一、原料準(zhǔn)備

1.1 材料選擇

能用于精密注塑的工程塑料，需具備力學(xué)性能高、尺寸穩(wěn)定、抗蠕變性能好以及耐環(huán)境應(yīng)力開裂等特性。常見材料如聚碳酸酯（PC），其具有良好的機(jī)械性能、高透明度和耐熱性，尺寸穩(wěn)定性佳，常用于制造光學(xué)鏡片、電子電器外殼等精密部件；聚甲醛（POM），具有高剛性、低摩擦系數(shù)和出色的耐疲勞性，在精密齒輪、精密機(jī)械零件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 。選擇材料時，需依據(jù)制品的具體使用要求、性能指標(biāo)等綜合確定。

1.2 干燥處理

多數(shù)塑料顆粒易吸濕，水分的存在會在注塑過程中引發(fā)諸多問題，如制品表面出現(xiàn)銀絲、氣泡，力學(xué)性能下降等。以尼龍（PA）材料為例，其吸濕率較高，注塑前必須進(jìn)行充分干燥。一般采用熱風(fēng)循環(huán)干燥機(jī)，將干燥溫度設(shè)定在 80 - 120℃，干燥時間根據(jù)材料特性和顆粒含水量確定，通常為 2 - 4 小時，確保水分含量控制在 0.1% 以下，以保證注塑過程順利進(jìn)行及制品質(zhì)量。

二、模具設(shè)計與制造

2.1 模具精度設(shè)計

精密注塑模具要切實符合制品尺寸、精度及形狀要求。模具型腔尺寸需根據(jù)塑料制品尺寸加上所估算的收縮率精確計算。收縮率不僅與模具的澆口形式、澆口位置與分布有關(guān)，還和工程塑料的結(jié)晶取向性（各向異性）、塑料制品的形狀、尺寸、到澆口的距離及位置密切相關(guān)，同時受模具冷卻分布系統(tǒng)影響。例如，對于形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的精密注塑件，模具型腔的制造公差需控制在 ±0.005mm 以內(nèi)，表面粗糙度達(dá)到 Ra0.1 - 0.05μm，以確保注塑件的高精度。

2.2 澆口設(shè)計

澆口形式和位置對注塑件質(zhì)量影響顯著。常見澆口形式有針點澆口、側(cè)澆口、潛伏澆口等。針點澆口適用于外觀要求高、尺寸精度高的精密注塑件，它能實現(xiàn)自動切斷澆口，澆口痕跡小，但流動阻力較大，需較高注射壓力；側(cè)澆口加工方便，適用于多種塑料制品，在設(shè)計時需注意澆口位置和尺寸，避免產(chǎn)生熔接痕、噴射紋等缺陷；潛伏澆口隱藏在模具內(nèi)部，不影響制品外觀，常用于小型精密注塑件。澆口位置應(yīng)使塑料熔體在模腔內(nèi)均勻填充，避免出現(xiàn)流動不平衡、困氣等問題，例如對于圓形塑料制品，澆口可設(shè)置在圓心位置，以保證熔體均勻向四周流動。

2.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計

模具溫度對成型收縮率影響很大，必須使模具保持在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，且溫度不隨時間變化而變化，多型腔模具各型腔間溫差也不得變化。冷卻系統(tǒng)設(shè)計要確保冷卻均勻，防止因冷卻不均導(dǎo)致制品變形。一般采用循環(huán)水冷卻，冷卻水道應(yīng)圍繞型腔均勻分布，保證冷卻水流速和流量穩(wěn)定。對于大型精密注塑模具，可采用分區(qū)冷卻方式，針對不同部位的熱量分布，調(diào)整冷卻水流速和溫度，如在制品壁厚較厚、熱量集中的區(qū)域，增加冷卻水道數(shù)量或提高水流速度，以提高冷卻效率，減小收縮變形。

2.4 模具制造工藝

模具制造過程中，需采用高精度加工設(shè)備和先進(jìn)工藝。電火花加工可用于制造復(fù)雜形狀的模具型腔，精度可達(dá) ±0.01mm；線切割加工能精確切割出微小的模具零件，加工精度可達(dá) ±0.005mm；磨床加工用于保證模具表面的平整度和光潔度，平面度誤差可控制在 ±0.002mm 以內(nèi)。此外，模具制造完成后，需進(jìn)行嚴(yán)格的檢測和調(diào)試，確保模具精度、尺寸符合設(shè)計要求，通過試模對模具進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以滿足精密注塑生產(chǎn)需求。

