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注塑机的螺杆长度与注射行程之间的关系

日期:2022-04-21

我们知道,注塑机的注射量、注射压力、注射速率、塑化能力、合模面积、合模力、开合模速度、空循环时间等参数是设计、制造、购置和使用注射机的主要技术参数。今天我们就来了解一下注塑机的螺杆长度与注射行程之间的关系。乍看,两者没有关系,其实存在微妙的“质与量”的关系,其比率是个质的尺度。

  螺杆的长度,一般不用绝对长度,而用相对於直径的长度来衡量。这样,不同直径的螺杆亦可比较长度。这个长度叫长径比,以L/D代表。螺杆长度当然只算有螺纹的部份。更准确的算法是算到料斗的中线,称之为有效长度或有效长径比。

  一台注塑机通常有三条螺杆可选,称为A、B、C螺杆,直径分别为小、中(标准)、大。它们的长径比为22、20、18左右。

  温度不均

  已塑化塑料叫熔融,储在螺杆的顶端,准备下次注射时使用。理想的熔融是温度均匀的。但一般情况事实并非如此。由於加热瓦并非360°包围着料筒,而是有个缺口,因此环向温度不均匀。加热瓦的热量由外传内,加上熔融传热不良,所以径向温度不均匀。

  塑化时,螺杆随着後退。有效长度因此逐渐降低。加料行程(注射行程)越大,有效长度变化越大,轴向的温度亦越不均匀。熟悉挤出机的读者都知道挤出螺杆是不往後退的。因此,挤出的熔融是没有轴向温差的。若熔融温度相差15°C,成品的外观、机械性能等都不会平均。多腔的模具更会产生腔与腔之间的成品差异,甚至一腔不满,一腔飞边,况且此情况没有规律。

  要改善这情况,注射行程应设计为B螺杆直径的4倍。有效长径比的变化亦因此为4。这样的话,注射行程便是A螺杆直径的4.4倍,亦是C螺杆直径的3.7倍。径向温差以A螺杆最大,C螺杆最小。

  增加长径比

  增加长径比会降低轴向温差,原因是螺杆长了,塑料要多转几圈才跑到螺杆的末端。搅拌多了,温度便更均匀。在注射行程不变的情况下,螺杆越长,“注射行程÷螺杆长度”下降,故轴向温差亦下降。而B螺杆若能有22的长径比,当然比20的长径比佳。

  总的来说,注射行程大或螺杆长径比短的设计,注射重量会大,但熔融轴向温度不均匀,只适合要求不高的单腔制品用。而限制了注射行程及螺杆长径比大的设计,则保障了多腔制品的质量。


介绍一下螺杆选用吧:PA6/66/46/6T专用螺杆

PA为低粘度结晶性塑料,高温、熔融速度快,自润滑性好,流动性好,属水性易流涎,温度敏感易冷头、吸湿性大易卡住加料段螺槽,着色难。

此专用螺桿压缩比大,止逆精密,混色效果好,进料量稳定、塑化效率高,排气效果好。一般取中间或大直径螺杆进行加工,在成型PA、PP、TPE等结晶型低粘度塑料效果好. 也可成型一般塑料。但对于PC、PMMA、阻燃ABS等高粘度及热稳定性差的塑料不适用(中段温度过高、分解),成型POM有必要电镀硬铬。喷嘴头恒温加热最好,且必要附加防流涎装置。


现在来给大家介绍两种经常用的螺杆:


PC/ABS专用螺杆

PC为高粘度非结晶性塑料,流动性差,长时间受热易分解,加料扭矩大,熔点高,易滞塞,高料温、高压力注射,料温调节范围较窄,工艺性调节难度大。螺杆通常采用高合金钢全硬化处理,这样能够有效承受高扭力、高压力冲击,耐磨耗,表面电镀或做渗氮处理,增加其耐腐蚀性,平滑无孔隙以减少表面粘附和降解,细部结构作打磨抛光处理,滞留效应能够有效防止,同时低剪切设计,发热小。一般取中小直径螺杆,因此在成型PC、ABS PC、PP-R、阻燃ABS等原材料时易采用这种螺杆。同时对于像PMMA普通制品,同时对色差要求不明显的塑料制品也可采用。选取大的长径比。加料段长,均化段短,压缩比适中。塑化效果好的话采用屏蔽型过胶头。

对于要求在塑料中加色粉或色母,选用此螺杆时必须对其进行改进,比如:加装混炼环。但对于像超薄精密成型塑料制品,提建议螺桿直径再改小,长改短,以提升射出压力,或加装氮气增压装置以提升注射的速度来弥补。


PMMA专用螺杆

  作为PMMA材料它有以下的注塑特性:高粘度,非结晶性塑料,质性强韧,加料扭矩大,难熔融,易滞塞,剪切敏感易降解,流动性稍差,料温在220℃到260℃左右、高压力注射,料温调节范围宽,工艺性较好。

  其塑料制品的要求相当高,或透明度不够,银纹等,对螺杆的要求主要体现就是要压缩比较大,采用高合金钢全硬化处理,有效承受高扭力、高压力冲击,表面电镀或镀硬铬用以减少表面粘附和降解,塑化要求均匀及效果好,同时混色也要好,同时要采用低剪切设计以降低温度,防止原料降解。螺杆的直径选择一般取中间直径,但是如果要成型PMMA、PP-R、PC、阻ABS等材料同时有混色要求的也可采用。


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