型較快，制品易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。

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PVC又稱硬PVC，它是氯乙烯單體經(jīng)聚合反應(yīng)而制成的無(wú)定形熱塑性樹(shù)脂加一定的添加劑（如穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填充劑等）組成。

除了用添加劑外，還采用了與其它樹(shù)脂進(jìn)行共混改性的辦法，使其具有明顯的實(shí)用價(jià)值。這些樹(shù)脂有CPVC、PE、ABS、EVA、MBS等。

UPVC的熔體粘度高，流動(dòng)性差，即使提高注射壓力和熔體溫度，流動(dòng)性的變化也不大。另外，樹(shù)脂的成型溫度與熱分解溫度很接近，能夠進(jìn)行成型的溫度范圍很窄，是一種難于成型的材料。

1、塑料的處理

處于室溫24小時(shí)后，吸水量少于0.02%，因此無(wú)須烘干。如必須干燥，可放入60-70℃的熱氣爐3小時(shí)，或80℃的干燥機(jī)1-1.5小時(shí)。

回收料最多可用20%與新料混合，回收料的用量要看制品的最終用途而定。濫用回收料可使注塑失敗，不單是回收了的成分過(guò)多，更多的原因是由于物料經(jīng)過(guò)多次再加工。回收料每多回收一次質(zhì)量下降越多。

2、注塑機(jī)選用

UPVC由于熔體粘度大、易分解，分解產(chǎn)物對(duì)鐵有腐蝕作用，其注塑成型必須專用的塑化部件和溫控系統(tǒng)。

華美達(dá)在產(chǎn)品覆蓋的每一種鎖模力型號(hào)，都有專門的UPVC塑化注射系統(tǒng)，并配合UPVC管件產(chǎn)品抽芯的要求備有專用的安全門裝置。一般情況下只要注射量可以滿足重量要求，選用這一系列UPVC專用注塑裝置可以成型出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

3、模具及澆口設(shè)計(jì)

模具溫度可設(shè)為40℃。流道的長(zhǎng)度要短，直徑則要大，以減小壓力損失及保壓能傳遞到模腔。澆口越短越好，模切面要圓形，射嘴口的直徑最小6mm，成圓錐形，內(nèi)角成5。

主流道的模切面也要圓形，與冷料井組合而成，通過(guò)切面半徑連接主流道和澆口，直徑可為7mm。

澆口應(yīng)用切圓面形的半徑連接塑件，越短越好，模切面要順滑。

冷料井可防止半凝固的物料進(jìn)入模腔，它的重要性常被忽略。

澆口的位置要正確，使物料在流道上順利流動(dòng)，不會(huì)停留在尖角、碎片和金屬的痕跡里，以免出現(xiàn)壓縮或減壓的情況，應(yīng)保持流道順滑流暢。

模具應(yīng)用不銹鋼鑄造，鉻的含量至少13%，最好16%，洛氏硬度至少有55，硬鋼模具可經(jīng)鍍鉻處理，形成保護(hù)作用。

生產(chǎn)完后，應(yīng)用溫和的堿液小心將模面清洗干凈后再噴上油質(zhì)噴霧或硅質(zhì)噴霧。

4、熔膠溫度

可用空射法度量，由185-205℃不等。從射出的物料光滑程度可得知UPVC的準(zhǔn)確熔膠溫度。如物料在射出后粗糙不平，就證明物料并非均一（塑化不足），表示所定的溫度太低；如射出后起泡沫并冒出大量煙霧，就表示溫度過(guò)高。

5、注射速度

射速要慢，否則過(guò)分剪切會(huì)使物料降質(zhì)，利用UPVC生產(chǎn)極度光滑的厚壁制品時(shí)，應(yīng)采用多級(jí)注塑模具填充速度。

6、螺桿轉(zhuǎn)速

應(yīng)配合模塑周期而定。螺桿面速度不應(yīng)超過(guò)0.15-0.2m/s

7、背壓

可達(dá)150bar，越低越好，常見(jiàn)為5bar。

8、滯留時(shí)間

在200℃的溫度下，機(jī)筒滯留時(shí)間最多不能超過(guò)5分鐘。當(dāng)溫度為210℃，機(jī)筒滯留時(shí)間就不能超過(guò)3分鐘。