PP料注塑熔膠背壓補縮工藝研究

朱鵬飛 杜瑞軍 李繼榮 魏龍 蔣金林

摘 要：本文簡要介紹PP料在白色家電使用過程中膠口縮孔的原理，并創新性地提出熔膠背壓工藝對產品的膠口區域進行補縮。熔膠背壓補縮工藝既不對注塑機床的線路進行改造，也不對輔助設備時序控制器的內部線路進行改造，僅對注塑機與時序控制器的連接線進行改造。

關鍵詞：膠口縮孔;溶膠背壓;低壓補縮

中圖分類號：TQ320文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）01-0045-03

Abstract： This paper briefly introduced the principle of shrinkage cavity of PP compound in the process of using white household appliances， and innovatively put forward that the back pressure of melt glue can make up for shrinkage of the product's rubber area. The process of melt glue back pressure feeding does not change the circuit of injection molding machine， nor the internal circuit of time sequence controller of auxiliary equipment. It only changes the connecting line between injection molding machine and time sequence controller.

Keywords： rubber mouth shrinkage cavity;sol back pressure;low pressure feeding

1 研究背景

白色家電在生產PP材料的格柵、護網類物料時，經常出現膠口縮孔現象，前期已出現售后投訴異常。經過將開放式熱流道膠口更改為閥針式熱流道膠口后，膠口縮孔現象已明顯改善。但是，在生產過程中，產品狀態不穩定，仍會出現如圖1所示的產品膠口縮孔現象，影響整體外觀（見圖2）。經多次調整注塑工藝，延長冷卻時間，調整注塑保壓等，整改效果不理想，未能找到有效的徹底解決問題的方案，導致對工藝依賴性極強，嚴重影響工藝一致性[1]。

2 膠口縮孔產生的原因

PP材料的縮孔問題是由于熱流道膠口附近溫度較高，具體如圖3所示。膠口區域最后冷卻定型且得不到有效的補縮，從而導致最終出現明顯的縮孔現象。

3 膠口縮孔整改的常規方案

3.1 注射后直接保壓進行補縮

此方案在實際生產中的整改效果并不理想，保壓會造成進膠口附近毛刺較大，膠口附近縮痕指數降低（如圖4所示）。另外，格柵還未冷卻，保壓時將材料保到格柵的主體中，并沒有明顯改善膠口位置的縮水問題。由于PP材料的流動性較好，持續保壓還會造成格柵主體尺寸有較大波動。

3.2 采取分段保壓進行補縮

保壓一段的時間設置為4～6 s，壓力、速度均設為0;保壓二段采用低壓、低速保壓，時間為2～3 s，如圖5所示。這樣設置的意圖是注塑完成后，保壓一段不設置壓力和速度，空等待4～6 s，確保格柵的主體冷卻定型，待第二段保壓時只能保膠口位置。此方案確實能對產品膠口區域進行補縮。對其進行模流分析，結果顯示，已基本沒有縮水現象。

此方案的弊端如下：保壓浪費時間較長，影響生產周期;長時間停頓會產生膠口冷料，閥針再次關閉時容易磨損閥針頭，導致封膠不良[2]。

4 新方案：采取新工藝——熔膠背壓補縮

熔膠背壓補縮工藝是指在機床熔膠過程中通過改造時序控制器的控制線路將熱流道閥膠口再次打開，利用熔膠背壓對產品的膠口區域進行補縮。

新工藝的控制原理：注塑機與輔助設備時序控制器正常的通信方式是機床射膠信號傳遞到時序控制器，時序控制器按照設定的時間打開熱流道的閥膠口，完成模腔的充填，待設定時間結束后時序控制器將熱流道閥膠口關閉。

新的改進方案是將機床的熔膠信號通過時間繼電器再次連接到時序控制器，將時間繼電器定時3～5 s，注塑射膠信號結束完成注塑過程后，在儲料過程中通過信號感應再次打開膠口，利用熔膠背壓進行低壓補縮。此方法與前文提到的分段保壓有異曲同工之妙，另外此方案優勢明顯，具體如下。

熔膠背壓補縮的優點：注塑成型工藝射膠之后可取消保壓工序，直接進行熔膠，將補縮工序與熔膠工序并行進行，可優化周期5～7 s;同時，還可避免分段保壓時閥針長時間打開，熱流道閥膠口末端冷料磨損閥針頭的問題[3]。分段保壓補縮方案與熔膠背壓補縮方案的控制過程對比如圖6所示。

5 熔膠背壓補縮工藝的線路改造原理

線路改造原理如7圖所示，既不對注塑機床的線路進行改造，也不對輔助設備時序控制器的內部線路進行改造，僅對注塑機與時序控制器的連接線進行改造。通過外接24 V電源的方式進行單獨供電，可有效避免設備故障時注塑機廠家與輔助設備廠家售后人員相互扯皮的問題。

涉及改造的電器元件有中間繼電器、時間繼電器和24V電源。時間繼電器和中間繼電器的實物圖如圖8和圖9所示。

背壓補縮工藝接線圖如圖10所示。

6 效果展示

注塑背壓補縮工藝，不需要對現有的時序控制器和機床線路進行改造，僅僅對時序控制器與機床連接的信號線進行優化，投入成本在150元以內。同時，改造后的線路可以作為一個整體模塊保留[4]。生產熱流道閥針膠口格柵類零件時，在模具切換時直接連接到時序控制器的接線端口。

通過線路改造使用時間繼電器控制時序控制器在熔膠過程中再次打開，利用注塑背壓對膠口進行補縮，生產過程穩定，且相比分段保壓的方案周期優化5～7 s。格柵類零件的周期優化后為35～40 s，日產能提升320件左右。改造后單日即可收回成本，另外可以保證產品表面質量狀態的一致性。

參考文獻：

[1]周達飛，唐頌.高分子材料成型加工[M].2版.北京：中國輕工業出版社，2000.

[2]羅軍.淺談澆口在注塑模具設計中的類型及選用[J].機電工程技術，2004（8）：95-97.

[3]周瑞，王家明，周濤.注塑成型制品的設計探討[J].機械制造，2016（8）：79-81.

[4]曹宏，陳金周，韓榜，等.聚丙烯（PP）熱壓變形行為研究[J].機械設計與制造工程，2011（12）：99-103.