注塑成型过程中压力与流量的关系

2025-10-24

机器的运转是由压力还是流量引起的？它们之间有什么关系？

事实上，机器本身的运动就是克服阻力的运动。也就是说，为了使机器运转，它必须首先提供略大于（略等于）阻力的动力，这种动力被称为作用在机器上的压力。 注塑成型 机器只有在获得这种力的情况下才能运转，而运转的速度快慢取决于流量，流量是动力的来源。克服阻力后，流量越大，运转速度越快；同时，运转速度越快，阻力也越大。因此，可以说运动本身就是在寻求动力与阻力之间的平衡点。

注入和保压过程中流量与压力的关系：

塑料注射填充是指热材料流入模腔的过程。理论上，如果不考虑产品表面缺陷和模具因素，填充速度越快越好。

然而，由于热料流动过程中不可避免地会产生阻力（模腔内的压力），这种模腔内压力阻力的存在，是因为机器必须提供大于或等于该阻力的动力（注射时的液体压力），才能将热料注入模腔。换句话说，注射动作也是克服阻力的动作。

有些人可能会问，这种压力从注射开始到结束是否保持不变？

绝对不是，即使是匀速注射（也称为单级注射）也是如此。随着材料填充型腔，接触面积不断扩大，这意味着受力面积持续增加。因此，匀速注射过程中注射压力也会发生变化。在非单级注射中，注射压力同样会持续变化，因为除了受力面积的变化外，材料的填充速度也会发生变化。

我相信有些人可能会感到困惑。我应该如何设置注射压力？

实际上，设定注射压力就是设定模腔内的压力（理论上）。那么，应该设定多高呢？你知道模腔内的压力是多少吗？我想你也不知道。那该怎么办呢？假设注射压力无法在机器屏幕上设定，只有一个减压阀可以用来调节注射压力，注射速度是可以调节的。

在这种情况下，我们绝对要强调安全第一，并将减压阀调节到不会导致模具爆裂的水平（该力的大小取决于模具的设计极限）。如果调节过低，则存在材料填充不足的风险。在实际注塑过程中，如果模腔阻力（理论上等于液压注射力）小于减压阀的极限值，则减压阀不会工作。如果超过减压阀的极限值，则减压阀会强制降低输入值。

当型腔阻力低于减压阀的极限压力时，物料流以设定速度完全充满型腔。当阻力高于减压阀的设定极限值时，减压阀的作用必然会导致物料流填充速度自然减慢，以在型腔内部压力阻力和注入液压力之间找到新的平衡点。

事实上，注塑成型工艺注塑机本身就是这样一个过程。只要设定好极限压力（即减压阀的极限力），就不需要在注塑过程中手动设定液压压力。许多欧洲的可变闭环控制注塑机都是如此，因为这种控制系统可以调节油泵的输入输出负载，并根据操作员设定的速度推动物料流向模腔。

在保持注射速度的同时，施加略大于型腔阻力的液压。当型腔阻力接近设定限值时，机器会自动降低注射速度以达到新的平衡。可以说，这种注射方式主要受注射速度和注射压力控制。

但为什么在实际生产中经常会有三到四个可设定的注射压力等级呢？

国产机器通常采用定量或开环变量控制系统，通过比例流量阀和比例压力阀两种独立的比例调节方式进行控制。由于输出负载始终为最大设计负载，因此该系统无法确认其输出状态是否符合设定要求。

物料流动的推进本身需要液压作为动力源，但该控制系统的液压无法根据模腔内的压力自动调节和供给。因此，必须人为地改变液压以促进流量的变化，即改变注射速度。同时，人为设定的注射速度也会影响注射过程中的液压。

因此，这种方法涉及注射压力和注射速度之间的相互冲突。在实际生产中，需要根据经验进行调整。这就是为什么在很多情况下，即使将注射速度从30%提高到50%，产品性能也没有变化。这并非机器本身的问题；而是因为在30%的注射速度下，您施加的注射压力大致等于型腔阻力（当然，这也考虑到了其他压力损失，例如喷嘴和模具入口处的压力损失）。

一些使用过进口可变闭环控制灌装机的同行无疑会说，他们的机器提供三种压力设置。事实上，这已成为越来越多品牌采用这种设计的趋势。原因是灌装过程中可能会出现异常情况。

例如，如果在生产过程中多腔模具的胶水入口被堵塞，并且只能按照上述方法设定极限压力，则除该腔以外的其他腔将不可避免地受到局部高压，这可能会损坏该腔或导致模具膨胀。

因此，如果存在多个可设定压力的区间，则可以根据模具的结构特点和材料流动填充的位置来确定某一区间的最大液体压力，即注射压力，以避免一些意外情况，并确保生产顺利进行。