小唐老师：你觉得你懂“注塑”吗？（2017.6.1）
注塑，经常被很多工程师瞧不起，觉得注塑作为一个非常简单，非常传统的工艺，甚至有些low，无法和那些“高大上”的工艺相媲美！事实真是这样的吗？今天，小唐老师就为注塑工艺正正名。注塑，可远没你想得那么简单！
注塑将注塑机、模具及配套设备（如烘料机、模温机等）进行完美结合，再通过一定的工艺将塑料粒子加工成所需要零件的过程。
每一个点就是一门学问，单以模具制造来说，就涉及到材料学、流体力学、机加工、热学等多个学科，得考虑动定模型腔结构、浇口位置、排气口分布、水路/油路排布、导向机构、推出机构等多方面因素。
限于篇幅限制，今天，小唐老师只和大家聊聊注塑的“工艺”，让大家来品味品味那些常见注塑参数背后的故事！
上图是我们常见的一台注塑机，让我们看看它的透视图，看看注塑分别有哪些重要的工艺参数，分别在哪个部位起作用。
1 注射压力
a. 概览定义：注塑时作用于螺杆头部的熔体压力，一般通过喷嘴部位的压力传感器来测量，也有通过油压活塞来测量。
作用：用于克服塑料流经喷嘴、流道、浇口及模腔内的流动阻力，并使型腔压实。
受影响因素：注射压力的大小与塑料的品种、塑料件的复杂程度、塑料件的壁厚、喷嘴的结构形式、模具浇口的尺寸及注塑件的类型等许多因素有关。
影响：会影响产品的尺寸及应力情况。
b. 如何确定注射压力好不好（精度）
第一块就是根硬骨头，很难啃，请大家务必跟上！
要想深入了解注射压力，你需要与保压压力进行比较。
大多数物体有一个特点，温度降低时，体积会变小（密度会变大，如水），塑料熔体也一样，在滚烫的料筒注射到模具里面的时候，温度慢慢下降，体积也在慢慢变小（收缩率）。
注塑时，熔体因为冷却而收缩，但由于螺杆继续缓慢地向前移动,使料管中的熔体继续注入型腔，以补充制品收缩的需要，称之为保压（防止产品收缩）。
再具体些，我们将注塑的几个阶段以下表来表示：
—在注射阶段，在模腔未填满前，注塑机并不能以压力来控制，而只能用速度来控制。注射段的压力设置，一般采用系统压力，就是如140 bar或160 bar的最高压力。有足够的压力才能保证注射时可以有效的控制速度。 —模腔填满后不代表注射过程就结束，还要挤压。其实注射与其它成型方法最不同之处便是极高的注射压力。挤压是靠熔融的压缩量及螺杆继续注射而产生的，使模腔压力骤升。 —保压的作用是当其熔融冷却或固化收缩时，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。由于收缩缓慢，螺杆的前进速度亦是缓慢的，2%的速度便足够。保压时只需控制压力而不能控制流量，因收缩率是不由注塑机控制的。这是与注射前段刚好相反的。
所以，我们常通过测量保压阶段时的注射压力来确定其精度，具体步骤如下： —关闭料斗（Hopper）及模具中的冷却水；
—确定泄压阀（Relief Valve）处于打开状态； —将注塑模式调成手动模式（Manual Mode）； —螺杆位置调成0 mm；保压速度设置成50%以上；注塑时间设为最大（如999.9s）； —保压压力分别设置为10%，30%，50%，80%，99%（下图是10%的情况）；
c. 计算与评价比较保压区间内的实际注塑压力与设定注塑压力，得出下表：
其中 差异值（%）=差异值（kgf/cm2）/最大注塑压力（这里以140计）；如测量点1计算为：3/140*100=2.1%
200T以上的注塑机，全体压力值在5%以内正常；
200T以下的注塑机，1%以内是正常；
2 注射速度
a. 概览定义：指螺杆前进，将熔融物料充填到模腔时的速度，一般用单位时间的注射质量(g/s)或螺杆前进的速度(m/s)表示。
作用：尽快把熔料充满成型模具的空腔。
受影响因素：受塑料粒子的性能、制品的形状及模具的冷却条件影响
影响：注射速度的快慢直接影响成型注塑制品的质量和生产效率。 —速度慢、注塑成型制品用时间增加，熔料受降温的影响充满模腔的时间加长，流动也要阻力大些，这样会造成成型制品出现冷合料缝痕 —而注射速度过快，则会产生物料摩擦热过高，容易造成 熔料因温度偏高而降解或变色；同时，过快的注射熔料流速会让模腔内空气被急剧加压而升温，也会使熔料汇合处因降解而出现 焦黄色
