注塑機(jī)塑化不穩(wěn)定的研究

石則滿

(力勁機(jī)械有限公司，浙江 寧波 315806)

注塑機(jī)塑化不穩(wěn)定的研究

Study on the instability of plastic injection molding machine

石則滿

(力勁機(jī)械有限公司，浙江 寧波 315806)

注塑機(jī)塑化穩(wěn)定性是注塑機(jī)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)注塑機(jī)塑化不穩(wěn)性形成機(jī)理分析，再通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證測(cè)試，確定了注塑機(jī)塑化不穩(wěn)定性的主要影響因素，產(chǎn)生條件；為消除這種因素而需采取的措施，為注塑機(jī)塑化不穩(wěn)定性提供了一個(gè)改善依據(jù)及方向。

注塑機(jī)；塑化；不穩(wěn)定性；克重量

隨著工業(yè)化的繼續(xù)推進(jìn)，注塑產(chǎn)品進(jìn)入千家萬(wàn)戶，溶于個(gè)人生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，國(guó)人對(duì)注塑設(shè)備的使用，從不認(rèn)識(shí)到認(rèn)識(shí)，從不懂到懂的過(guò)程；從能做出產(chǎn)品，到對(duì)高品質(zhì)的追求，再到對(duì)設(shè)備的品質(zhì)要求；性能的要求越來(lái)越高的過(guò)程。從而 促使注塑機(jī)的全面升級(jí)及更新?lián)Q代，也促使注塑機(jī)廠家對(duì)品質(zhì)，工藝的完善不懈努力與追求，追求注塑機(jī)產(chǎn)品的品質(zhì)，性能成了各廠家的生存之道及重中之重。從而帶來(lái)了一系列品質(zhì)的研究，性能的改善。塑化不穩(wěn)定就是在這種大背景下，獲得各廠家的重視及傾力去研究其形成的機(jī)理與原因。

1 注塑機(jī)不穩(wěn)定的表現(xiàn)形式

注塑機(jī)注塑產(chǎn)品時(shí)，塑化不穩(wěn)定表現(xiàn)為如下情況：

（1）注塑出來(lái)的產(chǎn)品克重量偏差很大，無(wú)規(guī)律可循，成分散狀分布；

（2）注塑塑化時(shí)，背壓難調(diào)整。整體來(lái)說(shuō)，背壓在塑化時(shí)，不能表現(xiàn)為定值，成為一個(gè)波動(dòng)范圍區(qū)間；

（3）塑化時(shí)，止退位置沒(méi)有一個(gè)定值，控制不準(zhǔn)；

（4）注射到底轉(zhuǎn)保壓時(shí)，注射位置無(wú)定值，很難控制；

（5）對(duì)于整批產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的合格率低，大約在70%～80%之間的合格率，浪費(fèi)較大；

（6）產(chǎn)品的品質(zhì)表現(xiàn)為色澤差，無(wú)亮光，有暗流紋，銀絲現(xiàn)象。

以上為注塑機(jī)預(yù)塑和注射時(shí)的不穩(wěn)定，統(tǒng)稱為塑化不穩(wěn)定的主要幾個(gè)表現(xiàn)形式。

2 不穩(wěn)定機(jī)理的研究

2.1 塑化部件的分析

針對(duì)塑化不穩(wěn)定的研究，尤以PP料為最，特別是殼類、箱類零件最為突出。

先從PP料的性質(zhì)來(lái)分析其產(chǎn)生的原因，PP料屬于結(jié)晶性原料，有固定的熔點(diǎn)，其流動(dòng)性很好。所以對(duì)其的穩(wěn)定性表現(xiàn)為密閉性要好，才能達(dá)到注塑時(shí)不能反膠，回流。從而塑化元件間的間隙不能過(guò)大，過(guò)大造成熔融的膠料從注射螺桿與料筒間的間隙回流，產(chǎn)生注射的計(jì)量不穩(wěn)定。又以計(jì)量段間隙與料筒間隙影響為主；其次是過(guò)膠圈與料筒的間隙為主；再次時(shí)過(guò)膠圈的滑移行程，其滑移行程的長(zhǎng)短決定了其反應(yīng)的速度。其反應(yīng)速度決定了達(dá)到注射時(shí)就封膠，熔膠時(shí)就開(kāi)啟，成為真正的單向閥的效果，實(shí)現(xiàn)單向閥的原理。

上面是建立在塑化熔融膠量夠的情況下，塑化部件對(duì)塑化穩(wěn)定性的影響。另一種情況是熔融塑膠量塑化時(shí)就不充足，這種不充足是建立再理論量完全夠的情況下，再注射時(shí)，改變上面的條件時(shí)還是不能達(dá)到塑化穩(wěn)定，表現(xiàn)為克重量偏差大。這就得從原料本身的性質(zhì)再次追尋答案。PP料為結(jié)晶性分子結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)一定，這就要求每個(gè)結(jié)晶分子的熱歷程相同才能達(dá)到熔融狀態(tài)；當(dāng)一定膠量中先進(jìn)入注射螺桿計(jì)量段晶體在熱歷程相中吸收了足夠的熱量后成為融體，而后進(jìn)入注射螺桿計(jì)量段的，因其熱歷程短，未能融化，導(dǎo)致有的固相晶體填充注射螺桿前的儲(chǔ)料段，從而導(dǎo)致體積一定時(shí)密度不同，而這種固相晶體是隨機(jī)性的，從而反映出來(lái)的是注射重量的偏差。

