第八章 注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题1． 注塑成型过程的流变分析1．1 注塑成型过程简介注塑成型，又称注射模塑，是热塑性塑料制品重要的成型方法。可用于生产形状结构复杂，尺寸精确，用途不同的制品，产量约占塑料制品总量的 30%。近年来，热固性塑料，越来越多的橡胶制品，带有金属嵌件的塑料制品也采用注射成型法生产。精密注射成型，气辅注射成型，多台注射机共注射及注射成型过程的全自动控制等为注射成型工艺发展的新领域。注塑成型的主要设备是柱塞式或螺杆式往复注射机，以及根据制品要求设计的注射模具。塑化好的熔体靠螺杆或柱塞的推力注入闭合的模腔内，经冷却固化定型，开模得到所需的制品（见图 8-1）。图 8-1 典型注射成型设备示意图 注塑过程是循环往复、连续进行的。全部注塑过程由一个主循环和两个辅助工序组成，见图 8-2。图 8-2 注塑过程循环示意图与该过程相对应，一个循环中模腔内物料承受的压力随时间或温度的变化曲线如图 8-3 所示。图中各段时间的总和为一个注塑成型周期。图 8-3 典型注塑周期的程序图1－柱塞前进时间；2－合模时间；3－开模时间；4－残余压力；a－静置时间；b－充模时间；c－保压时间；d－倒流时间；e－封口时间；f－封口后冷却时间要得到令人满意的注塑制品，除掌握准确的时间程序外，还要借助于流变学理论，掌握模腔内的物料填充情况，即掌握流道和模腔内的压力变化程序和温度变化程序。目前已经能够运用流变学和传热学理论，采用计算机辅助设计方法，数值计算模具设计中遇到的一些与流道设计、传热管路设计有关的问题，数字模拟流道和模腔内的物料填充图和压力、温度场分布图，为模具设计提供有价值的资料。但是由于各种模具内流道形状复杂，模具温度不稳定，物料注射速度高，非牛顿流动性突出，流动过程间歇，所以对这样一个复杂的注射过程要求得其精确解几乎是不可能的。下面首先运用流变学基本方程，结合若干经验公式，对注模过程中模腔内压力的变化进行分析，说明一些有意义的现象；然后介绍注射模具计算机辅助设计中的流变学方法。一般螺杆式往复注射机及模具的功能区段可分为三段：塑化段，注射段，充模段。塑化段同螺杆挤出机，物料在其中熔融、塑化、压缩并向前输送。注射段由喷嘴、主流道、分流道、浇口组成，物料在其中的流动如同在毛细管流变仪中的流动。充模段是关键，熔体由浇口进入模腔，发生复杂的三维流动以及不稳定传热、相变、固化等过程，...
