如何缩短成形周期.docx

1、如何缩短成形周期如何缩短成形周期 段安明在这个日益竞争剧烈的商业社会中，提高生产效率是一个很值得关注的问题。本文阐述了使用已有或新设计的注塑机或模具，改善注塑周期的多种方法。注塑周期图一：标准的注塑周期 加料完成 模腔充填满 冷流道凝固 合模 注射 保压 加料 开模 顶出 顶退 合模保压时间 冷却时间 成品不会变形一台油压驱动注塑机的注塑周期是从合模开始，到下一次合模为止。合模一般分为四段：快速合模，慢速合模，低压护模及高压合模。注射在高压合模完成后开始，亦分为多段。注射时熔融塑料充填模腔。当模腔充满，压力骤升，故注射的末端亦称为挤压段（SPAKING PHASE）。控制不宜的时候，成品就产生

2、披锋。 保压在注射完成后开始。其实冷却是从模腔填充满后开始，亦退即是从保压开始。模具冷却时，成品受冷收缩。保压的作用是经过还未凝固的冷流道，以一股低于注射压力的保压压力，填充收缩时形成的凹陷，使成品脱模时饱满（没有凹痕）。 当冷流道凝固后，再保压已没有意义，保压便可终止。保压可分为多段，每段的保压压力不同（一般是逐段递减），以时间划分。总的保压时间是由称量成品的重量；或从成品没有缩水而定出来的。从短的保压时间开始调整，每注塑一次都增加一点保压时间，直至成品重量不再增加，或产生的缩水可接受为止，保压时间便不用再增加。 图二：选定保压时间 成品重量 总保压时间 注塑机上所设的冷却时间参数是从保压完

3、成到开模的一段时间，但冷却早在模腔填满塑料后便开始。冷却时间的目的是使成品继续冷却固化，到顶出时已不会因顶出的压力而变形。冷却时间是通过试验得出来的。 在冷却时间的开始，加料同时进行。图一显示冷却时间比加料时间长。亦有可能是如（图三）一样，加料时间比冷却时间长。换句话说，图三显示螺杆的塑化能力不足，做成瓶颈。故在此案例中，增加塑化能力是缩短周期时间的方法，目标是回到图一的短加料时间。图三：塑化能力不足加料完成 保压 加料 开模 保压时间 冷却时间 冷却时间（图一）或加料完成（图三）后便开模，成品顶出一次或多次，顶退后便再合模，下一周期开始。合模近期设计的肘节式注塑机，都有再生合模油路，争取更高

4、的合模速度。在模具不受高冲击的大前提下，适宜采用。此功能可以选择关掉。高压合模采用最低而使产品不产生披锋的合模力，能缩短高压锁模段所需要的时间。况且，模具的拉杆，肘节及模板亦会因低的锁模力而延长寿命。如果某模具使用50吨的锁模力就足够的话，便不再需要用51吨的锁模力。注射在成品不产生汽泡，或不因烧焦而产生黑点的情况下，使用最高的注射速度。尤其是厚壁注塑，模腔内有大量的存气空间是由熔融塑料充填的。太高的注射速度使模腔内的空气来不及排出模具外，做成气泡，或者强力压缩空气使之急剧发热烧焦制品。使用最低的注射压力能相应地降低所需的锁模力（胀模力）；使用最低的料筒温度能缩短冷却时间。保压从成品重量或可接

5、受的缩水定出最短的保压时间。有很多薄壁产品都是不用保压的，因成品的内层基本上在注射完成时便马上凝固。 图四：薄壁注射 注射 加料 冷却时间冷却时间听过一个说法：模具根本是个热交换器。不错，模具经冷水道不断将熔融的热量带走，设计得宜的模具能提高热交换的效率。在允许的情报况下，冰水冷却能缩短冷却时间。若冰水冷却做成模具凝露，干风机及带密封的装置能降低露点，防止凝露。加料若塑化能力不够，做成瓶颈，在螺杆设计及参数调整可作以下处理：1 屏障式螺杆可增加塑化能力2 大直径（C）螺杆可增加塑化能力3 加大螺杆的槽深可增加塑化能力4 加大螺杆的转速可增加塑化能力。某些对剪切敏感的塑料如：PVC PET 等则

