1、課件，12.1概述，第12章注射整形工藝和設(shè)備，12注射整形工藝和設(shè)備，注射成型是基于裴秀智的復(fù)合材料生產(chǎn)中的重要整形方法，適用于熱塑性和熱固性復(fù)合材料，但最廣泛地用作熱塑性復(fù)合材料。將注射整形、粒狀或粉末纖維裴秀智混合物從注射器料斗供應(yīng)到滾筒，加熱熔化后由柱塞或螺絲加壓，注入通過噴嘴降低溫度的閉合模具，冷卻整形后脫模產(chǎn)品。注射成型是間歇性工作流程，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，圖12-1注射整形工藝原理圖表1-模具2-蓮蓬頭；3-桶；4-分流穿梭；5-hoper 6-注射柱塞，12.1概述，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，SZL-125，12.1概述，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，

2、12.1概述，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備(2、12.1概述、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、122章注射整形工藝、1注射整形工藝原理、FRTP的注射整形工藝主要是物理變化、12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、12章FRP注射整形原理實(shí)際加熱工藝需要綜合考慮兩種茄子作用的影響。圖12-2實(shí)際加熱過程中的粘度根據(jù)時間有最小值，如圖12-2所示。AO段隨著加熱時間的增加，粘度降低，到達(dá)O點(diǎn)時粘度達(dá)到最低值(物理變化)。增加繼續(xù)加熱時間，即OB段，粘度隨加熱時間的增加而增大(化學(xué)變化)。粘度變化是不可逆轉(zhuǎn)的。圖12-2熱固性裴秀智纖維混合材料加熱時粘度與時間變化的關(guān)系，12

3、.2注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，粘度變化是不可逆的。特性包括：1)FRP注射成型不需要冷卻定型階段。2)加熱硬化是不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)過程。4)玻璃鋼的固化過程是發(fā)熱反應(yīng)。圖12-2熱固性裴秀智纖維混合料加熱時粘度與時間變化的關(guān)系，12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備熱壓作用下凝固定型，打開模型取出產(chǎn)品。FRP注射整形工藝：12.2注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，F(xiàn)RTP和FRP的注射整形特性比較，(1)FRTP可以反復(fù)加熱塑化，材料的熔化和硬化完全是物理變化。FRP加熱固化后不能再塑化，固化過程是不可逆轉(zhuǎn)的反應(yīng)。(2)當(dāng)FRTP受熱時，材料

4、從玻璃狀態(tài)變?yōu)槿刍恼承粤?，筒體溫度由管段控制，塑化溫度必須高于粘性溫度，但必須低于分解溫度。當(dāng)FRP在桶中加熱時，裴秀智分子鏈會移動，材料會溶解，但接著會加速化學(xué)反應(yīng)、熱、化學(xué)反應(yīng)過程。因此，F(xiàn)RP注射成型的溫度控制比FRTP嚴(yán)格得多。，(3)在FRTP注射整形中，筒體溫度必須高于模具溫度，材料在腔內(nèi)冷卻時可能會引起體積收縮，因此需要適當(dāng)?shù)膲|壓填充物。FRP注射整形時，筒體溫度低于模具溫度，當(dāng)材料在型腔內(nèi)發(fā)生硬化收縮時，會發(fā)生熱膨脹，因此充電后無需充電。12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、2復(fù)合材料注射整形特性、(1)注射過程中對易失性物質(zhì)的控制，注射過程中始終低分子易失

5、性物質(zhì)(例如材料中的水分、2)。對于熱塑性CM，揮發(fā)物過多會引起熔體泡沫、裴秀智水解等，造成加工困難，降低產(chǎn)品質(zhì)量，一般將揮發(fā)物含量控制在0.52以下。以熱固性CM為例，揮發(fā)物過多會在材料儲存過程中產(chǎn)生結(jié)塊，產(chǎn)品收縮率大，容易變形，產(chǎn)品質(zhì)量差等一般可以將揮發(fā)物含量控制在27以下。表示12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、(2)流動特性、加熱、加壓下物料的流動性能和填充能力。適當(dāng)添加增塑劑和潤濕劑可以提高流動性能。纖維對材料流動性的影響：纖維含量越多，流動性越差。對于FRTP，壓力越高流動性越好，溫度越高流動性越好。圖12-3、12-4。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，提高材料流動性的常用措

6、施：1、熱塑性CM:提高交叉和流道直徑增加注射壓力提高筒體溫度和模具溫度。2.熱固性CM:最小化模具前加熱時間，防止裴秀智早期凝膠凝固。12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、(3)注射整形期間纖維長度的變化、注射成型的混合過程(螺桿旋轉(zhuǎn)作用)以及噴射過程中纖維可能會發(fā)生多種程度的斷裂。圖12-5，12-6說明了螺桿速度對玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6和聚丙烯時纖維長度的影響。最終產(chǎn)品的纖維長度通常為0.30.7mm(最初小于7mm)，隨著螺釘速度的增加，纖維會縮短。纖維長度對產(chǎn)品性能的影響很明顯，如圖12-7所示。隨著纖維長度的增加，機(jī)械性能增加。使用熱塑性CM廢料時，其含量太大，重復(fù)加