b. 如何确定注射速度好不好（精度）了解了注射压力的作用原理后，注射速度就好理解多了。我们可以通过注射率与螺杆直径计算出注塑速度。
注射速度=1000 * 注射率 / （π * 0.25 * 螺杆直径的平方) 其中注塑率为单位时间内注射出的体积具体的测量步骤如下：
—将注塑模式调成手动模式（Manual Mode）； —将保压条件设置为0，注射时间设置为3s以下； —注射速度分别设置为10%，30%，50%，80%，99%（下图是10%的情况）；
—确定螺杆起始与终止位置；
实际注射速度=（螺杆终止位置-螺杆起始位置）/注塑时间
c. 计算与评价比较注射区间内的实际注射速度与设定注射速度，得出下表：
200T以上的注塑机，全体速度偏差值在5%以内正常；
200T以下的注塑机，1%以内是正常；
3 锁模力
a. 概览定义：锁模力是指注射时为克服型腔内熔体对模具的涨开力，注射机施加给模具的锁紧力 。
作用：当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量,因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。
受影响因素：锁模力（T）=锁模力常数Kp*产品投影面积S（CM*CM） 1．投影面积（沿着模具开合所观看得到的最大面积） 2．模腔压力， 其中模腔压力由以下因素所影响 （1）浇口的数目和位置
（2）浇口的尺寸
（3）制品的壁厚
（4）使用塑料的粘度特性
（5）射胶速度
影响：—锁模力过小，产品会产生飞边；—锁模力过大，也有可能使模具无法“呼吸”或排气，对分型面造成挤压，最终产生更大的飞边，也有可能造成支撑板、导柱等部件不必要的磨损；
b. 如何确定锁模力好不好（精度）锁模力的测量就更简单了！
我想，我已经知道小唐老师的套路了 —将注塑模式调成手动模式（Manual Mode）； —将锁模压力调到最大（老的方法是调泄压阀（relief valve），如下图） —高压锁模
了解了注射压力的作用原理后，注射速度就好理解多了。我们可以通过注射率与螺杆直径计算出注塑速度。了解了注射压力的作用原理后，注射速度就好理解多了。我们可以通过注射率与螺杆直径计算出注塑速度。
c. 计算与评价比较实际锁模力与设定锁模力，如下：
4 平行度
既然被你们看出套路了，小唐老师后面几个就不按套路出牌了哈~机智如小唐老师 ：）
定义：平行度主要是固定模板与移动模板之间的平行程度
测量步骤 1．模板的测量部位擦拭干净
2．将模具的定位销，完全离开定位导套的位置为止（如下图）
3. 测量模板平行度（可用百分表），这里的Tiebar指的是导柱，tiebarless指的是无导柱注塑机
评价标准：如下图
5 逆率
定义：填充时，熔融的塑料粒子漏出回流的程度，受螺杆磨损及止逆环密封性影响，最终影响产品的收缩与重量稳定性；
测量步骤 1. 堵住射嘴尖端，使塑料固化在流道内（或上模产品不取出）
2. 注射速度50%，注射压力50%，注射时间5s，计量距离100mm（螺杆移动距离）；
3. 将熔融状态的塑料压缩后，再也不前进的螺杆位置设为基准点，5s后，测量螺杆的位置，重复6次，得出如下数据：评价标准：中大型注塑机，偏差要求在2mm以内小型注塑机，偏差要求在1mm以内
6 螺杆位置（再现性）
实际操作过程中是采用称量注塑件重量来确定。一般是0.5%的总重量范围内为可接受的状态。
后来在和Engel的设备专家聊天时获知，如果只考虑注塑机本身的影响，以螺杆射出位置监控更有代表性，可以直接反映出设备能力指数（Cmk）。
7 料筒温度
料筒一般注塑设备控制面板上有料筒各段的实际温度和设定温度显示，可接受的公差范围一般是5℃，一般精度好的注塑机可以做到1℃以内。
控制控制的难点还是在于喷嘴处，温度传感器易受到外部环境温度影响。
讲了这么多，最后小唐老师给大家来点直接的吧！这些参数如果设置不好的话，会带来什么样的产品缺陷！
以上，就是今天的全部内容，小唐老师要洗洗睡了，快要累趴下了~~~
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