本章目的：詳細對注塑引數分解，掌握引數原理。

1          注塑工藝對產品質量的影響

注塑工藝引數主要包括烘料溫度及時間、注射量、計量行程(預塑行程)、餘料量、防延量、螺桿轉速、背壓、注射速度、注射速度及壓力、保壓壓力及時間、料筒溫度、模具溫度、冷卻時間、開合模速度及壓力、頂出速度、氣輔吹氣壓力及時間等。

1.1    烘料溫度及時間

因大部分塑膠材料都具有吸溼性，放置於空氣中會吸入少量的水分，當膠料中含有的水分量高於一定程度會出現注塑加工質量缺陷，如銀絲紋、氣泡、脆裂、機械效能降低等缺陷。故在注塑前需要對膠料進行乾燥，一般材料供應商都會給出烘料溫度和時間的推薦值。但乾燥時間不可過長，否則塑膠的可塑性變差，將導致材料脆化。而一些吸水性強的材料如PA、PBT、PET、PEI和PSU等，建議採用除溼乾燥機進行乾燥。而一些吸溼性低的材料如PP、PE、PVC、POM等材料，如果使用密封袋未開封或一直儲存在乾燥環境下，可以不用幹燥。

圖表1 烘乾溫度及時間表

1.2    注射量

其反映注塑機的加工能力的大小，標誌著所能生產的塑膠製品最大重量。注射量計算公式如下：

圖表2 螺桿尺寸結構圖

一般選擇注塑機時，必須考慮所需射膠量需在機臺最大理論射膠量的30%~80%以內。

圖表3 注射量與螺桿注射形成的關係

1.3    計量行程(預塑行程)

每次注射指令終止後，螺桿是處在料筒的最前端，當預塑指令下達時，螺桿開始旋轉，物料被輸送到螺桿頭部，螺桿在膠料的反壓力作用下後退，直至碰到限位開關為止，該過程稱計量過程或預塑過程，螺桿後退的距離稱計量行程或預塑行程。因此，膠料在螺桿頭部所佔有的容積就是螺桿後退所形成的計量容積，其計量行程就是注射行程。計量行程的重複精度的高低會影響注射量的波動。

1.4    餘料量

螺桿注射完成之後，並不能把螺桿頭部的熔料全部注射出去，還需要存留一些，形成一個餘料量。這樣，一方面可防止螺桿頭部和射嘴接觸發生機械碰撞事故；另一方面可通過此餘料墊來控制注射量的重複精度，達到穩定注塑製品質量的目的(餘料量過小，則達不到緩衝的目的，過大會使餘料累積過多)。一般餘料量設定為1.5~2.5mm報警。

1.5    防延量(鬆退)

防延量是指螺桿計量(預塑)到位後，又直線後退一段距離，使計量室中熔體內壓下降，防止熔體從計量室向外流出(通過射嘴或間隙)。防流延還有另外一個目的就是降低射嘴流道系統的壓力，減少內應力；並在開模時容易抽出料杆。防延量的設定要視塑膠的黏度和製品的情況而定，過大的防延量會使計量室中的熔料夾雜氣泡，嚴重影響製品質量，對黏度大的物料可不設防延量。防延量一般設定為螺桿後退行程的1~2%。

1.6    螺桿轉速

螺桿轉速影響注塑物料在螺桿中輸送和塑化的熱歷程和剪下效應，是影響塑化能力、塑化質量和成型週期等因素的重要引數。隨螺桿轉速的提高，塑化能力提高、熔體溫度及熔體溫度的均勻性提高。

螺桿轉速的設定是根據螺桿直徑而確定的，每種塑膠材料都會有最大O.D（外徑）線速度值，常用單位m/s表示，換算成螺桿轉速範圍一般為30~120RPM，具體線速度最大值見下圖表31。對於不同的塑膠材料，材料提供商都會在規格數中推薦螺桿轉速設定值。一般對於小螺桿，因為螺槽深度比較淺，膠料吸收熱量快，足夠促使膠料在壓縮段軟化，另外螺桿與料筒間的摩擦熱小，故可以採用較高的轉速；對於大螺桿，反之，不易採用高轉速避免塑化不均勻，造成過大的摩擦熱。

對熱敏性塑膠(如PVC、POM等)，應採用低螺桿轉速，以防物料分解；對熔體黏度較高的塑膠（如如PC、PSF、PPO等），也應採用低螺桿轉速。

1.7    背壓

螺桿在螺桿轉動後退的塑化過程中所受到的熔體對其施加的反作用力稱背壓或塑化壓力，其大小可通過液壓系統中的溢流閥來調節。預塑時，只有螺桿頭部的熔體壓力大於油缸的阻力後，螺桿才能後退。

