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[摘 要]注塑属于工业产品生产造型的一种方式。而塑料注塑成型是受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形制品的方法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，注射成型是通过注塑机和模具来实现的，产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑，注塑还可分注塑成型模压法和压铸法，该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。
[关键词]塑料；注塑成型；模具；运用
中图分类号：TQ320.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0367-01
引言
塑料作为一种新型材料，以其质轻、机械强度高、抗腐蚀性佳、绝缘性好、生产成本低、加工性能好等优点，被广泛应用于多个工业及生活领域，包括电子通讯领域、航空航天领域、包装领域等，塑料产业逐渐成为我国国民重要经济支柱产业之一。注塑成型工艺是一种高分子复合材料高效加工技术，其周期包括将高分子固体材料颗粒加热至熔融流体状态后，通过一定压力注入模具型腔，然后填充保压、冷却定型、脱模成固态制品的整个过程，最终形成特定形状的塑料制品。注塑成型具有可一次成型及一模多腔的工艺特点，同时制品尺寸精确、表面光洁；成型周期短、效率高，是目前最常见及有效的塑料制品加工方式之一。
1 注塑成型方法及模具特色
注塑成型办法有很多种运用的是热塑性塑料注塑成型法。其是把塑料材料熔融后，将其注入到模腔里的一种注塑成型方法。利用温度的变化将熔融的塑料進入模具后，按照模腔的形状形成制品。若对制品没有特别要求，其成型的制品不需要另外在进行加工，其制品最终成为成品。在注射模塑中，细小的部分都可以完成。要想得到的产品质量好，最为关键的就是精密注塑中模具的运用。模具的运用要满足4个要求：精度、外形、尺寸以及收缩量。塑料制品仅仅满足前3个要求是不够的，由于收缩量不同，模具出来的塑料制品的实际尺寸也会不同，因此，在精密注塑过程中，要控制好收缩率。判断注塑是否精密，可从制品的形位和尺寸公差以及表面粗糙度着手。精密注塑涉及的方面较多，注塑的设备、模具、工艺技术以及塑料的构成都将影响着精密注塑的效果。在精密注塑中，要考虑的因素有很多，首先，要确定材料种类，其次，选择合适的注塑机，最后，控制好温度和湿度。
2 注塑作业中的工艺技术
2.1 塑料注塑成型过程建模
基于塑料高分子材料在注塑成型工艺过程中的运动流变学理论和能量传递规律，建立 CAE 技术模拟过程数学模型，其中连续性方程为：式中，ρ-流体密度，u-流体x方向的分速度； v-流体y方向的分速度；w-流体z方向的分速度，m/s。利用能量守恒定律建立动量方程：
式中，p- 压力； μ-流体黏滞系数； ρFx -流体黏滞力；
分别是流体 x、y、z 方向的表面张力； ρdu/dt- 流体运动惯性。物料熔体在注塑模具内部处于相对封闭的空间，该空间可认为能量守恒，物料熔体动能变化率为运动时间中流体内部、表面质量力做功和注塑系统做功的总和，即：
式中，E- 物料熔体单位质量的总能量，J； G- 模具内部对流热量，J； Q- 模具与外界交换热量，J； q-传导热量，J。
2.2 控制压力
在应用螺杆式注射机环节中，塑化压力为在螺杆出现转动以后，螺杆顶部熔料在后退时受到的压力，这种压力并不是一成不变的，是能够通过调整液压系统的溢流阀而控制的。在注射时，随着螺杆转速的大小，而塑化压力也会随之变化，在塑化压力的提高下，熔体温度也会随之加强，但塑化速度会减小。另外，提高塑化压力可以控制好熔体的温度。在通常情况下，塑化压力的决定应在确保制品质量良好的基础上，其越低是越好的。其具体数值都是与塑料品种有很多关系的，在当前国内生产过程中，大多数注射机中所衡量的注射压力，一般都是以螺旋顶部或者柱塞中的压力为基准的，在注塑成型过程中，其注射压力有着积极的作用，即将塑料中流动阻力克服，进而压实熔料。
2.3 模塑周期
