如何快速生產注射塑料零件

在社會主義市場經濟條件下，面對激烈的市場競爭，塑料制品廠家要想使產品贏得顧客，搶占市場，首先必須縮短產品開發周期。因此，如何快速生產塑料零件，成為人們關注的課題。 所謂快速生產注射零件就是要設法縮短注射零件的成型周期，這包括從零件設計、模具設計、模具制造到注射成型的整個過程。因此必須對整個生產過程進行綜合考慮，并采取可行的措施去加以實施。 根據多年從事注射生產的實踐經驗及國內外文獻，筆者認為，要達到快速生產注射零件的目的，應從以下幾個方面著手研究。

    1、應用電腦輔助設計、并行工程及高速數據傳輸，以縮短產品開發及模具設計與制造的周期，在產品開發中，要縮短開發周期，就要盡可能地節省時間及工作量，在這個過程中關鍵就是要采用電腦輔助設計(CAD)、并行工程及高速數據傳輸。

    1.1 電腦輔助設計的優點 使用CAD不但可以節省時間，而且可以提高準確度，繪圖中常常發生的錯誤在應用CAD后會很少發生，很多重復性的工作均可被簡化，因此可以省工省時。特別是對于結構復雜的制品，CAD的優越性更為明顯。例如CAD設計一套復雜的電視機外殼模具可以在6個星期內完成，而采用傳統方法則需要13個星期左右。使用CAD最好采用三維(3D)軟件。因為使用3D軟件比任何2D軟件進行設計都快得多，它能將立體模型放大或縮小，加剖面線旋轉或在任何位置取剖面，并可同時進行各配合件的設計工作，詳細的加陰線圖或透視圖可以隨時變為模型外觀圖，同時還能立即知道所設計的任何零件的體積，從而在設計初期便能精確地估算材料費用。目前，世界上應用最多的3D軟件是UG-OOII及Pro／Engineer。

    1.2 并行工程 并行工程亦稱同步工程，是指產品開發、模具設計、模具制造、零件測試等各個部門可同步進行工作。并行工程的核心是CAD及制造系統中的共用電子數據庫，工程資料及更新的信息可以通過電腦系統及時分發到有關部門，因此每組工作人員都可同時取得最新的資料，如有任何修改，也可隨時通知有關人員。討論和決定都可以通過電腦系統在相互溝通的情況下進行。這種并行合作的方式使各部門能及時行動，有關人員可根據預先發放的工程資料，準備下一階段的工作，使產品設計、模具設計、模具制造同步進行，節省了很多時間。

    1.3 數據傳輸 設計電子數據傳輸的方法有很多種，傳統上最常用的是各種調制解調器與調制解調器之間的直接傳輸，但高速電腦網絡系統越來越受到歡迎，電腦網絡增長最快的是Internet，可把設計文件在幾分鐘內傳到國內或世界各地，由幾個地方共同作出的一系列修改也可在幾個小時內完成。1.4 過程模擬 目前利用電腦進行產品設計及流程分析已逐漸普及。對于注射件及模具制造費用都較高的注射成型，過程模擬顯得非常重要。模擬主要有填充模擬、冷卻模擬、應力分析等。通過模擬，可以比較各種原材料，比較模內輸送和分配熔融塑料的澆口及流道方案，選擇和比較工藝條件，正確選擇注射設備的規格，預測零件可能出現的缺陷，保證足夠的模具冷卻和排氣，提出零件的修改方案等。模擬還可保證模具費用不會花得冤枉并能縮短模具制造時間。目前世界上比較流行的過程模擬軟件主要有mold-flow及c-mold。

    2、采用自動化生產技術

   2.1 采用自動化生產的原因 通常，在不能全自動生產的情況下，必須依賴人力作輔助。由于生產過程涉及到人為因素，每個生產周期必有差異，造成零件的質量有不同程度的差異。特別是實行三班制生產的企業，不同班次生產出來的零件質量差別較大，這是由于不同班次的操作者個人技術、工作態度不同所致。自動化生產則可以有效避免這一現象，設備會遵循輸入的指令不折不扣地進行生產。 另外，自動化生產可以使周期穩定，減少了人為停機的因素，生產效率會顯著提高。

    2.2 物料自動化-集中供料系統 集中供料系統是以氣壓輸送方式將袋裝或散裝的塑料粒料經由料斗輸送到簡倉進行儲存，再由筒倉送入干燥系統進行干燥處理，最后經管道由中央切換裝置分配到各注射機臺，同時由自動回收系統將澆口廢料收集、破碎，重新進行回收利用。 集中供料系統的優點是，實現了全天無人化連續成型作業；能夠以全自動方式再生和使用澆口回收料；可根據需要改變注射機與多品種、多顏色材料的組合使用方式，使著色自動化；通過電腦中心監控，省工省時，提高了生產效率，節省了能源。集中供料系統克服了以往單機作業費工費時的弊端，對于多機臺、大批量生產的注射零件，經濟效益顯著。

　　 2.3 成型作業自動化 成型作業自動化主要是指生產作業的自動化。現在的注射機及其輔助設備基本上都具備全自動生產的條件，特別是近幾年來，注射機及其輔助設備發展很快，這些設備不僅功能齊全，操作簡便，而且穩定性也非常好。同時各種新型設備不斷出現，如全電動式注射機，雙色、雙料注射機，模具快速裝拆設備，零件自動檢測、輸送、包裝設備等。這些輔助設備大大完善了生產線自動化功能，使生產效率大大提高。 實際上，成型作業能不能實現自動化，關鍵在于模具能不能適應注射設備及滿足成型工藝的要求，其中最主要的還是澆口廢料的處理問題，澆口能不能自動脫落將是自動化成型的關鍵。解決這一問題的方法有3種：一是采用熱流道模具，使澆口及流道內塑料始終處于熔融狀態；二是設法使澆口及流道廢料自動脫落，如潛伏式澆口、三板式模具澆口都能自動脫落；三是采用機械手將澆口廢料從模具內取出。 熱流道模具最適于自動化生產，具有生產效率高、生產較穩定等特點，但在設計、加工特別是溫控方面有一定的技術難度，目前應用尚不很普遍，應用最多的還是后兩種方法。3、優化成型工藝參數 要快速生產注射零件，生產過程的穩定是首要的，只有正確選擇注射機的工藝參數及精密控制與零件質量有關的生產因素，才可獲得穩定的生產過程。 在穩定生產的前提下，才可考慮縮短成型周期，最常用的方法是縮短空循環的時間，也就是加快開、合模速度及縮短開、合模距離，多數情況下均使用特快開、合模，其次是設法縮短保壓及冷卻時間。縮短保壓時間最簡易的方法是稱量成型零件的件重，塑料熔體充滿模腔后即轉入保壓階段，當零件件重不再繼續增加時，繼續保壓已失去意義，長時間保壓對設備反而有害，因此，在調整保壓時間時應注意研究零件外觀及零件件重的變化，以找到最佳的保壓時間。 關于縮短冷卻時間，一般采用的方法是增加冷卻水流量，若效果不佳，則應降低冷卻水溫度。但是現在許多注射機對物料的塑化都是與冷卻過程同時完成的，因此塑化時間的長短會相應地影響到冷卻時間，故縮短塑化時間也會相應地縮短冷卻時間，這方面的主要措施是降低背壓，提高螺桿轉速等。