聚碳酸酯（PC）是一種性能優異的工程塑料，具有高透明度、高抗沖擊強度、良好的耐熱性和尺寸穩定性等特點。在 PC 中加入纖維（如玻璃纖維）后，其力學性能（如強度、模量）得到進一步提高，廣泛應用于電子電器、汽車、航空航天等領域的結構部件制造。然而，加纖 PC 塑料的注塑工藝較為復雜，需要嚴格控制各個工藝環節才能生產出高質量的制品。以下將詳細闡述加纖 PC 塑料注塑工藝的細節。

一、注塑前準備

（一）原料選擇與處理

原料選擇依據

產品性能要求是選擇原料的首要因素。如果制品需要承受較高的載荷，應選擇纖維含量較高、纖維長度和直徑合適的加纖 PC 原料；若對外觀質量要求高，如高光澤度，則需考慮原料的純度和添加劑情況。

不同廠家生產的加纖 PC 塑料在質量和性能上可能存在差異。應選擇有良好信譽和質量保證的供應商，確保原料的穩定性和一致性。

原料干燥處理

PC 分子鏈中含有碳酸酯基，易吸濕水解。在注塑前必須進行干燥處理，將水分含量降低至 0.02% 以下。通常采用熱風循環干燥箱，干燥溫度設定在 100 - 120℃，干燥時間不少于 4 小時。對于大顆粒或高纖維含量的原料，干燥時間可適當延長至 6 - 8 小時。

干燥過程中要注意空氣的濕度，盡量采用低濕度的干燥空氣。同時，避免過度干燥導致原料性能劣化，如顏色變黃、分子量降低等。

（二）模具準備

模具結構檢查

檢查模具的分型面是否平整、貼合緊密，防止注塑時出現飛邊。對于有滑塊、斜頂等復雜結構的模具，要確保其運動順暢，無卡滯現象。

核實模具的澆口、流道系統的設計是否符合加纖 PC 塑料的注塑要求。澆口位置應避免在制品的外觀關鍵部位和應力集中區域，流道的直徑和長度要能保證熔體順利流動。

模具清潔與維護

用干凈的棉布蘸取適量的脫模劑擦拭模具型腔表面，脫模劑要涂抹均勻，避免局部過多影響制品外觀。同時，檢查模具表面有無油污、雜質等，如有應徹底清除。

對于長期未使用的模具，要檢查其防銹措施是否有效，如有銹跡，需用砂紙或拋光工具輕輕打磨去除，然后重新進行防銹處理。

（三) 注塑機調試

注塑機選型與參數設置

根據制品的大小、重量和復雜程度選擇合適規格的注塑機。注塑機的鎖模力要能滿足模具在注塑過程中的合模要求，注射量應能滿足制品的用料需求。

初步設置注塑機的參數，包括注射行程、開合模速度、頂出速度等。對于加纖 PC 塑料，注射行程要根據制品的重量和原料密度準確計算，開合模速度不宜過快，以免模具碰撞損壞，頂出速度要適中，防止制品脫模時受損。

料筒清洗

在注塑加纖 PC 塑料之前，如果注塑機之前加工過其他塑料，需要徹底清洗料筒。可采用專用的清洗料或與 PC 相容性好的塑料進行清洗，清洗過程中要逐步升高料筒溫度，使殘留塑料充分熔化并排出。

二、注塑過程中的工藝參數控制

（一）溫度控制

料筒溫度分區設置

料筒一般分為進料段、壓縮段和計量段。對于加纖 PC 塑料，進料段溫度可設置在 260 - 280℃，使原料能夠順利進料并初步軟化；壓縮段溫度提高到 280 - 300℃，在此階段對物料進行壓縮和進一步加熱；計量段溫度保持在 300 - 320℃，確保熔體均勻一致。

在調整料筒溫度時，要考慮原料的批次差異、纖維含量變化等因素。如果發現熔體有不均勻或溫度過高的跡象（如出現冒煙、顏色變化），應及時調整溫度。

噴嘴溫度

噴嘴溫度通常略低于料筒計量段溫度，一般設置在 290 - 310℃。合適的噴嘴溫度可以保證熔體順利通過噴嘴進入模具型腔，同時防止熔體在噴嘴處提前凝固或流涎。

要注意噴嘴的保溫措施，可采用加熱圈或保溫套等方式，減少熱量散失。

（二）壓力控制

注射壓力調整

注射壓力的設定要根據制品的壁厚、形狀復雜程度和模具結構來確定。對于壁厚較厚（大于 3mm）的制品，注射壓力可在 80 - 100MPa；對于薄壁制品（壁厚小于 2mm）或形狀復雜、流程長的制品，注射壓力需提高到 100 - 150MPa。

