注射成形工艺参数-注射速度
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- Published on Tuesday, 09 May 2017 20:13
注射速度是影响注射成型的重要参数之一，它的大小对制品的成形质量影响较大，它与注射压力、温度、模具尺寸等因素有关。注塑机并不能以压力来控制，而只能用速度来控制。更加准确来讲，它应该包括注射速度、注射速率这两种定义，两种定义本质上是一样的物理过程表征，只是侧重点不同，前者考虑的是螺杆的运动状态，后者考虑的是物料的运动状态。
注射速度是指注射时螺杆（或柱塞）的轴向移动速度，严格上将，它是指系统达到最大注射量时螺杆的轴向移动速度，可用下式表示：
Vz=Sz/t
式中Sz..注射行程（螺杆）m/s;
t...注射时间s.
注射速率是指注射过程中单位时间内通过喷嘴的熔料体积。
在实际生产中，注射速度通常是经过试验来确认的。一般先以低压慢速度注射，然后根据制品的成型情况而调整注射速度，下图为注射过程中速度控制。
注射速度主要影响熔体在型腔内的流动行为。通常随着注射速度的增大，熔体流速增加，剪切作用加强;熔体温度因剪切发热而升高，粘度降低，所以有利于充模。并且制品各部分的熔合纹强度也得以增加。但是，由于注射速度增大，可能使熔体从层流体状态变为粘流态，严重时会引起熔体在模内喷射而造成模内空气无法排出，这部分空气在高压下被压缩速度升温，会引起制品局部烧焦或分解。
现今的注射机很多都实现了多级注射技术，即在一个注射过程中，当注射机螺杆推动熔体注入模具时，可以根据不同的需要实现对在不同位置上有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。多级注射工艺应根据不同品种的塑料和不同的制品进行拟定和选择。
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注射成形工艺参数-保压压力
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- Published on Tuesday, 09 May 2017 20:00
在注塑成型过程中,保压压实阶段,从某种意义上说,可能是影响最终产品性能的最重要的阶段。由于聚合物熔体受热膨胀后冷却时要收缩,必然导致制品内部密度和应力的不均匀分布。因此,选择合适的保压压力对保证产品的性能和质量是至关重要的。保压阶段是一个非等温、可压缩的复杂阶段
定义：熔料充满模具型腔后，由螺杆（或柱塞）继续对模内熔料施加的静止压力称为保压压力。
作用：
保压的作用是当其熔融冷却/固化收缩时，保持一个压力，继续注入熔融来填补收缩的空间，减少或避免凹痕的产生。同时对已有物料保持一定压力对熔料进行压实，使物料能紧贴模壁以获得精确的形状。
保压压力的选取确定
保压压力不能超过挤压段的设定压力，否则可能产生毛边。多段的保压压力是每段下降的，而理想的下降是线性渐降，非阶级性下降，以配合渐渐收缩的实际需要。保压压力可根据需要调节，保压压力高,将有更多的熔料进入模腔,所得到的塑件密度高、收缩量小,力学性能较好.但压力过高时,将会出现较大残余应力,易产生溢料溢边，使强度反而下降,甚至造成脱模困难；保压压力太低，容易造成制品未压实，成形效果差。
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注射成形工艺参数-背压
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- Published on Tuesday, 09 May 2017 19:53
注射成形过程中，根据螺杆的运行状态，里面物料所受的压力分为三个阶段，包括塑化压力、注射压力和保压压力三种，与挤压压制受力过程类似。这些压力及压力作用时间会对物料的成形质量起着决定性的作用。这其中背压直接影响熔料的塑化质量和成形效率。
1.定义
在粉末混合料熔融、塑化过程中，熔料不断移向料筒前端（计量室内），且越来越多，逐渐形成一个压力，推动螺杆向后退。为了阻止螺杆后退过快，确保熔料均匀压实，需要给螺杆提供一个反方向的压力，这个反方向阻止螺杆后退的压力称塑化压力，也称背压。
2.背压确定和实现
背压控制是通过调节注射油缸之回油节流阀使油缸保持一定的压力实现的。背压的选取主要是看熔料的种类、温度和实际塑化效果来确认的。通常的背化压力在6-20MPa之间。
