精密注塑之多级注塑工艺

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近代注塑制品，在各个领域得到了广泛的应用。制品形状十分复杂，所使用的聚合物性能差别也很大。即便是同一种材料的制品，由于浇道系统及各部位几何形状不同，不同部位对于充模熔体的流动（速度、压力）提出要求，否则，就要影响熔体在这一部位的流变性能或高分子的结晶定向作用，以及制品的表观质量。
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一．多级注塑定义

在一个注射过程中，螺杆向模具推进熔体时，要求实现在不同位置上有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制，称这种注射过程为多级注塑。

数字拨码式注塑机比较落后，只有一段或二段射胶、一段保压、一段熔胶的控制程序，对于一些结构复杂、外观质量要求高的产品，很难设定和控制注射速度及其它工艺条件，导致注塑件出现的一些外观缺陷无法通过调校注塑参数的方法来改善。

为了满足提高注塑件外观质量的需要，克服上述问题，注塑机制造商开发生产了具有多级射胶、多级保压、多级熔胶功能的注塑机，这是注塑加工行业的一次突破性技术进步。

目前，大多数是注射速度进行多级控制的注塑机，通常可以把注射全程分3个或4个区域，并把各区域设置成各自不同的适当注射速度。譬如，可在注射的初期使用低速，模腔充填时使用高速，充填接近终了时再使用低速注射的方法。通过注射速度的控制和调整，可以防止和改善制品外观，如毛边、喷射痕、银条或焦痕等各种不良现象。

多级注塑控制程序可以根据流道的结构、浇口的形式及注塑件结构的不同，来合理设定多段注射压力、注射速度、保压压力和熔胶方式，有利于提高塑化效果、提高产品质量、降低不良率及延长模具/机器寿命。

通过多级程序控制注塑成型机的油压、螺杆位置、螺杆转速，能谋求改善成型件的外观不良，改善缩水、翘曲和毛边的对应措施，减少各模每次注射成型件的尺寸不一致。

二．多级注塑位置的选择方法

1．计算重量法

总重量=所有胶件部分的重量+流道部分的重量。

注射时的射胶量即为总重量，一段射胶位置即为流道部分的射胶量；二段射胶位置即为产品走胶90%时的射胶量；三段为末段的射胶量。

2．调试观察法

根据自己的初步估计，将注射时所找位置点的压力/速度设为零，观察实际走胶的位置，再根据实际情况进行微调，直至找到你要选择的位置。

下面说明制品和多级控制程序之间的关系。

（1）根据工艺条件设置的不同速度，对注射螺杆进行多级速度转换（切换）

由于制品的型腔较深而壁又较薄，使模具型腔形成长而窄的流道，熔体流经这个部位时必须很快地通过，否则易冷却凝固，会导致充不满模腔的危险，在此应设定高速注射。但是高速注射会给熔体带来很大的动能，熔体流到底时会产生很大的惯性冲击，导致能量损失和溢边现象，这时须使熔体减缓流速，降低充模压力而要维持通常所说的保压压力（二次压力，后续压力）使熔体在浇口凝固之前向模腔内补充熔体的收缩，这就对注塑过程提出多级注塑速度与压力的要求。

（2）基于对制品几何形状分析的基础上选择的多级注塑工艺

螺杆计量行程是根据制品用料量与缓冲量来设定的。现代注塑机还具有多级预塑和多级保压功能。

三．多级注塑设定的原则

1．对于直浇口的产品，既可以采用单级注射的形式，也可以采用多级注塑的形式。对于结构简单、精度要求不高的小型塑料制件，可采用低于三级注射的控制方式。

2．对于复杂和精度要求较高的、大型的塑料制品，一定要选择四级以上的多级注塑工艺。

3．多级注塑的设定原则是：

第一级的注射量（即注射终止位置）是浇注系统的浇口终点。除直浇口，其余的几乎都采用中压，中速或者中压低速；

第二级注射的终止位置是从浇口终点开始至整个型腔1/2-2/3的空间，第二级注射适宜采用高压、高速，高压、中速或者中压、中速，看制品结构和使用的材料而定；

以下的注射级别，宜采用中压中速或中压低速，位置是恰好充满剩余的型腔空间。这些注射过程都是属于充填相的范围。

最后一级注射属于增压相范围，保压切换点就在这级注射终止位置之间。切换点的选择方法是：计时和位置两种方法。当射出开始时，同时射出计时也同时计算各级射出终止位置，如果射出参数不变，依照原料的流动性不同：（1）流动性较佳的，则最后一级终止位置比计时先到达保压切换点，这时完成充填、增压两相充模，射出进入保压（补偿相），未达到的计时则不再计时直接进入保压；（2）如果流动性较差的，计时完成而最后一级射出终止位置还未到达切换点，一样不等位置到达，直接进入保压。因此应注意以下几点：

（1）原料流动性较平均，可在测得保压点后，再把时间加几秒，作为补偿。

（2）原料流动性料佳，例如混合次料，低粘度材料，射出较不稳定，应使用计时较佳，将保压切换点减小（一般把终止位置设定为零），以计时来控制，自动切换进入保压。

（3）原料流动性较差，以位置来控制保压切换点较佳，将计时加长，到达设定切换点后进入保压。

4．保压切换点即模具型腔已充填满的位置，射出位置已难再前进，数字变换很慢，这时必须切换压力才能使制品完全成型，该位置在操作画面上能观察到（计算机语言）。

至于三级保压的使用是这样确定的：骨位不多，无尺寸配合的制品及高粘度原料的制品使用一级保压，保压压力比增压相高，而保压时间短。凡骨位（加强筋）较多，要求有公差配合的制品，一定启用多级保压。