注射成型过程

模塑阶段是指塑料熔体进入模腔开始，经过型腔注满，熔体在控制条件下冷却定型，直到制品从模腔脱出为止

不管是哪种形式的注射机，其模塑阶段均可分为充模、压实、倒流和冷却四个阶段，见下表。在连续的四个阶段中塑料熔体的温度将不断下降，而时间、压力的变化则如下图所示

模塑时间-压力曲线

P_o—模塑最大压力；P_s—浇口凝封压力；P_r—脱模残余压力；

t₀→t₁—充模阶段；t₁→t₂—保压阶段；t₂→t₃—倒流阶段；t₃→t₄—冷却阶段

塑料熔体进入模腔内的流动情况

序号

阶  段

说  明

1

充模阶段

这一阶段从柱塞或者螺杆开始向前移动(时间为t₀)起直至塑料熔体充满模腔(时间为t₁)为止。充模阶段包括引料入模期、充模期、挤压增密期，因引料入模期和挤压增密期时间很短，所以通常把充模时间称为注射时间。t₀→t₁通常为3～5s

充模阶段，随着物料不断被充入模腔，模腔内压力逐渐增大，待模腔充满后，料流压力迅速上升达到最大值。充模时间与模塑压力有关。充模时间长，也就是慢速充模，先进入模内的熔料(熔融塑料)受到较多的冷却，黏度升高，后面的熔料就需要较高的压力才能入模，模内被冷却的物料受到较高的剪应力，分子定向程度较高，如果定向分子被冻结，制品就会出现各向异性和产生内应力，严重时产生裂纹。充模时间过长，制品的热稳定性便较低。充模时间短，也就是快速充模，熔料经过喷嘴及浇注系统时产生较高的摩擦热，料温便较高。当注射压力达到最大值时，塑料熔体的温度高，分子定向程度可减小，制品熔接强度较高。但是充模速度太快，则在嵌件后部的熔接不好，致使制品强度变劣，裹入空气也会使制品产生气泡

2

保压阶段

保压阶段也称压实增密阶段。这一阶段从熔体充满模腔(时间t₁)起到柱塞或螺杆在最前位置(时间t₂)止。这段时间内塑料熔体会受到冷却而产生收缩，但是熔料仍处于柱塞或螺杆的稳压下，机筒内的熔料必然会向模腔内继续流入，以补充因收缩而留出的空隙。如果柱塞或螺杆停在原位不动，压力曲线略有下降；如果柱塞或螺杆保持压力不变，也就是随着熔料入模的同时向前移动，则模内压力也有所下降

保压时间通常为20～120s

保压压力提高，保压时间延长，有利于提高制品密度、减小收缩、克服制品表面缺陷。此外，由于塑料熔体还在流动，而且温度在不断下降，定向分子容易被冻结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要区间，保压时间愈长，浇口凝封压力愈大，分子定向程度也愈高

3

倒流阶段

这一阶段从柱塞或螺杆后退时(时间t₂)开始到浇口处熔料凝封(时间t₃)为止。这时模腔内的压力比流道压力高，因此塑料熔体就会发生倒流，这时模内压力不断下降，如果柱塞或螺杆后退时，浇口处熔料已凝封，或者喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就存在，也就不会出现t₂→t₃段压力下降曲线，所以倒流多少或有无倒流是由保压时间来决定的

浇口凝封压力用P_s表示。保压时间长，凝封压力高，倒流少，制品收缩率低。倒流阶段有塑料熔体的流动，就会增加分子定向程度，凝封压力愈高，分子定向程度也愈大，制品的内应力较高

4

冷却阶段

这一阶段是从浇口处熔料凝封(时间t₃)时起到制品从模腔中顶出(时间t₄)止。通常情况冷却时间为20～120s

模内塑料熔体在这一阶段内主要是继续进行冷却，以便制品脱模时有足够的刚度，不致产生变形。在这一阶段，虽然无塑料熔体从浇口流入或流出，但模内还可能有熔料少量流动，依然会产生分子定向。由于模内塑料熔体的温度、压力和体积在这一阶段均有变化，到制品脱模时，模内压力不一定等于外界压力。模内压力与外界压力的差值称残余压力，用P_r表示

残余压力的大小与保压阶段时间长短有关，保压时间长，凝封压力高，残余压力也大。残余压力为正值时，脱模比较困难，强行顶出制品容易被刮伤，甚至破裂。残余压力为负值时，制品表面容易产生凹陷或内部有真空泡。残余压力为零有如下几种情况。若在冷却初期等于零，因制品外表壳层较薄，无足够强度抵抗内部随后出现的负压而使制品产生凹痕；若冷却中期为零，制品内部未凝固熔体，会在足够厚的外壳的拉应力作用下形成缩孔，若冷却后期残余压力等于零，则脱模较顺利并能获得满意的制品