柱塞式注塑機采用分流梳的原理淺析

摘 要：在柱塞式注塑機的料筒內有一個元件叫分流梳，本文對柱塞式注塑機料筒內設置分流梳的作用及原理進行分析。

關鍵詞：柱塞式注塑機 分流梳 作用 分析

在柱塞式注塑機的料筒里面有一個元件叫做分流梳，但很多人不知道料筒里面采用分流梳的原因。可能有些人從字面上理解，大概知道它可能起到一個分流的作用。究竟為什么要采用分流梳呢？可以從以下幾個方面分析。

一、柱塞式注塑機的工作原理

柱塞式注塑機的結構形式如圖1所示。柱塞式注塑機用柱塞依次把落入機筒中的塑料推向料筒前端的塑化空腔內，空腔內的原料在料筒外圍的加熱器作用下，經過加熱，塑化成熔融狀態，然后，塑化后的熔體在一定壓力下，被柱塞通過分流梳，把熔料經由噴嘴注射到成型模具內，冷卻定型。

二、常用塑料的性能

1.熱塑性塑料

熱塑性塑料的性能表現為加熱時變軟，冷卻后變硬，再加熱又可變軟，可反復成形，基本性質不變，其制品使用溫度低于120℃。熱塑性塑料成形工藝簡便，可直接經注射、擠壓、吹塑成形，生產效率高。常見的熱塑性塑料有： ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。

2.熱固性塑料

熱固性塑料的性能表現為加熱時軟化，冷卻后堅硬。固化后再加熱，則不能再軟化或熔解，不能再成形。熱固性塑料抗蠕變性強，不易變形，耐熱性好，但該樹脂性能較脆、強度不高、成形工藝復雜、生產效率低。常見的熱固性塑料有：酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯、呋喃、聚硅醚等材料。

三、設置分流梳的作用

了解了柱塞式注塑機的工作原理和塑料的特性以后，就可以了解為什么要在料筒內設置分流梳了。分流梳也可稱分流梭，結構如圖2所示。

當料筒內未安置分流梭時，塑料在料筒內受熱軟化后，黏度仍然很大，在柱塞的平移推動下，料流是一種平緩的滯流狀態。因為料筒內同一橫截面不同徑距的質點，與料筒內壁距離不同，有著梯度變化式的流速，結果靠近料筒軸心的塑料向前流得快，停留時間短，而靠近料筒內壁的塑料向前流動得慢，停留時間長。另外，這種料筒的溫度分布狀態也很差，靠近料筒內壁的塑料，由于流得慢，又直接受料筒外壁加熱器的加熱，所以溫度特別高；而靠近料筒軸心的塑料，因為流動較快，又與料筒外壁加熱器隔了一層導熱性較差的塑料層，所以溫度特別低。這樣，在注塑出來的熔融塑料中，同時并存著塑化程度不一的成分，俗稱“夾生飯”，成型制品的品質無法保證，甚至難以維持正常生產。

分流梭正是為了克服柱塞式注塑機的這種缺點而設計的。它是一個兩端都呈流線型的圓錐體，如圖2所示，以其凸出的棱片為支撐，固定在料筒內柱塞行程終點的前端，將熔料攤分成5～10mm厚的薄層，減少了料層之間的速度差異。同時，通過金屬棱片的傳熱，使料筒中央部分也有一定的熱量供應，這樣一來，穿過的塑料既能均勻受熱，又縮短了升溫時間。

分流梭還有一個作用，就是增大對塑料的剪切力，使其黏度下降，提高塑化程度。不過，仔細考察分流梭功能之后就可以發現，分流梭亦不能完全克服柱塞式注塑機的固有缺點。

首先，在柱塞行程內，實際上還存在著空筒的弊病，進入料筒的料粒受外熱從玻璃態變為黏流態的過程，仍然缺乏有效的攪拌和混合，反而被推送的注塞壓實，影響熱的傳遞。

其次，大部分分流梭的設計都或多或少地存在著滯流區及過熱區，通過分流梭的熔料在軸向和徑向上仍然存在著較大溫差。所以使用柱塞式注塑機時，工藝參數的調整很重要，特別是對一些熱敏感性塑料及黏度較大的塑料更是如此，如透明聚苯乙烯、聚碳酸酯等。

隨著塑料工業的發展，塑料制品的應用越來越廣泛，特別是大型塑料制品越來越多，柱塞式注塑機就逐漸不能適應這種發展趨勢了。

參考文獻：

[1]陳明深主編. 金屬材料與熱處理（第3版）[M].北京：中國勞動出版社，1985.

[2]張紅英，朱懷忠主編.工程材料及熱處理[M].北京：科學出版社，2007.

（作者單位：衢州市工程技術學校）