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注塑机工作原理

  注塑机是塑料加工行业的核心设备,其工作原理基于 “塑化 - 注射 - 保压 - 冷却 - 脱模” 的循环过程,通过将塑料原料加热熔融后注入模具型腔,最终成型为所需制品。以下从核心系统和工作流程两方面详细解析:


  一、核心系统构成及作用

  注塑机的运行依赖多个关键系统的协同,各系统功能直接影响成型效果和效率:


注射系统

  核心部件:料斗、螺杆(或柱塞)、加热筒、喷嘴。

  作用:将固态塑料原料(颗粒或粉末)加热熔融,通过螺杆旋转加压,将熔融塑料(熔胶)推送至喷嘴,为注射做准备。

  关键参数:螺杆转速、加热温度(需匹配塑料熔点,如 PP 180-220℃,ABS 200-250℃)、熔胶压力。


合模系统

  核心部件:动模板、定模板、拉杆、合模油缸、顶出机构。

  作用:实现模具的闭合与锁紧,确保注射时模具不会因熔胶压力而涨开;成型后打开模具,通过顶出机构将制品推出。

  关键参数:合模力(需大于注射压力,防止模具溢料)、开合模速度。


液压传动系统

  核心部件:油泵、油缸、液压阀、油箱。

  作用:为注射、合模、顶出等动作提供动力,通过液压油的压力和流量控制各部件的运动速度和力度。


电气控制系统

  核心部件:PLC(可编程逻辑控制器)、触摸屏、传感器(如压力传感器、位置传感器)。

  作用:精确控制各系统的动作时序(如熔胶、注射、保压的时间和压力),确保成型过程自动化、精准化。


二、详细工作流程(以螺杆式注塑机为例)


加料与塑化

  塑料颗粒从料斗进入加热筒,加热筒外的电加热圈对原料加热,使其逐渐熔融。螺杆在电机驱动下旋转,一方面将原料向前推送,另一方面通过螺杆与加热筒的剪切作用进一步塑化原料(使熔融更均匀),熔胶在螺杆头部聚集,推动螺杆向后退,直至达到预设的熔胶量(由位置传感器控制)。


合模与锁紧

  塑化完成后,合模系统启动,动模板带动动模向定模移动并闭合。合模油缸施加压力,使模具锁紧(合模力需足以抵抗后续注射时的熔胶压力,避免模具缝隙溢料)。


注射与保压

  注射油缸推动螺杆快速向前,将头部的熔胶通过喷嘴高压注入模具型腔,此时注射压力较高(通常几十至几百 MPa),确保熔胶充满型腔细节。型腔充满后,螺杆保持一定压力(保压),向型腔补充因冷却收缩而减少的熔胶,防止制品出现缩痕或空洞。


冷却与固化

  保压结束后,模具内的冷却系统(如水道)对制品降温,使熔融塑料凝固成型。冷却时间取决于制品厚度(厚制品需更长时间)和塑料类型(如 PC 冷却速度慢于 PE)。


开模与脱模

  冷却完成后,合模系统带动动模后退,模具打开。顶出机构(如顶针)将成型制品从模具中推出,完成一个注塑循环。


三、关键影响因素

  塑料特性:不同塑料(如 PEPVCPA)的熔点、流动性、收缩率不同,需调整加热温度、注射压力等参数,间接影响设备能耗和制品质量。


  制品结构:复杂形状、薄壁制品需更高注射压力和速度,对设备精度要求更高。


  模具设计:模具的浇口位置、冷却水路布局直接影响填充效率和冷却时间,进而影响生产周期。


  注塑机通过上述过程实现塑料的高效成型,广泛应用于日用品、汽车零部件、医疗器械等领域,其技术核心在于对 “温度、压力、时间” 三大参数的精准控制。