3.作用
（1）压实熔料，增加密度
（2）挤出物料，减少内部气泡、提高均匀性；
（3）使熔料充分塑化，提高混合均匀度，能提升熔料的湿度，使改善熔料充模时的流动性，改善制品表面质量。
4．背压异常的危害：
背压过高时，熔料压力过大，料温高，熔料的粘度下降，降低塑化效率；螺杆后退速度慢，预塑料回料时间过长，增加周期时间，导致效率下降；喷嘴容易出现流延现象，制品出现冷料斑；机构机械磨损增大；
背压过低时，螺杆后退太快，熔料未压实，内部空气未充分排出。
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最大注射量和注射压力
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:22
注射机的主要性能参数有注射量、注射压力、注射速率、塑化能力、合模力等，这些参数是设计、使用注射机的依据，也是注射成形过程的重要参数。
a、最大注射量
是指注射螺杆完成一次最大注射行程时（有轴向移动），注射机的最大注射量。
表示方法：
1、以密度为1.05g/cm3的聚苯乙烯为标准，以最大注射的重量表示，单位为g。
2、以注射出的熔料的体积表示，单位cm3。由于该种方法与物料的密度无关，用起来比较简便，采用此表示方法较多。
目前我国注射机标准规格有18种（cm3），分别为30从64000之间不等。
b、注射压力
在注射成型过程中有三种基本压力，塑化压力、注射压力和保压压力(如下图所示)。其中注射压力是指注射过程中螺杆作用于头部熔料上的单位面积压力，单位为Pa。注射压力的大小与物料种类、注射机类型、模具结构、塑化温度、制品壁厚及其它工艺条件紧密相关，尤其以注射装置的结构和尺寸最为密切。当注射压力过高时，制品可能产生飞边，脱模困难，影响表面光洁度，甚至造成产品报废。
图1.注射成形压力图示
注射压力过低，则易产生未充满，甚至是不成形的问题。
注射压力的选择）：
1、如果制品形状较为简单，壁厚较大且物料流动较好，可采用注射压力＜70MPa；
2、注射压力选择70-100MPa，一般用于形状精度较低的制品上；
3、注射压力在100-140MPa，用于中、高粘度的物料且形状、精度要求一般的制品；
4、注射压力处于140-180MP，用于壁薄、流程长、精度要求高的制品上。
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柱塞式成形机和螺杆式成形机
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:20
注射机按物料的塑化形式分，主要有两种：柱塞式注射机和往复螺杆式注射机，这其中尤以螺杆式注射机居多。它们之间由于结构不同，其特点也不尽相同。
一、 柱塞式注射机
柱塞式注射系统主要有加料装置、料筒、柱塞、分流梭、喷嘴和模具等部件组成（如下图1所示）。柱塞式注射机与螺杆式注射机除了柱塞与螺杆的不同外，还有一个分流梭，分流梭是安置在料筒前端内腔中鱼雷形状的部件，起到分流物料，加大传热面积，减少物料层厚度的作用。
柱塞式注射系统的缺点：
1、塑化不均匀：物料主要靠加热器通过传热来进行塑化，没有螺杆注射的剪切发热过程，这样导致料筒内的温差比较大；
2、注射压力损失较螺杆的大，压力损耗主要包括进入模腔的阻力、挤压物料、物料移动、通过分流梭所遇到的阻力等。这样容易造成充模困难。
3、注射速度均匀：与螺杆挤压物料前进不同，柱塞注射时，必须先压实物料（螺杆也有这个过程，但可看作匀速过程），压实后然后柱塞的前进速度才会融料的注射速度一致。
由于上述缺点，一般只有小型注射机才采用柱塞方案。
二、螺杆式注射体统
柱塞式注射系统主要有注射缸、油压电机、加料装置、料筒、螺杆、喷嘴和模具等部件组成。
螺杆式注射的优点
1、螺杆既起到塑化物料的作用（挤压、剪切）又具有注射物料的挤压作用（当下料时，即螺杆转动并后退时，由于螺杆的挤压、剪切作用是使物料塑化均匀并输送到螺杆端部；但螺杆前移时，就像柱塞一样对物料起到挤压作用）
2、螺杆式注射系统结构紧凑，塑化效率高，塑化均匀，注射压力损失小。
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注射机系统组成
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:16
