Page 33 - 《橡塑技术与装备》2019年16期（8月下半月塑料）
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综述与专论 刘克俭·光学塑料制品注塑成型技术方案探析
足够大。因为在塑化过程中以及塑化刚刚完成时，料 口处熔体的实际流动速度非常高。于是浇口附近表面
筒内部熔体压力分布是不均一的 ：螺杆前端的熔体内 的冷却层在高速高压的条件下极易发生移位甚至扭曲
部压力值理论上等同于设定的背压 ；螺杆计量段从止 变形。一旦冷却层发生移动后，其表面特性必然无法
逆环后端沿着压缩段的方向压力迅速增加，直到计量 精确反应模腔表面，而后续填充过来的部分熔体则因
段和压缩段的结合处熔体内部压力最大，其最大值取 为前方冷却层的阻挡而没有继续发生移位和变形，所
决于螺杆转速和背压大小，然后压力逐步减小。从图 以很好的反应了模腔的表面，从而使得两者的表观不
8 料筒内部熔体压力分布可以看出，设定背压 120 bar 一致，形成浇口附近的流动纹。由于光学制品通常由
的情况下，料筒内部的最大压力可以达到 250 bar。 PC，PMMA 和 PET 等材料来成型。而这些材料的黏
如果塑化后螺杆没有松退或松退量不足，螺杆前端的 度往往偏高，流动性较差，成型压力高，因此更加容
熔体内部压力就没有卸除，那么在接下来螺杆往前推 易发生上述问题。
进的注射过程中由于止逆环后端的熔体压力大于前端 要消除浇口附近的流动纹，主要方向是尽可能降
的熔体压力，止逆环在压力差的作用下会和螺杆一起 低浇口附近熔体实际的流动速度和压力，常见的方法
前进，使得止逆环闭合时间延长，从而导致熔体向料 如 ：模具设计上尽可能增大浇口的尺寸，注塑工艺上
筒后方反流造成工艺过程不稳定。 把熔体通过浇口时候的注射速度设定得尽可能低（如
注射速度 1 mm/s）；或者材料上尽量采用高流动性的
塑料等等。当模具浇口尺寸加大和塑料材料选择均受
限的时候，采用低的注射速度往往可能是其最后的选
择。然而当开始注射的时候采用低的注射速度通常会
造成工艺过程的不稳定。原因是在低的起始注射速度
下，止回阀的关闭时间会被加长。比如以下采用德马
格 40 mm 标准的螺杆三件套（见图 9），其压力环和
图 7 传统的螺杆三件套设计 止逆环之间的距离为 3.458 mm ；如果设定的起始注射
速度为 1 mm/s，那么就意味着理论上来讲在开始注射
后的 3.458 s 注射时间内，由于压力环还没有到达止
逆环形成密封，即止回阀没有关闭，螺杆前端的一部
分熔体必然会在螺杆前进的同时向后方 “ 反流 ” 而没
有被注射到模具型腔内，造成注射过程不稳定。
图 8 料筒内部熔体压力分布
由此可见，这是一对矛盾体 ：为了避免塑料制品
出现气纹，必须尽可能设定小的螺杆后松退，而要确
保工艺过程稳定，又必须把螺杆后松退设定的足够大。 图 9 德马格 40 mm 螺杆头三件套
在实际生产过程中这两者往往很难同时满足。 显然，这是另外一对矛盾 ：要避免浇口处流纹往
2.2 问题的产生 往需要低的起始注射速度，而使用了低的起始注射速
光学塑料制品注塑生产所遇到的第三个问题是 ： 度又会因为延长止回阀关闭时间而造成工艺过程的不
浇口附近的流纹。 稳定。
当塑料熔体被注射进入浇口时，最先进入的熔体 2.3 技术方案
会停留在浇口附近形成最初的冷却层。当熔体在通过 为了解决以上两个问题，我们设计了新的止回阀
浇口的时候，由于浇口尺寸相对较小，从而导致在浇 结构 ：螺杆头四件套（见图 10）。和传统的三件套止
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