微发泡注塑制品表面质量的优化研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.004

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (2): 19-26.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.004

微发泡注塑制品表面质量的优化研究

翟玉娇, 信春玲, 何亚东, 闫宝瑞(), 乔林军

北京化工大学机电工程学院，北京 100029

收稿日期:2021-09-29 出版日期:2022-02-26 发布日期:2022-02-23
通讯作者: 闫宝瑞（1962—），男，高级工程师，从事塑料机械先进控制研究，yanbr@mail.buct.edu.cn
E-mail:yanbr@mail.buct.edu.cn

Study on surface quality optimization of microfoaming injection⁃molded products

ZHAI Yujiao, XIN Chunling, HE Yadong, YAN Baorui(), QIAO Linjun

College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China

Received:2021-09-29 Online:2022-02-26 Published:2022-02-23
Contact: YAN Baorui E-mail:yanbr@mail.buct.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以聚丙烯（PP）和高纯氮气为原料，采用高压短时和低压长时两种注气方式进行了微发泡注塑实验，并在以低压长时为注气方式的实验中，在不同熔体温度、注气压差和储料长度下，研究了冷却时间与制品表面出现大气泡概率之间的关系。结果表明，通过高压短时注气方式得到的制品表面出现大气泡的概率较高，严重影响制品质量；采用低压长时注气方式，制品表面出现大气泡的概率显著降低；延长冷却时间可以完全消除制品表面的大气泡，且在一定范围内，熔体温度越高、注气压差越大、储料长度越大，消除大气泡所需要的最佳冷却时间越长。

关键词: 微发泡注塑, 大气泡, 注气方式, 冷却时间, 工艺参数

Abstract:

Micro?foaming injection molding experiments were carried out using two gas injection methods， i.e.， a high pressure short time method and a low pressure long time method， with polypropylene and high?purity nitrogen as raw materials. In the experiment with the low pressure and long time as the gas injection method， the relationship between the cooling time and the probability of large bubbles on the product surface was investigated under the conditions of different melt temperatures， injection pressure differences and storage lengths. The results indicated that the probability of large bubbles appearing on the surface of the products obtained from the high?pressure short?time gas injection was high. This seriously affects the quality of products. The probability of large bubbles on the product surface was reduced significantly by using the low?pressure and long?term gas injection. The large bubbles on the product surface could be eliminated completely by prolonging the cooling time. In a certain range， the higher the melt temperature， the greater the injection pressure difference and the longer the storage length， the longer cooling time is needed to eliminate the large bubbles.

Key words: microcellular injection molding, large bubble, gas injection way, cooling time, process parameter

中图分类号:

TQ328.06

翟玉娇, 信春玲, 何亚东, 闫宝瑞, 乔林军. 微发泡注塑制品表面质量的优化研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(2): 19-26.

ZHAI Yujiao, XIN Chunling, HE Yadong, YAN Baorui, QIAO Linjun. Study on surface quality optimization of microfoaming injection⁃molded products[J]. China Plastics, 2022, 36(2): 19-26.

图/表 18

图1 微发泡注塑技术原理示意图

Fig.1 Schematic diagram of microfoam injection technology

图2 微发泡注塑成型工艺示意图

Fig.2 Schematic diagram of microfoam injection molding process

注气方式	注气时间/s	注气压差/MPa
注气方式	注气时间/s	水平1	水平2	水平3	水平4
高压短时	5.3	1.5	2.0	2.5	3.0
低压长时	20	0.9	1.0	1.1	1.2

表1 注气工艺参数设置

Tab.1 Parameter of gas injection process

图3 微发泡注塑注气方式示意图

Fig.3 Schematic diagram of gas injection for microfoam injection molding

水平	熔体温度/℃	注气压差/MPa	储料长度/mm
1	180	0.7	90
2	190	0.8	97
3	200	0.9	104
4	210	1.0	111

表2 工艺参数设置

Tab.2 Setting of process parameters

图4 微发泡注塑制品

Fig.4 Microfoam injection molding products

图5 取样位置

Fig.5 Sampling position

注气方式	无声响	轻微声响	较大爆鸣声
高压短时	0	25	75
低压长时	50	25	25

表3 对空注射声音发生概率 (%)

Tab.3 Comparison of air injection sound

图6 出现大气泡概率比较

Fig.6 Comparison of probability of large bubbles

图7 不同注气方式下的压力曲线

Fig.7 Pressure curve for different gas injection methods

熔体温度/℃	熔体压力/MPa
180	8.5
190	8.0
200	7.5
210	6.7

表4 熔体压力取值

Tab.4 Melt pressure value

图8 熔体温度对冷却时间与出现大气泡概率关系的影响

Fig.8 Influence of melt temperature on the relationship between the probability of large bubbles and cooling time

图9 熔体温度与最佳冷却时间的关系

Fig.9 Relationship between the optimal cooling time and melt temperature

图10 注气压差对冷却时间与出现大气泡概率关系的影响

Fig.10 Influence of air pressure difference on the relationship between the probability of large bubbles and cooling time

图11 注气压差与最佳冷却时间的关系

Fig.11 Relationship between the optimal cooling time and air pressure difference

图12 储料长度对冷却时间与出现大气泡概率关系的影响

Fig.12 Influence of storage length on the relationship between the probability of large bubbles and cooling time

图13 储料长度与最佳冷却时间的关系

Fig.13 Relationship between the optimal cooling time and storage lengths

图14 PP断面形貌随冷却时间的变化

Fig.14 Change of PP section morphology with cooling time

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Study on surface quality optimization of microfoaming injection⁃molded products

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