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然后根据此塑料(X)的密度换算成PS材料的实际重量Wps,换算公式是: Wps等于Wx×1.05/Vx
根据计算结果Wps与产品样本对比,选用适合的注塑机.
举例说明:某一注塑制品用聚乙烯(PE),已计算出制品本身重185克,估算浇道系统重20克,需选用多大注塑量注塑机
Wx等于1.2×(185+20)等于246克
从手册或上表中查出PE料的比重为Vx等于0.92
Wps等于246×1.05/0.92等于280.8克
若选海天节能型注塑机,对照参数表应选购海天的MA1600Ⅱ/540-B型或以上注塑机为好.
3.1.3.2注射重量与理论注射容积即注射容量的关系
理论注射容积即注射容量,是理论性的,是螺杆的横切面面积乘以注射行程.
注射容量(CM3)等于(d2/4)×L,(d等于螺杆直径等于料筒内孔直径,L等于注射行程以厘米计算).
由于熔料溶融回流及止流阀的后移,实际注射容量约是理论的97%.从实际注射容量计算注射重量,应考虑塑料在固态与溶态的比容积变化.
一般情况下,实际重量为注射容量的85%*比重(材料固态重量)
3.1.3.3选择一台足够注射重量的注塑机
注射重量等于(30%~85%)*(制品重量+流道+浇口)
不应选择注射重量刚好等于塑件重量加流道塑料重量的注塑机.在要求不高的注塑中,如玩具人像:总重量应是注射重量的85%,在要求高的注塑中,则用70%以下较好,塑化较均匀,较不会有生料.
注射重量过高或太小都不好,取下限是考虑大马拉小车:模板易弯曲,塑料在料筒的驻留时间及每公斤注塑件的耗电量.小的注塑件通常使用小的模具,会使模板有过度的弯曲,变形,易影响产品品质,甚至使模板破裂.用过大的注塑机注塑较小的塑件,熔融塑料驻留时间太长会引致塑料分解.取上限,易造成充料不足.
熔料在料筒的驻留时间可以引用以下公式估计.
在料筒的驻留时间等于(料筒内塑料重量x注塑周期时间/每模注射重量.
料筒内的塑料重量大约是注射容量的2倍估计.
例如:比重1.38的硬性聚氯乙烯(UPVC)在一台螺杆直径55毫米,注射行程250毫米,注射重量(PS)570克的注塑机上注塑.注塑周期是35秒,每模塑料重量是340克.熔料在料筒里驻留时间有多长
以两倍注射容量估计料筒内的熔融容量等于2*3.1416x5.5x5.5x25/4等于1188厘米3.
或是直接以机器的注射容量x2倍,(570x2等于1140)
在料筒驻留时间1188×1.38×35/340等于168秒.(相当于5模的时间)
如果换成50mm的螺杆,则驻留时间为470x2x1.38x35/340等于133秒
另外,熔料停留时间太短会造成原料塑化不良,也是不好的.
经验上,每分钟的用料量相当或接近于注射容量是较理想的.
使用一模多腔或加大模具尺寸可解决用大机注塑小塑件的一些问题.
降低料筒温度也可缓解因驻留时间长导致的分解.
以上的说明,主要在强调注塑机容量大小的选择,要考虑的因素与材料级别,周期,质量要求等有关,在选择时,需要做整体考量.
3.1.4注射速度
在注塑机规格表里,注射速度是注射时螺杆的最快速度,它以厘米/秒计算.
注射速度影响注射时间.注塑薄壁件时需要高的注射速度,以防止模腔未注满时,溶融已冷却凝固.通过控制压力油的流量,注塑机都可在注射时有多段注射速度.恒速前缘理论指出最优良的注塑是当溶融前端在模腔内以恒定的速度前进.因模腔的断面面积并不一致,注射时需要多段射速来能达到恒速前缘流动.有些注塑机有多达10段的射速.
有些注塑机可加蓄能器来加快注射速度.蓄能器在注射周期的低用油阶段储存高压的压力油,来给高用油的注射阶段使用.它均化电马达的负载及减低其过荷.虽然加大马达及油泵(有些注塑机厂商提供的替代装置)可以增加注射速度约25%,蓄能器一般能增加注射速度约3倍.注射速度越高,所需的液压系统控制能力就要越高,否则会造成失控或不稳定.
