從熔融理論和操作實踐我們知道,塑料在注塑機內六角螺桿上的熔融開始點A和熔融點B的位置與內六角螺桿參數,工藝條件(轉速、溫度、機頭壓力等)以及塑料性能有直接關系。一般來說,為了增大擠出量,必須提高內六角螺桿轉速n或加深螺槽深度H3。但這勢必使相變點A和B的位置往機頭方向移動,如果不加大長徑比L/D,便有可能在擠出制品中混有未熔化的固體殘余物,是的塑化質量下降,這個過程在圖9-1上表示得很清楚。產生這個現象的原因可如下分析:由于固相不能像流體那樣流動,因此由剪切產生的熱量較小。固相熔融的熱源主要依靠機筒上加熱器傳導的熱源以及熔膜中因剪切而產生的熱源,其傳導速度機筒溫度,接觸面積、塑料的空隙率以及導熱系數等物理參數有關。而當這些條件一定以后,內六角螺桿的轉速(實際上代表了塑料承受加熱的時間)便直接影響著導熱的情況。因此,在內六角螺桿的前一部分,即加料段和壓縮段必須保證塑料有足夠的停留時間以將它加熱成基本熔融的流動狀態。然后在計量段中進一步承受剪切,塑化和均勻化以保證良好的制品質量。但是當轉速提高以后,塑料在內六角螺桿前部停留時間縮短,固相來不及便進入計量段,這樣便有可能在制品中出現未塑化好的塑料。
在日常生活中,注塑機通常有三條內六角螺桿可選,稱為A、B、C內六角螺桿,直徑分別為小、中、大。它們的長徑比為22、20、18左右。注塑機的內六角螺桿長度與注射行程,驟眼看起來是兩回事,其實兩者存在微妙的“質與量”的關系,其比率是個質的尺度。內六角螺桿的長度,一般不用長度,而用相對於直徑的長度來衡量。這樣,不同直徑的內六角螺桿亦可比較長度。這個長度叫長徑比,以L/D代表。內六角螺桿長度當然只算有螺紋的部份。的算法是算到料斗的中線,稱之為有效長度或有效長徑比。溫度不均已塑化塑料叫熔融,儲在內六角螺桿的頂端,準備下次注射時使用。理想的熔融是溫度均勻的。但一般情況事實并非如此。由於加熱瓦并非360° 包圍著料筒,而是有個缺口,因此環向溫度不均勻。加熱瓦的熱量由外傳內,加上熔融傳熱不良,所以徑向溫度不均勻。塑化時,內六角螺桿隨著後退。有效長度因此逐漸降低。加料行程(注射行程)越大,有效長度變化越大,軸向的溫度亦越不均勻。熟悉擠出機的讀者都知道擠出內六角螺桿是不往後退的。因此,擠出的熔融是沒有軸向溫差的。若熔融溫度相差15°C,成品的外觀、機械性能等都不會平均。多腔的模具更會產生腔與腔之間的成品差異,甚至一腔不滿,一腔飛邊,況且此情況沒有規律。要改善這情況,注射行程應設計為B內六角螺桿直徑的4倍。有效長徑比的變化亦因此為4。這樣的話,注射行程便是A內六角螺桿直徑的4.4倍,亦是C內六角螺桿直徑的3.7倍。徑向溫差以A內六角螺桿大,C內六角螺桿小。
注塑內六角螺桿是注塑機的部件,而且內六角螺桿長時間工作在高溫、高壓、高機械扭力及高磨擦環境下,磨損問題不可避免,一般內六角螺桿都進行過表面氮化處理,以提高表面硬度,亦即提高抗磨損能力。但是如果忽略了引起磨損的原因,不設法將磨損盡量降低,必然會大大降低內六角螺桿的工作壽命。1、注塑原料溫度設置:每種塑料,都有一個理想塑化的加工溫度范圍,應該控制料筒加工溫度,使之接近這個溫度范圍。粒狀塑料從料斗進入料筒,首先會到達加料段,在加料段必然會出現干性磨擦,當這些塑料受熱不足,熔融不均時,很易造成料筒內壁及內六角螺桿表面磨損增大。同樣,在壓縮段和均化段,如果塑料的熔融狀態紊亂不均,也會造成磨損增大。2、內六角螺桿轉速的設置:由于部分塑料加有強化劑,如玻璃纖維、礦物質或其他填充料。這些物質對金屬材質的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑這些塑料時,如果用高的轉速成,則在提高對塑料的剪切力的同時,亦將令強化相應地產生更多被撕碎的纖維,被撕碎的纖維含有鋒利末端,令磨損力大為增加。無機礦物質在金屬表面高速滑行時,其刮削作用也不小。所以轉速不宜調得太高。3、塑料中的雜物:用純原料生產可能風險相對要小一些,但是現在企業為了減少成本,一般在原料中摻雜一些水口料,由于一些現場管理原因,水口料在粉碎的時候容易混進一些細小的金屬屑,這個對內六角螺桿危害很大,所以一般在料筒安裝磁鐵架,嚴格投料的管理和監控。
注塑機加料段的材料必需被加熱光臨界溫度,以形成那層關頭的熔體膜。然而,通常物料在加料段的停留時間很短,無法到達要求的溫度。而這種環境一般會在小型注射機上產生。停留時間太短會造成聚合物的熔融和夾雜進程的不好,從而致使螺桿打滑或失速。
注塑機螺桿打滑解決辦法:
加入少量物料對機筒末端開始進行清洗,同時檢査一下熔融溫度,停留時間短會導致熔融溫度會低于機筒溫度的設定值。注意觀察成型制品,如果出現有如黑點或淡條紋、大理石斑紋,那就表明物料在機筒內沒有得到很好的混煉。