了解喷射速度和喷射压力

注塑成型涉及几个关键因素，如温度、时间、压力、速度和位置。温度、时间和位置相对简单，但注塑速度和注塑压力则更为复杂。尤其是注塑速度，它与其他工艺参数一样缺乏标准化的参考数据，因此是注塑工艺中一个难以控制的方面。

今天，我们将重点了解注塑速度、注塑压力及其相互关系。

什么是注射速度？

通常，设定的注塑速度是指螺杆的前进速度。然而，最关键的是熔体在模腔内的流动速度，这取决于流动方向上的横截面积。

注塑速度与产品质量之间的密切关系使其成为注塑成型的关键参数。通过设定浇口附近、主体和流端处的注塑速度，并调整相应的注塑位置，可以生产出具有良好外观和最小内应力的产品。

多级喷射速度的概念

注塑速度的控制包括将螺杆的注塑行程分为几个阶段，每个阶段使用一个合适的注塑速度。

设置多级注塑速度的步骤（以三级为例）

第一步： 首先将 V1、V2 和 V3 设置为相同的速度，然后以 5% 左右的增量逐渐提高注入速度，观察外观。大致确定在浇口附近、主体内和流动端能产生良好外观的速度。也可以使用现有的试验数据来确定每个阶段的适当速度。

第二步： 根据对螺杆冲程（S1、S2、S3）的初步估计，为 S1 输入在浇口周围外观良好的速度 V1；为 S2 输入在主体内外观良好的速度 V2；为 S3 输入在流端附近外观良好的速度 V3，并进行试注塑。

第三步： 前后移动 "S1"，找到靠近闸门和主体的最佳位置，以获得良好的外观；然后，调节 "S2"，找到主体和水流末端的最佳位置。调整开关位置 (S3) 也有助于克服以下问题 注塑缺陷 如流量端闪烁和外观不佳。

注塑速度设置原则

1.流体的表面速度应保持恒定。

2.采用快速注射法，防止熔体在注射过程中冻结。

3.注塑速度设置应考虑在关键区域（如流道）快速注塑，而在浇口处减速。

4.确保模腔填满后立即停止，以防止过度填充、闪蒸和残余应力。

5.速度分段必须考虑模具几何形状、其他流动限制和不稳定因素。

要正确设定速度，就必须清楚了解注塑成型工艺和材料，否则将难以控制产品质量。由于熔体流动速度难以直接测量，因此可通过测量螺杆推进速度或型腔压力（确保止回阀无泄漏）来间接计算。

模具几何形状对注塑速度设置的影响

1. 薄壁型材需要较高的注塑速度。
2. 厚壁零件需要慢-快-慢的速度曲线，以避免缺陷。
3. 为确保产品质量标准，注塑速度设置应保持熔体前流速恒定。熔体的流动速度至关重要，因为它会影响部件的分子排列和表面状况。
4. 当熔体前沿达到一定的横截面积时，速度就会减慢。
5. 对于具有径向扩散功能的模具，应确保均衡地增加熔体流量。
6. 必须快速填充长流道，以减少熔体前沿的冷却。
7. 调整注塑速度有助于消除因浇口处流动缓慢而造成的缺陷。当熔体通过喷嘴和流道到达浇口时，熔体前端的表面可能已经冷却凝固，或者熔体可能由于流道突然变窄而停滞，直到产生足够的压力将熔体推过浇口，从而导致浇口处的压力达到峰值。
8. 高压会损坏材料并造成表面缺陷，如浇口处的流线和焦痕。解决这一问题的方法是在浇口前减速，防止浇口处产生过大的剪切力，然后将注塑速度提高到原来的值。由于精确控制浇口处的注塑速度非常困难，因此在流道的最后一段减速是更好的策略。

通过注塑速度改善产品缺陷

闪光灯

控制注塑结束时的速度可以避免或减少闪蒸、烧焦和残留空气等缺陷。在填充结束时放慢速度可防止型腔过度填充，从而避免飞边并减少残余应力。模具流道末端排气不畅或填充问题导致的残留空气也可以通过降低排气速度来解决，尤其是在注塑末端。

短枪

浇口处的速度太慢或局部流动阻塞会导致熔体凝固而造成短射。提高刚通过浇口或局部流动受阻处的注塑速度可解决这一问题。流痕、浇口烧痕和热敏材料分层等缺陷是由于通过浇口时剪切力过大造成的。

Splay 标识

部件的光滑度取决于注塑速度；填充玻璃纤维的材料特别敏感，尤其是尼龙。斜纹（波纹）是由粘度变化导致的流动不稳定性造成的。缺陷的类型--是波浪状还是不均匀的雾状--取决于流动不稳定的程度。