1.8    注射壓力

注射壓力是指螺桿對料筒中膠料所施加的壓力。注射壓力的作用是克服塑膠熔體從料筒流向模具型腔的流動阻力，給予熔體一定的充模速度及對熔體進行壓實、補縮。注射壓力對塑膠製品的取向程度、料流長度、製品質量及縮水率都有很大的影響。同時注射壓力受到塑膠特性、製品和模具的結構及其它工藝引數等的影響。

注射壓力在一定程度上決定了塑膠的充模速率，並影響製品的質量。

1.9    注射速度：

注射速度是指螺桿往前推進的速度，單位：mm/s。通常調機都採用多級注塑，即分段設定注射速度，以達到模具腔體各部分用不同走膠速度來控制產品質量。

1.10 注射時間

為得到密度均勻和尺寸穩定的製品，必須在短時間內快速將膠料充滿模腔。注射速率與螺桿推進速度（即注射速度）成正比，與注射時間成反比。目前對注射速率的要求，不僅要求數值要高，而且要求在注射過程中可以進行分級注射，以便根據使用的材料特性和製品特點，對膠料充填過程的流動狀態實現可靠、有效的控制。

1.11 保壓壓力

保壓是指在模腔充滿後，對模內熔體進行壓實、補縮的過程。處於該階段的注射壓力稱為保壓壓力。

實際生產中，保壓壓力的設定，可與注射壓力相等，一般稍低於注射壓力。當保壓壓力較高時，製品的收縮率減小，表面光潔度、密度增加，熔接痕強度提高，製品尺寸穩定。缺點是：脫模時製品中的殘餘應力較大、易產生溢邊。

1.12 保壓時間

保壓時間就是對型腔內塑膠的壓實、補縮時間，在整個注射時間內所佔的比例較大；而形狀簡單的製品，保壓時間也可很短。在澆口處熔體凍結之前，保壓時間的長短，對製品的質量有較大影響。若保壓時間短，則製品的密度低、尺寸偏小、易出現縮孔；而保壓時間長，則製品的內應力大、強度低、脫模困難。此外，保壓時間還與料溫、模溫、主流道及澆口尺寸等到有關。如果工藝引數正常、澆注系統設計合理，通常以製品的收縮率波動範圍最小時的時間即為最佳保壓時間。確定保壓時間時要考慮的因素有：塑膠的品種與效能；製品與模具等條件；其它注塑工藝條件，如溫度、背壓、注射壓力、注射速率、螺桿轉速等工藝引數。

1.13 料筒溫度

料筒溫度是指料筒表面的加熱溫度。料筒一般分三段加熱，從料斗到射嘴前依次由低到高，使塑膠材料逐步熔融、塑化。第一段為加料段，溫度要低一些、料斗座還需用冷卻水冷卻，以防止物料“架橋”並保證較高的輸送效率；第二段為壓縮段，是膠料處於壓縮狀態並逐漸熔融，該段溫度設定一般比所用塑膠的熔點或粘流化溫度高出20～25℃；第三段為計量段，物料在該段處於熔融狀態，在預塑終止後形成計量室，儲存塑化好的物料，該段溫度設定一般要比第二段高出20～25℃。以保證物料處於熔融狀態。

1.14 射嘴溫度

射嘴具有加速熔體流動、保持熔體溫度作用。在注塑過程中，射嘴與模具直接接觸，會使射嘴溫度很快下降，導致熔料在射嘴處冷凝而堵塞射嘴孔或模具的澆注系統、而且冷凝料注入模具後也會影響製品的表面質量及效能，故需控制射嘴溫度。

1.15 模具溫度

模具溫度是指與製品接觸的模腔表面溫度。對熱塑性塑膠熔體來說都是冷卻過程，因為模具溫度的恆定值低於塑膠的Tg或低於熱變形溫度(HDT)，只有這樣，才能使塑膠定型並有利於脫模。

模具溫度的高低主要取決於塑膠特性(是否結晶)、製品的結構尺寸、製品的效能要求及其它工藝引數(如熔體的溫度、注射壓力、注射速率、成型週期等)。

1.16 開合模速度及壓力

鎖模速度一般需要設定兩個開模和合模速度，模具一般是先快速合模，在前後模接觸前低速合模，避免損壞模具。

鎖模力設點：低壓使前後模靠到一起，以起到低壓保護模具壓模；再用高壓鎖模。

1.17 頂出力及速度

當製品從模具上脫模時，需要一定的外力來克服製品與模具的附著力，該外力即為頂出力。頂出力太小，製品不能從模具上脫下；頂出力太大，會使製品產生翹曲變形，甚至會頂壞製品。

此外，頂出速度和頂出行程也同樣影響頂出過程。頂出速度快，製品易翹曲變形和損壞；頂出行程短。製品不易脫下。