在注射過程中，可通過觀察制品的成型情況來微調注射壓力。如果制品出現短射（未充滿型腔），可適當增加注射壓力；若出現飛邊，則應降低注射壓力。

保壓壓力設定

保壓壓力一般低于注射壓力，通常為注射壓力的 50% - 80%。對于大尺寸或厚壁制品，保壓壓力可適當提高，但不宜超過注射壓力的 80%。保壓壓力過大易導致制品內應力增加，過小則可能出現縮痕。

保壓時間根據制品的厚度和尺寸而定，一般每增加 1mm 壁厚，保壓時間增加 1 - 2 秒。例如，壁厚為 3mm 的制品，保壓時間可設置在 3 - 5 秒。

（三）速度控制

注射速度曲線設定

加纖 PC 塑料的注射速度通常采用多級控制。在注射初期，采用較低的速度（如 10 - 30mm/s），使熔體緩慢填充模具型腔的前端，避免熔體高速沖擊型腔壁造成困氣和纖維取向不良。

當熔體填充到型腔體積的 50% - 70% 時，可適當提高注射速度（30 - 60mm/s），以確保熔體能夠快速充滿型腔剩余部分。在接近型腔末端時，再次降低注射速度（10 - 20mm/s），減少熔體對模具的沖擊和防止飛邊產生。

螺桿轉速控制

螺桿轉速影響熔體的塑化質量和混合效果。對于加纖 PC 塑料，螺桿轉速一般控制在 40 - 60r/min。轉速過低會導致塑化不均勻，過高則可能使纖維斷裂，影響制品的力學性能。

三、澆口和流道設計

（一）澆口設計

澆口類型選擇

針點澆口適用于外觀質量要求高、尺寸較小的制品。它可以使熔體在型腔中形成噴泉式流動，減少熔接痕，但針點澆口的直徑和長度要設計合理，直徑一般在 0.8 - 1.5mm 之間。

側澆口常用于平板類或形狀簡單的制品，澆口寬度可根據制品的壁厚和尺寸確定，一般為制品壁厚的 1 - 2 倍，深度為壁厚的 0.6 - 0.8 倍。

澆口位置優化

澆口應盡量設置在制品壁厚較厚的部位，有利于熔體流動和保壓補縮。同時，要避免在制品的應力敏感區域設置澆口，如制品的轉角處、薄壁與厚壁交接處等。

對于有外觀要求的制品，澆口位置要選擇在不影響外觀質量的地方，或者通過后續的加工（如打磨、拋光）可以去除澆口痕跡的位置。

（二）流道設計

主流道設計

主流道的錐度一般為 2° - 4°，小端直徑根據噴嘴直徑確定，通常比噴嘴直徑大 0.5 - 1mm。主流道的長度應盡量短，以減少熔體的壓力損失和熱量散失。

在主流道與分流道的連接處，要采用光滑的過渡，避免出現死角，防止熔體滯留和分解。

分流道設計

分流道的直徑根據制品的重量和尺寸確定，一般在 4 - 8mm 之間。對于大型制品或多腔模具，分流道直徑可適當增大。分流道應采用圓形或梯形截面，以減少熔體的流動阻力。

分流道的表面粗糙度要低，可通過拋光或采用高質量的模具鋼材來實現，保證熔體在分流道中能夠順暢流動。

四、冷卻與脫模

（一）冷卻系統設計與控制

冷卻通道布局

模具的冷卻通道應根據制品的形狀和壁厚進行合理設計。對于壁厚均勻的制品，冷卻通道可均勻分布；對于壁厚不均勻的制品，冷卻通道要靠近厚壁部位，以保證制品各部分冷卻均勻。

冷卻通道與模具型腔表面的距離一般在 10 - 20mm 之間，通道直徑通常為 6 - 12mm。冷卻通道之間的間距要適當，避免出現冷卻盲區。

冷卻介質溫度與流量控制

常用的冷卻介質為水，水溫一般控制在 20 - 30℃。對于大型或厚壁制品，可采用較低溫度的冷卻水（10 - 20℃），但要注意防止模具表面結露。

冷卻介質的流量要根據制品的冷卻需求進行調節。通過安裝流量調節閥和溫度傳感器，實時監控和調整冷卻系統的參數，確保制品能夠在合適的時間內冷卻到脫模溫度。

（二）脫模過程控制

脫模機構設計

根據制品的形狀和結構設計合適的脫模機構，如推桿脫模、推板脫模、滑塊脫模等。脫模機構的動作要平穩、可靠，避免對制品造成損壞。

對于有倒扣或復雜結構的制品，要設計特殊的脫模結構，如斜頂脫模、二次脫模等，確保制品能夠順利脫模。

脫模力控制

脫模力的大小要適中，過大容易使制品拉傷或變形，過小則可能導致制品無法順利脫模。脫模力的計算要考慮制品與模具之間的摩擦力、制品的收縮力等因素。

在脫模過程中，可以適當涂抹脫模劑，減少制品與模具之間的摩擦力。同時，要控制脫模速度，對于薄壁或易變形的制品，脫模速度要慢。

五、制品后處理

（一）退火處理

退火工藝參數確定

退火溫度一般為 120 - 130℃，對于厚壁制品，可適當提高退火溫度，但不宜超過 140℃。退火時間根據制品的厚度和尺寸而定，一般每 1mm 壁厚退火時間為 1 - 2 小時。