7、工的話，纖維質(zhì)量會更短，機(jī)械性能會大幅下降，值得注意。一般廢棄物再利用量控制在材料數(shù)量的20以內(nèi)。圖12-8、12-9。12.2注射整形工藝，課件，12章注射整形工藝和設(shè)備，(4)纖維方向，熱塑性CM:大分子方向；纖維方向熱固性CM:纖維方向必須合理設(shè)計(jì)模具，確立材料的流動方向，獲得好產(chǎn)品。熔化的材料在模具型腔中流動的狀態(tài)圖如圖12-10所示。流體的流動過程在橫截面上有速度漸變。越接近模具速度梯度，剪切應(yīng)力越大，有12.2注射整形工藝、課件、12章注射整形工藝和設(shè)備。因此，模具邊緣纖維和大分子的方向更加明顯。圖12-11。纖維定向后不再改變。大分子方向當(dāng)材料充滿模具型腔時，剪切應(yīng)力被去除，熱量

8、運(yùn)動的作用在一定程度上消除了方向。提高整形溫度、材料溫度、增加產(chǎn)品厚度，并將灌嘴放置在母模仁的最低部分，會減弱方向作用。提高灌嘴溫度和射壓會增加方向效果。12.2注射整形工藝，課件，12章注射整形工藝及設(shè)備，(5)接合強(qiáng)度縫紉部位纖維取向，強(qiáng)度明顯下降。圖12-12比較了沒有縫紉的產(chǎn)品的強(qiáng)度，強(qiáng)度可以降低3060%。在模具設(shè)計(jì)中考慮牙齒問題，可以減少拼接及其影響。圖12-13、12-14?？p紉強(qiáng)度還與其他工藝條件相關(guān)，表12-2顯示了玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6的整形條件對縫紉強(qiáng)度的影響。12.2注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，冷卻后的FRTP產(chǎn)品，其尺寸始終小于模具的型腔尺寸，差異為：

9、收縮、收縮、類型d常溫型腔尺寸；D1常溫下產(chǎn)品尺寸。整形后24h的收縮率稱為初始收縮率，產(chǎn)品整形后24h48h測量的收縮率稱為整形收縮率。(6)體積收縮，12.2注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，注射整形期間玻璃纖維不收縮，收縮主要由裴秀智矩陣引起。不同的樹脂和裴秀智含量，收縮不同，并且收縮與纖維長度有關(guān)。一般來說，裴秀智含量越大，收縮率越高，纖維越長，收縮率越小。12.2注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，影響FRTP整形收縮率的因素：1)玻璃纖維含量。含量越高，收縮率越低。2)產(chǎn)品壁厚的影響。產(chǎn)品厚度增加，收縮率明顯增加。3)澆口大小影響。增加灌嘴標(biāo)注可顯著降低收

10、縮率。4)熔體溫度的影響5)整形溫度的影響。對于較厚的產(chǎn)品，溫度升高，收縮率降低。對于薄產(chǎn)品，溫度升高，收縮率提高。6)整形壓力的影響。通常，收縮率隨著整形壓力的增加而降低。7)硬化速度。一般硬化速度降低時，收縮率降低。12.2注射整形工藝、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、第3章注射整形工藝、31準(zhǔn)備工作、(1)注射材料選擇和預(yù)處理、A、注射材料原則應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品性能和注塑機(jī)性能合理選擇注射材料。b，注射材料的字典處理注射要盡可能均勻，已經(jīng)結(jié)塊的要粉碎。骨料使用前要測定水分和揮發(fā)物含量。超過標(biāo)準(zhǔn)的時候要干燥。熱風(fēng)干燥、紅外線干燥、真空干燥等。干燥的材料仍然有吸濕性。因此需要密封保管，加工時要采取

11、加熱等措施。12.3注射整形工藝，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，(2)材料簡單清洗，注射整形過程中需要更換材料時，必須清洗料斗。一般采用新材料清洗的方法，可以重復(fù)。注：用一個注射器加工多種茄子其他材料時，為了便于清洗，建議先加工整形溫度低、光亮的材料。(3)脫毛劑選擇，常用脫毛劑為硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等。(4)防止因嵌件預(yù)熱、兩種茄子物質(zhì)膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力或應(yīng)力開裂現(xiàn)象。因此，注射整形產(chǎn)品的嵌件需要提前預(yù)熱。預(yù)熱溫度通常為鋼鑲件110130，鋁，銅鑲件150預(yù)熱。嵌件的預(yù)熱溫度越高越好，但渡邊杏高于材料的分解溫度。12.3.1準(zhǔn)備工作，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，32注射