2.2 控制部分的分析

建立在塑化部件研究的基礎(chǔ)上，也就是螺桿與料筒間隙、過(guò)膠圈與料筒間隙，過(guò)膠圈的滑移量，長(zhǎng)徑比都在合理的范圍內(nèi)時(shí)，還反映出的是注射位置不準(zhǔn)。位置不準(zhǔn)反映在注射時(shí)的終止位置偏差大，熔膠結(jié)束時(shí)的位置偏差大。綜合分析，對(duì)控制器本身精度的懷疑，也就是對(duì)注塑機(jī)控制電腦本身的反應(yīng)精度及靈敏度的懷疑。為了驗(yàn)證這種懷疑的正確性，通過(guò)更換不同品牌的電腦，情況得到了完全驗(yàn)證，從而使我們對(duì)這種懷疑的全新認(rèn)識(shí)。也就是控制電腦對(duì)注射、塑化位置精度的影響是顯而易見(jiàn)的認(rèn)識(shí)。分析其產(chǎn)生這種現(xiàn)象的成因，不同的控制器本身的精度不同及本身反應(yīng)速度的靈敏性，從而表現(xiàn)出對(duì)注塑螺桿的監(jiān)控出現(xiàn)偏差及反映的遲逆，導(dǎo)致從控制器顯示屏上放映的數(shù)值偏差大，是一種表象反映。

2.3 塑化動(dòng)力的分析

在以上塑化部件，控制部件分析后，還有部分產(chǎn)品注塑產(chǎn)品重量還是不穩(wěn)定。

3 驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上面分析的結(jié)論是否與實(shí)際相符，分別在400 t注塑機(jī)，用PP料做快餐盒測(cè)試了電腦反映精度對(duì)位置不穩(wěn)定的影響；在650 t注塑機(jī)，用ABS料測(cè)試熔膠液壓馬達(dá)扭矩、轉(zhuǎn)速及同規(guī)格熔膠液壓馬達(dá)內(nèi)泄量不一樣對(duì)注塑克重量穩(wěn)定系的影響；在280 t注塑機(jī)，用PMMA料測(cè)試熔膠扭矩加大，轉(zhuǎn)速降低對(duì)熔膠背壓穩(wěn)定性和克重量穩(wěn)定性的影響。

例一：280 t注塑機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

從上面的數(shù)據(jù)可以直觀的看出位置精度在0.1 mm波動(dòng)范圍內(nèi)，用制品質(zhì)量重復(fù)精度公式：

表1 280 t注塑機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)表

在不更改射膠螺桿直徑的情況下，逐漸加大射膠螺桿的長(zhǎng)徑比L/D值，驗(yàn)證塑化的穩(wěn)定性。如：以PP料做垃圾桶為例，當(dāng)L/D=24時(shí)，克重量可控制在理想范圍之內(nèi)；而ABS塑料采取增大熔膠液壓馬達(dá)，從而達(dá)到增加熔膠的扭矩，放低塑化轉(zhuǎn)動(dòng)速度，產(chǎn)品克重量不穩(wěn)定從而得到明顯改變。

其次，熔膠液壓馬達(dá)的內(nèi)泄及注塑機(jī)塑化回油控制的合理性，也是對(duì)注塑產(chǎn)品克重量不穩(wěn)定的重要影響因素。

通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定了分析的理論是成立的。

4 結(jié)論

上述研究得出結(jié)論如下：對(duì)注塑產(chǎn)品的克重量、注射位置、塑化位置不穩(wěn)定。簡(jiǎn)稱注塑不穩(wěn)定的影響因素，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)主要方面：

（1） 射膠螺桿的長(zhǎng)徑比L/D ;

（2） 射膠螺桿與料筒的配合間隙;

（3） 過(guò)膠圈的滑移量;

（4） 電腦控制精度達(dá)不到注塑反應(yīng)精度要求;

（5） 熔膠液壓馬達(dá)內(nèi)泄;

（6） 熔膠液壓馬達(dá)扭力偏小;

（7） 熔膠回油控制不穩(wěn)定。

[1] 王興天編著 ， 注塑工藝與設(shè)備 ， 化學(xué)工業(yè)出版社， 2009.11.

[2] 王興天主編 ， 塑料機(jī)械設(shè)計(jì)與選用手冊(cè) ，化學(xué)工業(yè)出版社，2015.3.

[3] 王興天主編 ， 注塑技術(shù)與注塑機(jī) ， 化學(xué)工業(yè)出版社， 2005.5.

[4] 王興天主編 ， 注塑成型技術(shù) ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 1989.

(R-03)

TQ320.65

1009-797X(2016)24-0022-02

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.005

石則滿(1972-)，男，工程師，從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)及技術(shù)管理工作。

2016-11-14