退火處理應在空氣循環的烘箱中進行，升溫速度不宜過快，一般控制在 10 - 20℃/ 小時，以防止制品因溫度急劇變化而產生新的內應力。

退火效果評估

通過觀察制品的外觀和尺寸變化來評估退火效果。退火后制品的內應力得到釋放，表面的銀紋、裂紋等缺陷可能會減少或消失，尺寸穩定性提高。同時，可以采用偏光應力儀等設備檢測制品的內應力變化情況。

（二）表面處理

打磨與拋光

對于制品表面的澆口痕跡、飛邊等缺陷，可以采用打磨的方式去除。打磨時要選用合適的砂紙或磨具，從粗到細逐步打磨，避免在制品表面留下劃痕。

拋光處理可以提高制品的光澤度，常用的拋光方法有機械拋光、化學拋光和電解拋光等。根據制品的要求和材料特性選擇合適的拋光方法。

涂裝與電鍍

涂裝可以改善制品的外觀顏色和防護性能。在涂裝前，要對制品表面進行清潔和預處理，如脫脂、磷化等，以提高涂層的附著力。

電鍍可以賦予制品金屬外觀和一些特殊的性能，如導電性、耐磨性等。電鍍過程中要注意控制電鍍參數，確保電鍍層的質量和均勻性。

六、質量控制與檢測

（一）外觀質量檢測

目視檢查

檢查制品的表面是否有氣泡、銀紋、黑點、飛邊、劃傷等缺陷。對于外觀質量要求高的制品，可在特定的光照條件下（如強光照射、多角度觀察）進行檢查。

觀察制品的顏色是否均勻一致，有無色差現象。如果發現顏色異常，要檢查原料的批次、注塑溫度等因素是否有變化。

表面粗糙度檢測

使用粗糙度儀檢測制品表面的粗糙度，對于有特殊表面質量要求的制品（如高光制品），表面粗糙度要符合相應的標準。如果表面粗糙度不符合要求，要檢查模具型腔的表面質量和注塑工藝參數是否合適。

（二）尺寸精度檢測

量具選擇與測量方法

根據制品的尺寸大小和精度要求選擇合適的量具，如卡尺、千分尺、三坐標測量儀等。對于復雜形狀的制品，采用三坐標測量儀可以準確測量其尺寸和形狀誤差。

在測量尺寸時，要按照規定的測量點和測量方法進行操作，確保測量結果的準確性。對于批量生產的制品，要進行抽樣檢測，保證產品尺寸的一致性。

尺寸偏差原因分析

如果制品尺寸偏差超出公差范圍，要分析原因。可能是模具尺寸設計不準確、注塑工藝參數不合理（如注射壓力、保壓時間、冷卻時間等）、原料收縮率變化等因素導致。針對不同的原因采取相應的改進措施。

（三）性能檢測

力學性能測試

對制品進行拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度等力學性能測試，確保制品滿足使用要求。如果力學性能不達標，要檢查原料質量、纖維含量和分布情況、注塑工藝參數等因素。

在進行力學性能測試時，要按照相應的國家標準或行業標準進行試驗，保證測試結果的可靠性。

熱性能和化學性能測試

測試制品的熱變形溫度、維卡軟化點等熱性能指標，以及耐化學藥品性等化學性能指標。這些性能對于制品在不同環境下的使用穩定性至關重要。如果熱性能或化學性能不符合要求，要調整原料配方或注塑工藝參數。

綜上所述，加纖 PC 塑料注塑工藝是一個涉及多個環節和參數的復雜過程。從注塑前的原料準備、模具調試，到注塑過程中的溫度、壓力、速度控制，以及澆口和流道設計、冷卻脫模、制品后處理和質量檢測等，每個環節都相互關聯、相互影響。只有嚴格控制各個工藝細節，才能生產出高質量、符合性能要求的加纖 PC 塑料制品，滿足不同領域的應用需求。在實際生產中，要不斷積累經驗，根據具體的制品特點和生產條件，優化注塑工藝參數，提高生產效率和產品質量。