喷射标记

为防止喷射，注塑速度设置必须确保快速填充流道区域，然后缓慢通过浇口。确定速度转换点至关重要。如果过早，填充时间会过度延长；如果过晚，过大的流动惯性会导致喷射。熔体粘度越低，料筒温度越高，喷射趋势就越明显。在小浇口处需要高速、高压喷射，这也是造成流动缺陷的一个重要因素。

水槽标记

通过更有效的压力传递和更小的压力降，可以改善沉降印记。模具温度低和螺杆推进速度慢会大大缩短流动长度，必须通过高速注塑来弥补。高速流动可减少热量损失，同时由于摩擦产生的高剪切热会导致熔体温度升高，从而减缓零件外层的增厚速度。

喷射系统压力和喷射压力

注塑压力由注塑机的液压系统提供。系统压力作用于或传递到注塑液压缸，然后通过螺杆传递到注塑熔体。然后，熔体从喷嘴进入模具的主通道，并注入模腔。

注塑机压力和系统压力的作用

注塑机压力： 在注塑过程中，塑料必须承受很高的注塑压力，以克服流动阻力并填充模腔。注塑压力的高低不仅会影响成型产品的质量和尺寸精度，还会影响塑料熔体的性能和注塑过程的稳定性。

系统压力： 系统压力的大小直接影响注塑成型工艺的精度、稳定性和能耗。

注塑机压力和系统压力之间的差异

不同的功能

注塑压力主要作用于注入模具的熔体，以克服塑料的粘度和流动阻力。系统压力作用于注射缸，转化为注射压力，提供驱动液压油的瞬时动能。

不同的调整方法：

喷射压力通过 PID 控制系统调节，而系统压力则主要由液压系统的控制电路及其增压装置调节。

不同的响应时间：

喷射压力调整迅速，响应时间仅为毫秒级，使控制系统能够迅速响应当前压力值。系统压力调节较慢，需要时间对液压系统加压以达到所需的高压。

注塑压力计算公式

1. 注塑机注塑压力的计算公式为P = K × Q / S
   • P： 注射压力，单位为兆帕
   • K：注塑压力系数，因塑料不同而异
   • 问：注入材料的瞬时流速（克/秒
   • S:部件的投影面积（平方厘米）。
2. 注塑压力系数 K 的确定 a. 材料特性：不同的材料具有不同的熔体流动特性，因此需要不同的注塑压力 K 值。b. 注射工艺和设备：不同的注塑工艺和设备对 K 值的要求也不同。因此，在生产中，应根据注塑机的性能和注塑工艺的要求选择适当的 K 值。

计算喷射压力 (Pi) 和系统压力（泵压）

注塑压力公式 Pi（KG/CM2）：Pi = P * A / Ao

Pi：喷射压力

P： 泵压

A： 注射缸的有效面积

Ao：螺杆横截面积

A = π * D^2 / 4；D：直径；π：圆周率 = 3.14159

示例 1： 已知泵压，计算喷射压力？

泵压 = 75 KG/CM2，注射缸有效面积 = 150 CM2，螺杆横截面积 = 15.9 CM2（直径 45 毫米）。

计算公式2πR2 = 3.1415 * (45mm / 2)^2 = 1589.5 mm2 Pi = 75 * 150 / 15.9 = 707 KG/CM2

例 2：已知喷射压力，计算泵压力？

所需喷射压力 = 900 KG/CM2，喷射缸有效面积 = 150 CM2，螺杆横截面积 = 15.9 CM2（直径 45）

泵压 P = Pi * Ao / A = 900 * 15.9 / 150 = 95.4 KG/CM2

喷射压力与速度的关系

注塑压力和速度之间的关系是互动的，直接影响注塑成型。一般来说，在相同的注塑速度下，较高的注塑压力可提高塑料的流动性，提高产品的尺寸精度和表面光滑度。但是，过高的注塑压力会导致模具受力过大。这会产生间隙，增加注塑机的负荷，破坏注塑过程的稳定性。因此，在实际操作中，必须根据具体的生产要求和材料特性调整注塑压力和速度，以达到最佳成型效果。

结论

本文所涉及的注塑速度和压力方面的知识可能只是皮毛。例如，在了解这些因素的同时，注塑专业人员还应了解注塑曲线图。

我是 Lee Young。我从互联网和书籍中汲取有关注塑成型和模具的见解，并结合实际注塑成型经验与大家分享。如果您对我的内容感兴趣或有任何疑问，请随时通过以下方式联系我 [email protected] 进一步讨论。