生产注射塑料零件的生产工艺流程及技术改进

在社会主义市场经济条件下，面对激烈的市场竞争，塑料制品厂家要想使产品赢得顾客，抢占市场，首先必须缩短产品开发周期。因此，如何快速生产塑料零件，成为人们关注的课题。所谓快速生产注射零件就是要设法缩短注射零件的成型周期，这包括从零件设计、模具设计、模具制造到注射成型的整个过程。因此必须对整个生产过程进行综合考虑，并采取可行的措施去加以实施。根据多年从事注射生产的实践经验及国内外文献，笔者认为，要达到快速生产注射零件的目的，应从以下几个方面着手研究。 　　一、应用电脑辅助设计、并行工程及高速数据传输，以缩短产品开发及模具设计与制造的周期，在产品开发中，要缩短开发周期，就要尽可能地节省时间及工作量，在这个过程中关键就是要采用电脑辅助设计（CAD）、并行工程及高速数据传输。 　　（一）电脑辅助设计的优点使用CAD不但可以节省时间，而且可以提高准确度，绘图中常常发生的错误在应用CAD后会很少发生，很多重复性的工作均可被简化，因此可以省工省时。特别是对于结构复杂的制品，CAD的优越性更为明显。例如CAD设计一套复杂的电视机外壳模具可以在6个星期内完成，而采用传统方法则需要13个星期左右。使用CAD最好采用三维（3D）软件。因为使用3D软件比任何2D软件进行设计都快得多，它能将立体模型放大或缩小，加剖面线旋转或在任何位置取剖面，并可同时进行各配合件的设计工作，详细的加阴线图或透视图可以随时变为模型外观图，同时还能立即知道所设计的任何零件的体积，从而在设计初期便能精确地估算材料费用。目前，世界上应用最多的3D软件是UG-OOII及Pro/Engineer。 　　（二）并行工程并行工程亦称同步工程，是指产品开发、模具设计、模具制造、零件测试等各个部门可同步进行工作。并行工程的核心是CAD及制造系统中的共用电子数据库，工程资料及更新的信息可以通过电脑系统及时分发到有关部门，因此每组工作人员都可同时取得最新的资料，如有任何修改，也可随时通知有关人员。讨论和决定都可以通过电脑系统在相互沟通的情况下进行。这种并行合作的方式使各部门能及时行动，有关人员可根据预先发放的工程资料，准备下一阶段的工作，使产品设计、模具设计、模具制造同步进行，节省了很多时间。 　　（三）数据传输设计电子数据传输的方法有很多种，传统上最常用的是各种调制解调器与调制解调器之间的直接传输，但高速电脑网络系统越来越受到欢迎，电脑网络增长最快的是Internet，可把设计文件在几分钟内传到国内或世界各地，由几个地方共同作出的一系列修改也可在几个小时内完成。1.4过程模拟目前利用电脑进行产品设计及流程分析已逐渐普及。对于注射件及模具制造费用都较高的注射成型，过程模拟显得非常重要。模拟主要有填充模拟、冷却模拟、应力分析等。通过模拟，可以比较各种原材料，比较模内输送和分配熔融塑料的浇口及流道方案，选择和比较工艺条件，正确选择注射设备的规格，预测零件可能出现的缺陷，保证足够的模具冷却和排气，提出零件的修改方案等。模拟还可保证模具费用不会花得冤枉并能缩短模具制造时间。目前世界上比较流行的过程模拟软件主要有mold-flow及c-mold。 二 、采用自动化生产技术 　　（一）采用自动化生产的原因通常，在不能全自动生产的情况下，必须依赖人力作辅助。由于生产过程涉及到人为因素，每个生产周期必有差异，造成零件的质量有不同程度的差异。特别是实行三班制生产的企业，不同班次生产出来的零件质量差别较大，这是由于不同班次的操作者个人技术、工作态度不同所致。自动化生产则可以有效避免这一现象，设备会遵循输入的指令不折不扣地进行生产。另外，自动化生产可以使周期稳定，减少了人为停机的因素，生产效率会显著提高。 　　