无论是柱塞式注射机还是螺杆式注射机，其系统组成主要由注射、合模、传动、控制四个子系统构成，下图为注射成形机结构图。
图1. 注射机系统组成
一、注射系统
包括螺杆或柱塞、料筒、加料加热装置、喷嘴、分流梭（柱塞注射机）等。
以螺杆注射机为例：
（1）螺杆
在粉末挤压成型中，挤出机也使用螺杆装置，但注射机螺杆与挤出螺杆之间有有所不同：
a、注射机螺杆既有旋转又有轴向移动，而挤压机螺杆只有转动运动；
b、注射机螺杆的长径比和压缩比都要小于挤出机螺杆
注：压缩比：加料口的螺槽容积与成型段最后一个螺槽容积之比。
（2）料筒
基本与挤压机的料筒相同。
（3）喷嘴
喷嘴的作用：提高融料的流速，使其能迅速填充模具，又可分为开式喷嘴和闭式喷嘴两种。前者结构简单，压力损失小，但不能防止流延，后者使用方便，可防流延，但结构复杂，压力损失大。
二、合模系统
合模系统起到开关模具的作用，必须有足够的锁模力。由固定板、移动板、合模油缸、顶出装置组成。其中顶出装置是用于产品的脱模的机构，有液压和机械两种。
三、传动机构
注射机的传动机构主要有电机、齿轮、油缸和油路等组成。通过液压油路为各处动作提供驱动。
四、控制系统
注射机的控制机构主要有电机、各型开关和继电器组成，起到动作控制的作用。
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注射成形机种类
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:10
按物料的塑化形式分，主要有两种：柱塞式注射机和往复螺杆式注射机，这其中尤以螺杆式注射机居多。
柱塞式注射系统主要有加料装置、料筒、柱塞、分流梭、喷嘴和模具等部件组成。
柱塞式注射系统主要有注射缸、油压电机、加料装置、料筒、螺杆、喷嘴和模具等部件组成。
按照注射机的外形特征分类，有四种常见的形式。
1、立式注射成形机
此型注射机的注射装置和合模装置与地面垂直。较之于卧室注射机有以下优点：
（1）、占地面积小，模具拆装较为方便，
（2）、因为模具表面朝上，嵌件定位容易，实现嵌件成形。
（3）、容易保证模具内融料的流动性。
缺点：料斗高，加料不方便。
2、卧式注射机（如下图）
此型注射机的注射装置和合模装置水平放置。
优点：
机身低，加料方便，操作维修方便，易实现自动化脱模。
缺点：机器占地较大，模具拆卸比较麻烦。
图1.卧式注射成形机
3、角式注射机
该型注射装置与合模装置呈垂直排列，但与地面呈一定角度。介于立式与卧式之间，适用于不能带浇口的产品。
4、转盘式注射机（多模注射机）
此类注射机是将多套模具安装在可装动的装盘上，转盘定时旋转，运动停止间隙完成注射成形。特点：生产效率高，可大批量生产。
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粉末注射成型过程
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:07
粉末注射成型料实际上就是高填充的热塑性塑料,因此,其成型的基本原理与热塑性塑料注射成型是一样的。但是,高填充塑料往往流动性较差,因而,粉末注射的工艺必须注意到这一点。通常,注射成型时的机筒温度、模具温度、注射压力都比较高
各种注塑机完成注射成型的动作程序可能不完全相同，但其成型的基本过程还是相同的。
注射成型过程包括加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、制件取出等工序。其中，加热塑化、加压注射、冷却定型是注射过程中三个基本步骤。而成形温度、注射压力（包括注射速度）、成形周期（包括注射、保压、固化时间）被称为注射成形工艺的“三大工艺条件”。
图1.粉末注射成形过程
不同注塑机完成注射成型的动作及所设置程序可能不完全相同，但成型的过程基本是相同的。以螺杆式注塑机为例。从料斗加入喂料，物料随着螺杆的转动沿着螺杆向前移动，并且伴随着物料被逐渐压实。在料筒外部加热装置的加热和螺杆剪切发热的作用下，物料呈黏流态。当螺杆头部的物料压力大到能克服注射油缸活塞退回时的阻力（所谓背压）时，螺杆便开始向后退，进行所谓计量。与此同时，料筒前端和螺杆头部物料逐渐增多，当达到所需要的注射量时（即螺杆退回到一定位置时），计量装置撞击限位开关，螺杆即停止转动和后退。至此，预塑完毕。同时，合模油缸中的压力油推动合模机构动作，移动模板使模具闭合。继而，注射座前移，注射油缸充入压力油，使油缸活塞带动螺杆按要求的压力和速度将物料注入到模腔内。当物料充满模腔后，螺杆仍对物料保持一定的压力，即所谓进行保压，以防止模腔中物料的反流，并向模腔内补充因制品冷却收缩所需要的物料。模腔中的钨料经过冷却，从而定型，获得一定的尺寸精度和表面粗糙度。当完全冷却定型后，模具打开，在顶出机构的作用下，将制件脱出，从而完成一个注射成型过程。