6、不能用此法5 尽可能降低背压，这样会增加塑化速度6 采用油压封咀，使开、合模时亦能塑化7 采用预塑器设计，使螺杆能在周期内除了注射及保压的时间外，都能进行塑化（图五）8 采用保压装置，使螺杆在保压段也可以进行塑化（图六）图五：采用预塑器或油压封咀装置注射 保压 加料 冷却时间 开模 顶出 顶退 合模图六：厚壁注塑/保压装置注射 保压 （冷却时间） 开模 加料 方法1-5：是试图将图三的情况转换为图一的情况。 方法6-7：是采用并行动作，加料为独立的油路或电路驱动。方法8： 最适用于厚壁注塑，为了避免缩水，厚壁产品的保压时间冗长。加料前后的倒索在需要时，宜采用弹簧咀或油压封咀取代，省却倒索动作，

7、也可缩短时间。开模在不撕裂成品及不产生大的开模声音的情况下，用最高速开模。某些讲究的注塑机有开模前的减压设备，即使高速开模也不会产生响声。为了能在高速开模下停模位置精确，可用刹车阀或闭环控制。机械臂的伸入要求停模位置精确。顶出在顶出力不大的小型注塑机上，可采用气动顶出，比油压顶出的速度高。电动顶出又比气动快。模具可设计成由开模动作带动顶出，而不采用注塑机上的顶出装置，但此方法只能顶出一次。这是最简单的边开模边顶出的方法。采用独立的电路、气路或者油路控制，可以做到多次顶出的边开模边顶出的功能。图七：边开模边顶出 开模顶出尤其是多型腔的模具，一次顶出不一定使每件成品都掉落。为了保护昂贵的模具，只要

8、有1%的机会出现成品不会掉落，便要全面增加一次顶出，付出约半秒种的时间。配备有录像及电脑设备（电眼、红外线、光控仪等）便能快速分析出一次顶出后成品是否全部脱落。在不全部脱落时才进行第二次顶出，故上例中99%的周期都只需要顶出一次，节省了平均周期时间。此外，再生油路也可加快顶出速度。顶退 有些成品的多次顶出可采用注塑机的振动顶出。顶针不用每次全退，缩短多次顶出的时间。图八：全程与振动顶出 全程顶出 振动顶出 最后一次顶退可与合模同时开始。由于顶针的行程比模板短，顶针总会全退后才会模的。 图九：最后顶退与合模并行 合模 最后顶退最短的周期时间 最短的周期时间是由合模、注射、保压、冷却及开模所需的时

9、间构成。加料在冷却时间及开模、合模甚至在保压时间内同时进行；多次顶出在开模时同时进行；最后一次机退在合模时同时进行。此案例最多有三个动作同时进行，每个动作有独立的驱动系统，可能三个都是油路（如三个油泵）；三个都是电路（电动注塑机动性）；或油路、气路、电路的组合。图十：最短的周期时间合模 注射 保压 冷却时间 开模 合模 注射 加料 顶出 顶退 电动注塑机一般有四个伺服马达，分别驱动注塑、加料、开、合模及脱模。其优点是动作并行，能缩短周期。其实，油压注塑机在使用三个独立油路时亦能达到这个目的。因此，这个优点并非电动注塑机的专利。 由于开模时不能注塑，四个伺服马达亦不能同时动作。图十的分析显示了三