12、整形工藝條件(閉合模具、進(jìn)料、塑化、注射、壓縮、硬化(冷卻定型)、開口材料等)。整形溫度、注射壓力(包括注射速度)、整形周期(包括注射、保壓、固化時間)稱為注射整形過程中的“三大工藝條件”。當(dāng)然，要順利完成整個注射過程，就要循序漸進(jìn)地進(jìn)行控制。(1)供給與充裕，供給：一般需求時機(jī)，定量，均勻供給。剩余量：檢查每次注射后桶底部是否有一些剩余材料殘留物的作用。a、電壓；b，補(bǔ)充(收縮的補(bǔ)充)殘留物一般控制在1020mm，不能太多或太少。太多：注射壓力損失大，剩下的材料加熱太久，容易發(fā)生分解或硬化等。太少：不能起到良好的壓力傳遞作用，腔內(nèi)材料壓力不足。12.3.2注射整形工藝條件，課件，第12章注射

13、整形工藝和設(shè)備，(2)整形溫度(包括桶、蓮蓬頭、整形溫度)整形溫度是與材料塑化、流動性、充電等工藝條件相關(guān)的三個茄子主要工藝條件之一。請考慮以下因素：1、注塑機(jī)的種類螺桿注塑機(jī)所需的筒體溫度低于柱塞。原因：A，螺桿成型機(jī)滾筒內(nèi)的材料層薄。b，在螺桿推進(jìn)過程中，材料繼續(xù)反轉(zhuǎn)，有利于傳熱。c，材料翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，受剪切力作用，自摩擦變熱。2、產(chǎn)品厚度對薄壁產(chǎn)品要求高流動性，可以填充模具鋼，需要高整形溫度。相反，厚壁產(chǎn)品的整形溫度可能會低一些。12.3.2注射整形工藝條件，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，3，注射材料的品種和性能是建立加工溫度的決定因素。常用裴秀智注射整形條件見表12-4、12-5。對熱

14、塑性樹脂而言，桶溫度略高于蓮蓬頭溫度，高于模具溫度。對于熱固性樹脂，模具溫度略高于蓮蓬頭溫度，高于筒體溫度。判斷桶蓮蓬頭溫度的兩種茄子方法：A，熔體對空氣注射法。脫模低壓注射觀察材料流粗糙、變色、起泡或表面光滑的人溫度適宜。b、產(chǎn)品直觀分析。觀察試制產(chǎn)品是否存在粗糙、波紋、氣泡等弊端。12.3.2注射整形工藝條件、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、(3)螺紋速度和背壓應(yīng)根據(jù)選定的裴秀智熱和熔體粘度進(jìn)行調(diào)整。慢速：塑化，可降解材料，早期固化。轉(zhuǎn)速快：對塑化很好，但材料停留時間短，塑化可能不足。纖維也可以變短。背壓：螺桿塑化推進(jìn)材料時傳送至螺桿的反壓力。背壓的作用：在運(yùn)動中不斷排出空氣和揮發(fā)物，使

15、材料越來越密。如果背壓太小，就不能起到上述作用，背壓大，功耗大，材料溫度低時，將纖維磨成粉末，會影響產(chǎn)品性能。圖12-21背壓與玻璃纖維長度的關(guān)系、12.3.2注射整形工藝條件、課件、第12章注射整形工藝和設(shè)備、(4)注射速度和注射壓力、注射壓力大小與注射機(jī)器類型、材料流動性、模具澆口大小、產(chǎn)品厚度、模具溫度和工藝相關(guān)。一般注射壓力比熱塑性注射壓力稍高。注射壓力對產(chǎn)品性能的影響如圖12-22所示。壓縮的作用：冷卻產(chǎn)品，收縮時可充電，尺寸正確，表面光滑，有助于去除氣泡。壓縮時間一般為0.32分鐘，特后產(chǎn)品可達(dá)510分鐘。注射速度與注射壓力、溫度、模具大小等有關(guān)。注射速度慢不利于充電，生產(chǎn)率低，注

16、射速度太快，容易混合泡沫。要通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)來決定。12.3.2注射整形工藝條件，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，(5)整形周期，整形周期是完成注射整形產(chǎn)品所需的時間。包括：1)注射壓力時間(保壓時間、注射時間)；2)冷卻時間(模具內(nèi)冷卻或硬化時間)；3)其他時間(開放、產(chǎn)品拆卸、剝離、鑲件放置、鑄模等時間)。整形周期是提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵，因此在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時，應(yīng)盡量減少整形周期。12.3.2注射整形工藝條件，課件，第12章注射整形工藝和設(shè)備，3.3產(chǎn)品后處理，作用，提高產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)部應(yīng)力，熱處理，分類，濕度調(diào)節(jié)處理，(1)熱處理，熱處理的本質(zhì)，(2)濕度調(diào)節(jié)濕度調(diào)節(jié)條件：與90110 4