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检测集装箱系统专用钨合金准直器
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:05
集装箱射线成像检测系统，又称集装箱扫描成像系统，是利用检测集装箱系统专用钨合金准直器的X、γ射线对对集装箱或者航空托盘、运输货车、货运列车等及其所载的货物进行的检查的装置。
集装箱检测系统主要由辐射源、探测器、控制、图像分析、安全联锁、警示和应急设施等部分组成。集装箱检测系统的工作原理：直线加速器应用沿直线轨道分布的高频电场加速电子，加速电场有行波和驻波两类。为了使沿轴线运行的带电粒子始终处于加速状态，要求电磁波在波导中的速度与被加速粒子运动同步。电子直线加速器加速电子获得高能电子束引出打击重金属靶时，通过韧致辐射产生连续的X射线束，再通过检测集装箱系统专用钨合金准直器形成X射线扇形窄束对货物扫描，经过探测器搜集和图像处理，得到等检货物内部不同密度物质的分布图像，从而区分出运输货物中是否掺杂有错报、违禁、危险品等而达到货物查危的目的。
集装箱检测系统所有系统的部件，包括X射线探测门，控制单元和X射线单元都易于拆卸并且在短时间内即可重新安装使用，加速器作为辐射源位于加速器船体内。扫描大厅主要由包括加速器舱、探测器舱、探测器结构、混凝土屏蔽墙和相应的连锁装置、控制装置。辐射防护设施包括加速器和探测器周围屏蔽墙、扫描通道墙及相关屏蔽设施转围成的扫描大厅，以及用以保证人员安全的辐射安全联锁装置。
集装箱检测钨辐射屏蔽件作为存放辐射源的屏蔽材料，在集装箱检测中被广泛应用。可应用于港口、监狱、边境对藏匿在货物和车辆中违禁物的检查，如武器、爆炸物、大规模杀伤性武器、毒品和未经申报的货物等。
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注射成形混炼过程
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- Published on Monday, 08 May 2017 20:05
混炼就是在一定装置和一定温度下,将原料粉末及粘结剂进行混合并充分有效地搅拌,使其均匀化并符合注射要求的过程。由于喂料的性质决定了最终注射成产品的性能,所以,混炼这一工艺步骤变得非常重要,这将涉及到粘结剂和粉末加入的方式和顺序,混炼的温度,混炼装置特性等多种因素,最终评价混炼工艺性好坏的一个重要指标就是所得到的喂料的均匀性和一致性。
图1.粉末混合料混炼
金属粉末注射成型的混炼过程是在热效应和剪切力的联合作用下完成的。混料温度不能太高，否则粘结剂可能发生分解或者由于粘度太低而发生粉末和粘结剂两相分离现象，至于剪切力的大小则依混料方式的不同而变化。MIM常用的混料装置有双螺旋挤出机、Z形叶轮混料机、单螺旋挤出机、柱塞式挤出机、双行星混炼机、双凸轮混料机等，这些混料装置都适合于制备粘度在1-1000Pa•s范围内的混合料。
由于对于硬质合金注射成型而言，其成形粘结剂体系一般是由多组分构成，在混炼时一般采用先加高熔点的组分使其熔化，之后降温，再加入低熔点组分，最后在加入要成形的粉末。这样做的目的是防止由于低熔点的先加入导致的气化或分解。同时分批加入成形粉末可减少降温过程中出现的扭矩迅速增大，保护混炼设备。
混炼过程需严格控制, 因为这一步骤产生的缺陷, 在以后的步骤中无法弥补并且会引发许多新的缺陷。混炼温度太低, 喂料粘度过大, 将导致喂料和混料器之间的磨损而带入异物, 喂料中夹入过多气体, 带入注射生坯中产生孔隙;混炼温度过
高则会恶化粘结剂性能和导致粉末同粘结剂分离;混炼机转速太快而产生的高剪切力将导致磨损引入杂质, 转速太低则不能产生足够的剪切力粉碎合金粉末团粒、不能使粘结剂的粘度适当降低。上述条件若控制不当, 都不能达到混炼均匀的效果, 从而在以后的工序中引发新的缺陷。
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