注塑成型又可稱為注射成型,即使熱塑性或熱固性摸材料先在機筒中加熱使其均勻塑化,再由柱塞或螺桿推擠到密閉的模具中成型的方法。銅鑲件的注塑原理及過程圖如下:
注塑工藝最重要的部分即為注塑機的選擇,注塑機根據外形特征可分為立式、臥式和角式三種;根據傳動方式可分為液壓式及機械式;按照塑化和注塑方式可分為注塞式及螺桿式。以螺桿式的注塑機為例,可將注塑機結構分為注塑裝置、合模裝置、液壓傳動系統、電器控制系統四個主要部分。
一、 注塑裝置:為注塑機的主要組成部分,作用是將材料塑化并均化,并在高壓力和快速作用下通過螺桿的推擠將熔料注射進模具,并對其施行保壓。裝置主要包括加料裝置,料筒、螺桿及噴嘴。其中,螺桿長度及頭端形態極大程度的影響了注塑的成功率。下圖展現了不同頭部的螺桿:
連接料筒及模具的過渡部分即為噴嘴,注射噴嘴的結構、噴孔的大小、制造的精度將會直接影響熔料的壓力、溫度、射程及是否產生外泄等。不同結構的噴嘴見下圖:
二、 合模裝置:又稱為鎖模結構,它保證了成型磨具可靠的閉合、開啟并取出制品。完善的合模裝置必須具備三個基本條件:足夠的鎖模力,充分的模板面積、模板的行程及間隔,穩定的模板運動速度。足夠的鎖模力可使模具在熔料壓力的作用下,避免開裂的現象;充分的模板面積、模板的行程及間隔可以適應不同外形結構和尺寸制品的要求;模板的運動速度應該滿足閉模時先快后慢,開模的時候以慢、快、慢,可防止發生模具碰撞,實現制品平穩頂出并提高生產能力。
合模裝置主要組成包括固定模板、移動模板、合模油缸、頂出裝置、拉桿。
三、 液壓傳動系統:即冷卻系統,在注塑成型過程中,冷卻系統處于重要的位置。由于成型制品只有冷卻固化到一定剛性,脫模后才能防止鑲件制品受到外力作用發生變形。由于冷卻過程的時間占了整個成型周期的大部分,因此合理的冷卻系統可以大幅度的縮短鑲件成型時間,提高了鑲件注塑的生產率,降低了生產成本。避免了冷卻不均勻造成的鑲件制品的翹曲變形。
根據相關資料表明,熔體進入模具產生的熱量可分為兩種形式散發:小部分經過輻射或對流散發到周圍大氣中,大部分熱量通過與模具傳導。鑲件在模具中通過冷卻水管的作用,熱量由模腔中的材料通過熱傳導經模架傳至冷卻水管,再由于對流作用被冷卻液帶走。少數沒有被帶走的熱量將繼續在模具中傳導,最后通過接觸外界后散發到外界大氣中。
影響制品冷卻速度的因素有以下幾點:
① 模具材料及其冷卻方式:材料包括模具的型芯、型腔的材料及模架的材料,其熱傳導系數越高,單位時間內將熱量傳遞出去的效果越佳,冷卻時間也越短。
② 冷卻水管配置方式:冷卻水管的管腔直徑越大,管腔數目越多,越靠近模體腔,則冷卻效果越佳,冷卻時間越短。
③ 冷卻液流量:冷卻水流量越大(一般以達到紊流為佳),則通過熱對流方式帶走熱量的效果也越好。
④ 冷卻液的性質。冷卻液的粘度和熱傳導系數會影響模具的熱傳導效果。冷卻液粘度越低,熱傳導系數越高,冷卻效果越佳。
⑤ 材料選擇。
⑥ 加工參數設定:材料的溫度越高,模具的溫度越高,鑲件頂出的溫度越低,最終冷卻時間也會越長。
四、 電器控制系統:即注塑成型循環中的最后一個環節——脫模。即便制品已經冷固成型,但脫模仍舊是整個過程不可忽視的一步,脫模方式不當,會導致鑲件在脫模的時候受力不均勻,產品頂出時出現變形。脫模的方式主要有兩種:頂桿脫模和脫料板脫模。