3.1.4.1注射行程
在给定的螺杆直径,增加注射行程可以增加注射容量.但增加注射行程会增长注射时间,而增长注射周期.亦降低有效螺杆长度,因此降低长径比,高长径比的优点便失去了.从长径比18:1的注塑机规格,统计显示注射行程约是螺杆直径的4倍.在长径比增大时,注射行程可以适当的加长.
一般注塑机的注射行程建议不能大于5.5D.选择注塑机时必须注意,以过大的注塑行程争取高的注射容量及重量其实是牺牲了注射时间及长径比,产品前后注射的质量差异大,塑料的塑化不完全(内有生料).
一般来说,射速在150mm/S以下的,可用一般开环控制.射速150mm/S到200mm/S以下,用方向比例闭环控制,200mm/S以上用伺服阀控制较好.
有些客户在选机器时,会要求多大的注射速度,但从本质上来说,真正需要的是注射速率,因为从注射充填来说,产品要的是多少时间内能完成充填.而在同样的注射速度下,螺杆越小,注射速率就越小,反之则越大.
3.1.5注射速率
注射速率是指在单位时间内从喷嘴射出的溶料量(容积).是机筒截面积与速度的乘积.
有些注塑机厂商在规格表里不用注射速度而用注射速率.注射速率是螺杆在注射时每秒射出的最大容量·它以cm3/秒或以G/S计算.
注射速率等于注射速度×3.1416×(d/2)2×原料的熔融密度×注射效率系数(d等于螺杆直径)
注射速率低,溶料充模时间长,制品易残生冷接缝,前后密度不均,应力大等弊病.注射制品,同时高速注射时,可采用低温模具,缩短成型周期,在不形成过填充的条件下,高速注射也能使所需的合模力减少.但注射速度过高,溶料经浇口等处时,产生较大的剪切热,易形成不规则的流动,物料烧焦以及吸入气体和排气不良等现象,同时在一般开环控制下,高速注射也不能保证注射与保压稳定的切换,形成不稳定注射而使制品出现溢边或缺料.
注射速率的最低要求是:在塑料通道未凝固前,充填完成.
3.1.6注射压力
螺杆为了克服溶料流经喷嘴,浇道和模腔等处的流动阻力而在溶料上施加压力,在注塑机规格表里的注射压力是注射时料筒前端的最高压力,而非油压的最高压力.
注射压力与油压的关系是反比於螺杆横切面面积与注射缸面积之比.
通常,注射压力是最高油压的10倍左右.
若注射装置有螺杆可选,较小的螺杆直径产生较高的注射压力.
较高的注射压力有助于工程塑料的注塑.因为工程塑料粘度都较高,而粘度越高流动阻力越大.对于某一种机型的一定规格螺杆,最大注射压力是一定的.注射压力设定如果过高,制品可能产生毛边,脱模困难,影响制品的光洁度,制品产生较大内应力.
注射压力过低,则易产生物料充填不满模腔,甚至不能成型.一般加工精度低,流动性好的低密度如聚乙烯,聚酰胺之类的塑料,注射压力可选小于或等于70-110Mpa:加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯,聚碳酸酯等,形状一般但有一定的精度要求的制品,注射压力选100-160Mpa,加工高粘度工程塑料如聚砜,聚苯醚之类等,薄壁长流程,厚度不均和精度要求严格的制品,注射压力大约在140-200Mpa,加工优质精密微型制品时,注射压力可用到200-250Mpa以上.
常用塑料注射压力
塑料易流动的厚壁制品中等流动成动,一般制品难流动,薄壁窄浇口制品ABS80-110100-150120-200聚甲醛(POM)85-100100-130120-200聚乙烯(PP)70-100100-120120-200聚酰胺(PA)90-110110-140>,140聚碳酸酯(PC)100-120120-150>,160有机玻璃(PMMA,372)100-120120-150>,160聚苯乙烯(PS)80-100100-120120-200硬聚氯乙烯(PVC,UPVC)100-120120-150>,160热固性塑料(MF,PF,BMC)100-140140-175175-230弹性体(TPR,EVA)80-100100-120120-160塑料供应商都在塑料规格表公布塑料可用的最高及最低注射压力.
3.1.7螺杆转速
螺杆转速单位:转/分(rpm),表示的一个上下限.螺杆转速不及螺杆表面速度重要.两者与螺杆直径有关.
螺杆表面速度(cm/min)等于3.1416×螺杆直径(cm)x螺杆转速(转/分).
每种塑料都有它的推荐最高螺杆表面速度(线速度).如硬性聚氯乙烯叫PVC)的表
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