注塑機塑化不穩定的研究

石則滿

(力勁機械有限公司，浙江 寧波 315806)

注塑機塑化不穩定的研究

Study on the instability of plastic injection molding machine

石則滿

(力勁機械有限公司，浙江 寧波 315806)

注塑機塑化穩定性是注塑機的重要評價指標，通過對注塑機塑化不穩性形成機理分析，再通過實際驗證測試，確定了注塑機塑化不穩定性的主要影響因素，產生條件；為消除這種因素而需采取的措施，為注塑機塑化不穩定性提供了一個改善依據及方向。

注塑機；塑化；不穩定性；克重量

隨著工業化的繼續推進，注塑產品進入千家萬戶，溶于個人生活的點點滴滴，國人對注塑設備的使用，從不認識到認識，從不懂到懂的過程；從能做出產品，到對高品質的追求，再到對設備的品質要求；性能的要求越來越高的過程。從而 促使注塑機的全面升級及更新換代，也促使注塑機廠家對品質，工藝的完善不懈努力與追求，追求注塑機產品的品質，性能成了各廠家的生存之道及重中之重。從而帶來了一系列品質的研究，性能的改善。塑化不穩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理與原因。

1 注塑機不穩定的表現形式

注塑機注塑產品時，塑化不穩定表現為如下情況：

（1）注塑出來的產品克重量偏差很大，無規律可循，成分散狀分布；

（2）注塑塑化時，背壓難調整。整體來說，背壓在塑化時，不能表現為定值，成為一個波動范圍區間；

（3）塑化時，止退位置沒有一個定值，控制不準；

（4）注射到底轉保壓時，注射位置無定值，很難控制；

（5）對于整批產品來說，產品的合格率低，大約在70%～80%之間的合格率，浪費較大；

（6）產品的品質表現為色澤差，無亮光，有暗流紋，銀絲現象。

以上為注塑機預塑和注射時的不穩定，統稱為塑化不穩定的主要幾個表現形式。

2 不穩定機理的研究

2.1 塑化部件的分析

針對塑化不穩定的研究，尤以PP料為最，特別是殼類、箱類零件最為突出。

先從PP料的性質來分析其產生的原因，PP料屬于結晶性原料，有固定的熔點，其流動性很好。所以對其的穩定性表現為密閉性要好，才能達到注塑時不能反膠，回流。從而塑化元件間的間隙不能過大，過大造成熔融的膠料從注射螺桿與料筒間的間隙回流，產生注射的計量不穩定。又以計量段間隙與料筒間隙影響為主；其次是過膠圈與料筒的間隙為主；再次時過膠圈的滑移行程，其滑移行程的長短決定了其反應的速度。其反應速度決定了達到注射時就封膠，熔膠時就開啟，成為真正的單向閥的效果，實現單向閥的原理。

上面是建立在塑化熔融膠量夠的情況下，塑化部件對塑化穩定性的影響。另一種情況是熔融塑膠量塑化時就不充足，這種不充足是建立再理論量完全夠的情況下，再注射時，改變上面的條件時還是不能達到塑化穩定，表現為克重量偏差大。這就得從原料本身的性質再次追尋答案。PP料為結晶性分子結構，熔點一定，這就要求每個結晶分子的熱歷程相同才能達到熔融狀態；當一定膠量中先進入注射螺桿計量段晶體在熱歷程相中吸收了足夠的熱量后成為融體，而后進入注射螺桿計量段的，因其熱歷程短，未能融化，導致有的固相晶體填充注射螺桿前的儲料段，從而導致體積一定時密度不同，而這種固相晶體是隨機性的，從而反映出來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上，也就是螺桿與料筒間隙、過膠圈與料筒間隙，過膠圈的滑移量，長徑比都在合理的范圍內時，還反映出的是注射位置不準。位置不準反映在注射時的終止位置偏差大，熔膠結束時的位置偏差大。綜合分析，對控制器本身精度的懷疑，也就是對注塑機控制電腦本身的反應精度及靈敏度的懷疑。為了驗證這種懷疑的正確性，通過更換不同品牌的電腦，情況得到了完全驗證，從而使我們對這種懷疑的全新認識。也就是控制電腦對注射、塑化位置精度的影響是顯而易見的認識。分析其產生這種現象的成因，不同的控制器本身的精度不同及本身反應速度的靈敏性，從而表現出對注塑螺桿的監控出現偏差及反映的遲逆，導致從控制器顯示屏上放映的數值偏差大，是一種表象反映。

2.3 塑化動力的分析

在以上塑化部件，控制部件分析后，還有部分產品注塑產品重量還是不穩定。

3 驗證

為了驗證上面分析的結論是否與實際相符，分別在400 t注塑機，用PP料做快餐盒測試了電腦反映精度對位置不穩定的影響；在650 t注塑機，用ABS料測試熔膠液壓馬達扭矩、轉速及同規格熔膠液壓馬達內泄量不一樣對注塑克重量穩定系的影響；在280 t注塑機，用PMMA料測試熔膠扭矩加大，轉速降低對熔膠背壓穩定性和克重量穩定性的影響。

例一：280 t注塑機測試數據如表1所示。

從上面的數據可以直觀的看出位置精度在0.1 mm波動范圍內，用制品質量重復精度公式：

表1 280 t注塑機測試數據表

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

其次，熔膠液壓馬達的內泄及注塑機塑化回油控制的合理性，也是對注塑產品克重量不穩定的重要影響因素。

通過以上的實驗驗證，確定了分析的理論是成立的。

4 結論

上述研究得出結論如下：對注塑產品的克重量、注射位置、塑化位置不穩定。簡稱注塑不穩定的影響因素，主要表現為以下幾個主要方面：

（1） 射膠螺桿的長徑比L/D ;

（2） 射膠螺桿與料筒的配合間隙;

（3） 過膠圈的滑移量;

（4） 電腦控制精度達不到注塑反應精度要求;

（5） 熔膠液壓馬達內泄;

（6） 熔膠液壓馬達扭力偏小;

（7） 熔膠回油控制不穩定。

[1] 王興天編著 ， 注塑工藝與設備 ， 化學工業出版社， 2009.11.

[2] 王興天主編 ， 塑料機械設計與選用手冊 ，化學工業出版社，2015.3.

[3] 王興天主編 ， 注塑技術與注塑機 ， 化學工業出版社， 2005.5.

[4] 王興天主編 ， 注塑成型技術 ， 化學工業出版社 ， 1989.

(R-03)

TQ320.65

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

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.005

石則滿(1972-)，男，工程師，從事產品設計及技術管理工作。

2016-11-14