一般把一次注射模塑环节完成所需要的时间被称作模塑周期。模塑周期的长短影响着设备的利用率和劳动生产率。具体包括成型周期、自接影响劳动生间率、设备利用率等三方面。所以在实际生产中，在确保质量的基础上，尽量将各个成型周期中的时间缩短。在这一周期中，冷却时间、注射时间最为关键了，这两种因素直接影响着制品的质量。在注射时间中，生产充满时间大约为3～5 h。如果注射时间之中，保压时间就是对型腔内部塑料压力时间，这样在整个注射时间过长中，其占有着很大的比例。在浇口之处熔料还没有封冻之时，有多少保压时间，影响着制品尺寸。同时，保压时间也有惠值，与料温、模具、主流道等有关系。工艺条件、浇口尺寸、主流道等全部是正常的，也就以得出制品收缩率最下波动范围为准。通常情况下，冷却时间决定着塑料性能、模具温度、制品厚度等，冷却时间应以确保制品脱模变动为工作原则，通常冷却时间最长不能超过130 h，最短不能少于35 h，冷却太长时间耗能耗电，没有任何必要。在成型周期时，其他时间是与生产过程是否连续化、自动化有着密切关系。
2.4 螺杆式注射机注射
塑料注塑通常运用的是螺杆式注射机。在注塑环节中，要格外关注塑化压力的大小，因其会对塑料的塑化和制品的质量产生直接影响。在注射过程中，为了避免螺杆转动后退过快，需要给螺杆上部提供一个作用力，这个作用力就是塑化压力。调整塑化压力的大小，需要借助液压系统中的溢流阀。螺杆的转速跟塑化压力的大小没有关系，塑化压力增加，熔体温度相应提高，塑化的速率则会变低。塑化压力增加可以排出熔体中的气泡，使色料均匀的混合，并且可以使熔体的温度变得均匀。塑料的种类不同，其塑化的压力值也不一样。一般情况下，要想制品的质量良好，其塑化压力值应不大于20 kg/cm，越低越好。
3 塑料注塑成型模具的发展趋势
现阶段注塑成型模具的产量和水平发展相当迅猛，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大。由于对塑料成型加工原理的研究越来越深入，理论研究不断发展，设计计算日趋成熟。作为成型加工重要装备的模具其设计已经由经验设计逐步向理论计算发展。大力地发展塑料模的高效率自动化，采用各种高效率自动化的模具结构：多层多型腔注射模结构，能自脱出产品和流道凝料的脱模机构，自动分型抽芯机构，热流道浇注系统以及产品的高效冷却结构；随着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器上采用了许多大型塑料制品。汽车壳体、保险杠、洗衣机桶、大周转箱，这就相应地需要大型模具特别是大型注塑模具。大型模具设计要求作详细准确的理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。
结语
总上文所述，研讨塑料注塑成型及其模具的应用，不但可以提升制品质量，还能够降低制作成本，促进工业生产的发展。
参考文献
[1]王宏亮.塑料模具加工工艺的发展趋势研究[J].机电信息，2016，（03）.
[2]许颖，刘华华，段利英，等.计算机仿真在注塑机设计及工艺中的运用[J].电子制作，2014，（22）.
[3]田勇峰.浅析注塑成型中模具制造技术的应用[J].同行，2016，（02）.
[关键词]塑料；注塑成型；模具；运用
中图分类号：TQ320.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0367-01
引言
塑料作为一种新型材料，以其质轻、机械强度高、抗腐蚀性佳、绝缘性好、生产成本低、加工性能好等优点，被广泛应用于多个工业及生活领域，包括电子通讯领域、航空航天领域、包装领域等，塑料产业逐渐成为我国国民重要经济支柱产业之一。注塑成型工艺是一种高分子复合材料高效加工技术，其周期包括将高分子固体材料颗粒加热至熔融流体状态后，通过一定压力注入模具型腔，然后填充保压、冷却定型、脱模成固态制品的整个过程，最终形成特定形状的塑料制品。注塑成型具有可一次成型及一模多腔的工艺特点，同时制品尺寸精确、表面光洁；成型周期短、效率高，是目前最常见及有效的塑料制品加工方式之一。
1 注塑成型方法及模具特色
注塑成型办法有很多种运用的是热塑性塑料注塑成型法。其是把塑料材料熔融后，将其注入到模腔里的一种注塑成型方法。利用温度的变化将熔融的塑料進入模具后，按照模腔的形状形成制品。若对制品没有特别要求，其成型的制品不需要另外在进行加工，其制品最终成为成品。在注射模塑中，细小的部分都可以完成。要想得到的产品质量好，最为关键的就是精密注塑中模具的运用。模具的运用要满足4个要求：精度、外形、尺寸以及收缩量。塑料制品仅仅满足前3个要求是不够的，由于收缩量不同，模具出来的塑料制品的实际尺寸也会不同，因此，在精密注塑过程中，要控制好收缩率。判断注塑是否精密，可从制品的形位和尺寸公差以及表面粗糙度着手。精密注塑涉及的方面较多，注塑的设备、模具、工艺技术以及塑料的构成都将影响着精密注塑的效果。在精密注塑中，要考虑的因素有很多，首先，要确定材料种类，其次，选择合适的注塑机，最后，控制好温度和湿度。
2 注塑作业中的工艺技术
2.1 塑料注塑成型过程建模