（二）物料自动化-集中供料系统集中供料系统是以气压输送方式将袋装或散装的塑料粒料经由料斗输送到简仓进行储存，再由筒仓送入干燥系统进行干燥处理，最后经管道由中央切换装置分配到各注射机台，同时由自动回收系统将浇口废料收集、破碎，重新进行回收利用。集中供料系统的优点是，实现了全天无人化连续成型作业；能够以全自动方式再生和使用浇口回收料；可根据需要改变注射机与多品种、多颜色材料的组合使用方式，使着色自动化；通过电脑中心监控，省工省时，提高了生产效率，节省了能源。集中供料系统克服了以往单机作业费工费时的弊端，对于多机台、大批量生产的注射零件，经济效益显著。 　　（三）成型作业自动化成型作业自动化主要是指生产作业的自动化。现在的注射机及其辅助设备基本上都具备全自动生产的条件，特别是近几年来，注射机及其辅助设备发展很快，这些设备不仅功能齐全，操作简便，而且稳定性也非常好。同时各种新型设备不断出现，如全电动式注射机，双色、双料注射机，模具快速装拆设备，零件自动检测、输送、包装设备等。这些辅助设备大大完善了生产线自动化功能，使生产效率大大提高。实际上，成型作业能不能实现自动化，关键在于模具能不能适应注射设备及满足成型工艺的要求，其中最主要的还是浇口废料的处理问题，浇口能不能自动脱落将是自动化成型的关键。解决这一问题的方法有3种：一是采用热流道模具，使浇口及流道内塑料始终处于熔融状态；二是设法使浇口及流道废料自动脱落，如潜伏式浇口、三板式模具浇口都能自动脱落；三是采用机械手将浇口废料从模具内取出。热流道模具最适于自动化生产，具有生产效率高、生产较稳定等特点，但在设计、加工特别是温控方面有一定的技术难度，目前应用尚不很普遍，应用最多的还是后两种方法。 三、优化成型工艺参数要快速生产注射零件，生产过程的稳定是首要的，只有正确选择注射机的工艺参数及精密控制与零件质量有关的生产因素，才可获得稳定的生产过程。 　　在稳定生产的前提下，才可考虑缩短成型周期，最常用的方法是缩短空循环的时间，也就是加快开、合模速度及缩短开、合模距离，多数情况下均使用特快开、合模，其次是设法缩短保压及冷却时间。缩短保压时间最简易的方法是称量成型零件的件重，塑料熔体充满模腔后即转入保压阶段，当零件件重不再继续增加时，继续保压已失去意义，长时间保压对设备反而有害，因此，在调整保压时间时应注意研究零件外观及零件件重的变化，以找到最佳的保压时间。关于缩短冷却时间，一般采用的方法是增加冷却水流量，若效果不佳，则应降低冷却水温度。但是现在许多注射机对物料的塑化都是与冷却过程同时完成的，因此塑化时间的长短会相应地影响到冷却时间，故缩短塑化时间也会相应地缩短冷却时间，这方面的主要措施是降低背压，提高螺杆转速等。 　　四、采用先进的成型技术一些先进的注射成型技术可有效地缩短成型周期，提高生产效率并降低生产成本。如气体辅助注射成型技术，超薄壁成型技术，热流通成型技术，多模腔成型技术等。 　　随着我国汽车、电子、电器、通讯产业的发展，这些技术的应用将越来越广泛。例如，一些家电生产企业如康佳、厦华、海尔等公司纷纷采用气体辅助注射成型技术，以克服大型制件因壁厚不均产生的某些缺陷并相应地大幅度缩短成型周期。而一些微电子企业如德国西门子公司、厦门宏发电声公司等则纷纷采用超薄壁成型技术，利用氮气蓄能注射及抽真空装置生产壁厚为0.2～0.4mm的塑料零件。这两种成型技术的实质就是减轻零件件重，缩短成型周期，提高生产效率，降低生产成本。 　　五、结语快速大量地生产注射零件是缩短产品投放市场的时间，降低生产成本，增强市场竞争力的一条有效途径。 　　但它同时也是一个较复杂的系统工程，所涉及的资金、技术、人员等因素较多，特别是某些技术，其资金投入较多，技术难度较大，不一定适合所有的注射成型企业。因此各生产企业应根据自己的资金、技术、人员素质等实际情况合理采用部分或全部先进成型技术，从而达到投资少、见效快，既经济实惠又能满足生产要求的目的。 信息来源于：塑料产业网