10、个平行动作已能达到最短的周期。空运行时间很多注塑机的规格都标示出空运行时间，但一般都只是计算出来的理论时间，忽略了模板的加速及减速，当然亦没有计算移动模具的质量。因此，它比实际的开、合模的时间短。根据EUROMAP的标准，空运行时间是模板开、合所需的时间，而开、合的行程是定为四柱空间的0.7倍的距离.在最短的周期里,只有开、合模时间（空运行时间）及注射时间与注塑机的设计有关。薄壁注塑 薄壁注塑的定义是壁厚在0.5MM或者以下；流程/壁厚比在300以上时的注塑。为了避免熔融塑料在未充满模腔便已凝固，薄壁注塑都是高速（及高速、减速）的注塑。所谓高速注塑，螺杆往前的速度都在300MM/S以上。在高速

11、注塑下，注射时间一般都在半秒以下。高速注塑都是用蓄能器辅助的。油泵在冷却时间内填充蓄能器。亦可用一个小油泵在注塑及保压以外的时间进行填充。被蓄存的高压油在注射时释放出来，一般能提高注射速度3倍。薄壁注塑亦不需要保压时间及冷却时间，故最短的周期变成如图十一所示。其中空运行时间便是决定整个周期时间的要素。从图十一可以领悟出加料时间会是薄壁注塑的一个瓶颈。图十一：薄壁注塑的最短周期 空运行时间合模 注射 开模 合模 加料 顶出 顶退气动脱模在一台所需顶模压力不大的小型 注塑机上安装气动顶出，使开、合模与顶出、顶退并行，节省了约一秒的顶出动作时间，在小型注塑机上是可观的达到几秒种的周期。吹气脱模若产品

12、能用吹气脱模的话，边开模边吹气是很容易做到的。一般是在开模后延时吹气，隐藏脱模时间在开模时间里。热流道模具若冷流道的直径比成品厚度更大，冷却时间要等候流道冷却到某种程度才能开模，但成品早已冷却，浪费时间。热流道的模具不用冷却，成品决定冷却时间。冷流道模具的塑料量是成品塑料量的一个百分比，甚至有比成品重量更重的。注射及加料时间会因此而加长。采用热流道模具便省却了流道塑料所需的注射及加料时间。冷流道模具留有水口，开模的行程要增加，需要时间。多模腔模具注射时，冷流道不保证成品掉落，要用机械臂取出（全自动操作）或半自动人工取出，周期也就拖慢了。总 结参数调较合 模：用最高速度合模及再生油路而不撞击模具

13、，最低锁模力而不致成品披锋。料筒温度：最低的温度设定而不导致螺杆损坏。注 射：用最高的速度而成品没有气泡、不烧焦，最低压力。保 压：最短的时间而成品没的缩水。冷 却：最低的模温而模具不凝露，最短的时间而顶出不变形。加 料：用最高转速而塑料不降解，最低的背压而注射稳定。倒 索：最短的距离甚至不用。开 模：用最高的速度最短的行程。顶 出：最高的速度而不破坏成品。顶 退：在多次顶出时采用振动顶出。注塑机设计合 模：有再生油路。注 射：蓄能器注射或双泵注射。保 压：有保压装置，边保压边加料。冷 却：锁模装置密封以保存干燥空气，防止模具及产品凝露。加 料：大螺杆直径，大的螺杆槽深，双螺纹设计，双泵设计及

14、油压封咀，边开模边加料，预塑器设计。倒 索：弹簧及油压封咀，不用倒索也不流涎。开 模：开模释压，短的空运行时间，开模刹车油路，开、合模采用闭环控制。顶 出：边开模边顶出，录像及电脑监控，再生油路，高速机械臂取出，向下吹风，加速产品脱落。顶 退：边合模边顶退。电脑监控：以厘秒显示时间，测定每个动作。总体设计：大的电马达，大的油泵，大直径的油管及大通量的油阀。模具设计注 射：模具做好排气或模腔抽真空可提高注射速度。注射加料：热流道设计不用注射及塑化水口用的塑料。冷 却：优化冷却道，热流道设计可不用待水口冷却。加 料：阀针设计，边开模边加料。开 模：热流道设计不留水口可以缩短开模行程。顶 出：机械顶出（只限一次顶出）做成边开模边顶出。自动操作：多腔注射时热流道省却机械臂取出水口的时间。