注塑机-精密注塑成型的要求

sanasnoz

精密注塑机是如何定义



精密注塑机指的是适于成型生产精密塑胶制品的成型机械设备。对于一台精密注塑机，又该如何去衡量或判断呢?

通常精密注塑机有两个指标：一是制品尺寸的重复偏差;另一个是制品的重复重量偏差。前者由于尺寸大小和制品厚薄不同难以比较;而后者代表了注塑机的综合水平。

一般普通注塑机的重量重复误差在1%左右，较好的机器可达到0.8%，低于0.5%为精密机，小于0.3%为超精密机。如前所述，精密注塑机要求制品尺寸精度一般在0.01～0.001mm以内。

许多精密注塑还要求注塑机具有：

①高的注射压力、高的注射速度;

②合模系统具有足够大的刚性和锁模精度。所谓锁模精度是指合模力的均匀性、可调、稳定和重复性高，开合模位置精度高;

③对压力、流量、温度、计量等都能控制精确到相应的精度，可采用多级注射，保证成型工艺的再现和制品的重复精度等。

精密注塑成型对注塑机有哪些要求

1、技术参数方面的特点：

①注射压力：

普通注塑机：147～177Mpa;精密注塑机：216～243 Mpa;超高压注塑机：243MPa以上，通常在243～392 MPa之间。

精密注塑机可实现高压成型的好处是：

A、提高精密制品的精度和质量。

注射压力对制品成型收缩率有最明显的影响，当注射压力达到392 MPa时，制品成型收缩率几乎为零。而这时制品的精度只受模具控制或环境的影响。实验证明：注射压力从98～392 MPa，制件的机械强度可提高3～33%。

B、可减小精密制品的壁厚和提高成型长度。

以PC为例，普通机注射压力177 Mpa，可成型0.8mm壁厚的制品，而精密机注射压力在392 MPa时可成型厚度在0.45mm以上的制品。超高压注射机可获得流长比更大的制品。

C、提高注射压力可充分发浑注射速率的功效。

为达到额定注射速率，有两种方式：一是提高系统最高注射压力;二是改造注射装置或注射系统参数，包括螺杆参数;

②射胶速度：

精密注射机的注射速度要求高。精密液压式注塑机的注射速度要求到达200mm/s以上，全电动式注塑机的注射速度可达到300mm/以上。

2、精密注射机在控制方面的特点：



①对注塑成型参数的重复精度(再现性)要求高，宜采用多级注射反馈控制。

1、多级位置控制;

2、多级速度控制;

3、多级保压控制;

4、多级背压控制;

5、多级螺杆转速控制。

位移传感器的精度至少要求达到0.1mm，这样可以严格控制计量行程，注射行程以及余料垫的厚度(射出监控点)。保证每次注射量准确，提高制品成型精度。

②料筒及喷嘴温度控制要精确

温控系统升温加热时超调量要小，温度的波动要小。精密注塑采用PID比例、积分、微分温度控制，使温度精确度±1℃之间，超精密注塑机的温度控制精度达±0.1℃，温度偏差可稳定控制在±0.2℃之间。

③注塑机液压油的温度需要控制

注塑机油温的变化导致注射压力的波动，必须对液压油采用冷却装置，把油温稳定在50～55℃为宜。

④对模具温度要求控制

模具温度对制件的后期热收缩有相当大的影响，也会影响制件的表观质量和结晶度，还会影响制件的力学性能。若冷却时间相同，模具型腔温度低的制品的厚度，要比温度高的制品的厚度尺寸大。

3、精密注塑机的液压系统

①油路系统需要采用比例压力阀、比例流量阀或闭环变量泵系统。

注塑机液压系统需要采用比例压力阀、比例流量阀，实现系统不同的工作压力和流量。无论是定量泵液压系统，还是变量泵液压系统，都存在比例阀，以控制油泵输出的工作压力和工作流量，并实现比例线性调整。

②在直压式合模机构中，把合模部分油路和注射部分油路分开。

这种要求针对直压式注塑机而言的，因为直压式注塑机是在合模起高压后的瞬间，开始注射熔体，填充模具型腔。与此同时，必须有油液充填合模油缸，形成合模高压力。

否则中板会因受到充填压力和胀模力的作用而后退，这是不允许发生的。这就要求合模油路和注射油路分离，否则会发生因油液同时充填合模油缸和注射油缸而发生油泵过载问题，并且会影响注射速度和系统稳定性。

③由于精密注塑机具有高速性，为此必须强调液压系统的响应速度。

精密注塑多数是在高射压和高射速的情况下完成的(连接器或手机按键)，充填时间非常短，一般只有零点几秒，这要求系统具备高应答性能，否则出现响应迟滞现象，最终导致系统输出信号与输入信号的要求偏差较大，成型工艺调试困难，生产中也会直接影响制件的尺寸或重量稳定性。

注塑机的高应答性取决于控制器的扫描时间、油泵的响应时间、油阀的响应时间。对于加装伺服阀的液压系统，在响应方面和重复精度方面就有相当的优势。

对于变量泵注塑机，因为油泵的压力和流量输出，是通过油泵斜盘摆角调整的，因此具备高响应性与高应答性，油泵的重复精度可达到0.2%以下。

④精密注塑机的液压系统，要充分体现机—电—液—仪一体化工程。

当前注塑机普遍采用全电脑控制，功能逐渐完善，具备“人机对话”、故障自诊断、成型状态监控、SPC品质监测等智能化功能。注塑机液压系统是注塑机各动作发生的动力部件，控制器是液压系统管控中心，各类仪表是机台运行状态的辅助监控部分。注塑机其实是机、电、液、仪有机结合的智能体。

4、精密注塑机的结构特点

(1)由于精密注射机注射压力高。这就要求合模系统的刚度高。动、定模板的平行度控制在0.08～0.10mm的范围内。

(2)要求对低压模具的保护及合模力大小精度的控制。因为合模力的大小要影响模具变形的程度，最终要影响到制件的尺寸公差。

(3)启、闭模速度要快，一般在60mm/s左右。

(4)塑化部件：螺杆、螺杆头、止逆环、料筒等，要设计成塑化能力强，均化程度好、注射效率高的结构形式;螺杆驱动扭矩要大，并能无级变速。

注塑机实现精密注塑的表现

如前已述，注塑制品已应用到各个领域，广泛地用来代替精密度高的金属零件，由此对注塑件的尺寸精度、质量精度、表观质量和力学性能等提出了严格的要求。与此同时，对影响注塑制品质量的工艺因素也提出了更高的要求。

注塑机对制品控制的理想状态就是希望能直接控制制品尺寸、质量、表观质量、力学性能的变量为反馈信号进行反馈控制。但是就目前来说，将这些非电量直接测量并转化为电信号还没解决，因此只能通过控制影响上述制品质量的注塑机可控制变量来解决，主要有：

(1)螺杆熔料筒各段温度，非周期性信号，一般至少选用4段加热;

(2)液压油温，非周期性信号，用常规热电偶检测;

(3)螺杆预塑位移，用位移电子尺检测周期性信号，由此引出速度信号;

(4)注射系统压力，用应变传感器安装在注射油缸上，检测周期性信号，测定注射压力、保压压力及背压信号;

(5)螺杆转速，用转速传感器检测螺杆转速，保持背压恒定;

(6)螺杆后退停止位置，用于计量注射量，用电子尺检测;

(7)注射压力至少4级设定曲线与反馈信号检测，进行反馈控制;

(8)注射速度至少4级设定曲线与反馈信号检测，将位移变量转换速度反馈，并进行反馈控制。