基于塑料高分子材料在注塑成型工艺过程中的运动流变学理论和能量传递规律，建立 CAE 技术模拟过程数学模型，其中连续性方程为：式中，ρ-流体密度，u-流体x方向的分速度； v-流体y方向的分速度；w-流体z方向的分速度，m/s。利用能量守恒定律建立动量方程：
式中，p- 压力； μ-流体黏滞系数； ρFx -流体黏滞力；
分别是流体 x、y、z 方向的表面张力； ρdu/dt- 流体运动惯性。物料熔体在注塑模具内部处于相对封闭的空间，该空间可认为能量守恒，物料熔体动能变化率为运动时间中流体内部、表面质量力做功和注塑系统做功的总和，即：
式中，E- 物料熔体单位质量的总能量，J； G- 模具内部对流热量，J； Q- 模具与外界交换热量，J； q-传导热量，J。
2.2 控制压力
在应用螺杆式注射机环节中，塑化压力为在螺杆出现转动以后，螺杆顶部熔料在后退时受到的压力，这种压力并不是一成不变的，是能够通过调整液压系统的溢流阀而控制的。在注射时，随着螺杆转速的大小，而塑化压力也会随之变化，在塑化压力的提高下，熔体温度也会随之加强，但塑化速度会减小。另外，提高塑化压力可以控制好熔体的温度。在通常情况下，塑化压力的决定应在确保制品质量良好的基础上，其越低是越好的。其具体数值都是与塑料品种有很多关系的，在当前国内生产过程中，大多数注射机中所衡量的注射压力，一般都是以螺旋顶部或者柱塞中的压力为基准的，在注塑成型过程中，其注射压力有着积极的作用，即将塑料中流动阻力克服，进而压实熔料。
2.3 模塑周期
一般把一次注射模塑环节完成所需要的时间被称作模塑周期。模塑周期的长短影响着设备的利用率和劳动生产率。具体包括成型周期、自接影响劳动生间率、设备利用率等三方面。所以在实际生产中，在确保质量的基础上，尽量将各个成型周期中的时间缩短。在这一周期中，冷却时间、注射时间最为关键了，这两种因素直接影响着制品的质量。在注射时间中，生产充满时间大约为3～5 h。如果注射时间之中，保压时间就是对型腔内部塑料压力时间，这样在整个注射时间过长中，其占有着很大的比例。在浇口之处熔料还没有封冻之时，有多少保压时间，影响着制品尺寸。同时，保压时间也有惠值，与料温、模具、主流道等有关系。工艺条件、浇口尺寸、主流道等全部是正常的，也就以得出制品收缩率最下波动范围为准。通常情况下，冷却时间决定着塑料性能、模具温度、制品厚度等，冷却时间应以确保制品脱模变动为工作原则，通常冷却时间最长不能超过130 h，最短不能少于35 h，冷却太长时间耗能耗电，没有任何必要。在成型周期时，其他时间是与生产过程是否连续化、自动化有着密切关系。
2.4 螺杆式注射机注射
塑料注塑通常运用的是螺杆式注射机。在注塑环节中，要格外关注塑化压力的大小，因其会对塑料的塑化和制品的质量产生直接影响。在注射过程中，为了避免螺杆转动后退过快，需要给螺杆上部提供一个作用力，这个作用力就是塑化压力。调整塑化压力的大小，需要借助液压系统中的溢流阀。螺杆的转速跟塑化压力的大小没有关系，塑化压力增加，熔体温度相应提高，塑化的速率则会变低。塑化压力增加可以排出熔体中的气泡，使色料均匀的混合，并且可以使熔体的温度变得均匀。塑料的种类不同，其塑化的压力值也不一样。一般情况下，要想制品的质量良好，其塑化压力值应不大于20 kg/cm，越低越好。
3 塑料注塑成型模具的发展趋势
现阶段注塑成型模具的产量和水平发展相当迅猛，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大。由于对塑料成型加工原理的研究越来越深入，理论研究不断发展，设计计算日趋成熟。作为成型加工重要装备的模具其设计已经由经验设计逐步向理论计算发展。大力地发展塑料模的高效率自动化，采用各种高效率自动化的模具结构：多层多型腔注射模结构，能自脱出产品和流道凝料的脱模机构，自动分型抽芯机构，热流道浇注系统以及产品的高效冷却结构；随着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器上采用了许多大型塑料制品。汽车壳体、保险杠、洗衣机桶、大周转箱，这就相应地需要大型模具特别是大型注塑模具。大型模具设计要求作详细准确的理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。
结语
总上文所述，研讨塑料注塑成型及其模具的应用，不但可以提升制品质量，还能够降低制作成本，促进工业生产的发展。
参考文献
[1]王宏亮.塑料模具加工工艺的发展趋势研究[J].机电信息，2016，（03）.
[2]许颖，刘华华，段利英，等.计算机仿真在注塑机设计及工艺中的运用[J].电子制作，2014，（22）.
[3]田勇峰.浅析注塑成型中模具制造技术的应用[J].同行，2016，（02）.