三、注塑工藝參數(shù)設(shè)定

3.1 注射速度

注射速度影響塑料熔體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)。對于簡單模具和薄壁制品，可采用快速注射，能在短時間內(nèi)填充模腔，提高生產(chǎn)效率，防止熔體在模腔內(nèi)冷卻過快導(dǎo)致填充不足，但速度過快可能產(chǎn)生噴射紋、困氣等缺陷；對于大型復(fù)雜模具，一般采用分段注射，如一段采用慢速填充到產(chǎn)品澆口，速度壓力分別在 30%、40bar 以下，以平穩(wěn)填充澆口，避免熔體沖擊過大；二段注射到前模凸起區(qū)域，采用中速中壓，使熔體均勻填充復(fù)雜部位；三段快速填充到產(chǎn)品的百分之九十五，保證模腔快速充滿；四段慢速緩沖，進(jìn)入保壓狀態(tài)，防止熔體過度填充導(dǎo)致制品飛邊、變形等問題。注射速度的選擇需根據(jù)產(chǎn)品尺寸、模具結(jié)構(gòu)和塑料材料特性綜合確定。

3.2 保壓時間與壓力

保壓的目的是在制品冷卻收縮過程中補(bǔ)充塑料熔體，防止制品因收縮產(chǎn)生縮痕、空洞等缺陷，保證制品尺寸精度。保壓壓力一般低于注射壓力，通常為注射壓力的 60% - 80%，具體數(shù)值需根據(jù)制品尺寸、壁厚、塑料材料收縮率等因素調(diào)整。保壓時間也至關(guān)重要，時間過短，制品收縮得不到充分補(bǔ)償，尺寸精度難以保證；時間過長，會增加制品內(nèi)應(yīng)力，延長生產(chǎn)周期。例如對于壁厚 2mm 的塑料制品，保壓時間一般在 10 - 20 秒，通過試模和實際生產(chǎn)經(jīng)驗進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3.3 注射壓力

精密注塑常采用高壓或超高壓注射，以提高塑件的密實度，減小收縮變形，保證制件精度。注射壓力大小取決于塑料材料的流動性、制品形狀和尺寸、模具流道系統(tǒng)等因素。對于流動性差的塑料材料，如增強(qiáng)型工程塑料，需要更高的注射壓力來保證熔體順利填充模腔；對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、流長比大的制品，也需較大注射壓力。注射壓力一般在 100 - 200MPa 之間，在實際生產(chǎn)中，通過調(diào)整注射壓力，觀察制品成型情況，如是否有短射、飛邊等缺陷，逐步優(yōu)化確定最佳注射壓力值。

3.4 射膠溫度

射膠溫度即塑料熔體溫度，對塑料的流動性和制品質(zhì)量影響很大。溫度過高，塑料易分解、變色，制品力學(xué)性能下降，還可能產(chǎn)生氣泡、銀絲等缺陷；溫度過低，塑料流動性差，難以填充模腔，導(dǎo)致制品缺料、表面粗糙度增加。不同塑料材料有其適宜的射膠溫度范圍，如聚丙烯（PP）的射膠溫度一般在 180 - 230℃，聚碳酸酯（PC）的射膠溫度在 270 - 320℃。在生產(chǎn)過程中，需根據(jù)塑料材料特性、制品形狀和尺寸等，通過注塑機(jī)的溫度控制系統(tǒng)精確設(shè)定和調(diào)節(jié)射膠溫度，保證注塑過程順利進(jìn)行和制品質(zhì)量穩(wěn)定。

3.5 模具溫度

模具溫度對制品的成型質(zhì)量有重要影響，它影響塑料熔體的充模流動、冷卻速度和結(jié)晶程度等。精密注塑要求模腔表面溫度變化控制在 ±1℃之內(nèi)。對于結(jié)晶性塑料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，較高的模具溫度有助于塑料結(jié)晶均勻，提高制品的尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能，但溫度過高會延長冷卻時間，降低生產(chǎn)效率；對于非結(jié)晶性塑料，如聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，模具溫度主要影響熔體的充模和冷卻速度，合適的模具溫度可使制品表面光滑，減少內(nèi)應(yīng)力。通過模具的加熱或冷卻系統(tǒng)，如電加熱棒、循環(huán)水冷卻等方式，精確控制模具溫度在適宜范圍內(nèi)。

四、注塑設(shè)備選擇

4.1 注射系統(tǒng)精度

精密注塑機(jī)的注射系統(tǒng)精度至關(guān)重要，它直接影響注塑量的控制精度和制品的尺寸精度。螺桿的直徑、長徑比、計量精度等參數(shù)需根據(jù)制品大小、塑料材料特性選擇。例如，對于小型精密注塑件，宜選用螺桿直徑較小、長徑比較大的注塑機(jī)，以提高塑料的塑化質(zhì)量和計量精度，保證每次注射量的準(zhǔn)確性，計量精度一般要求控制在 ±0.5% 以內(nèi)。同時，注射系統(tǒng)的壓力控制精度也需滿足精密注塑要求，壓力波動范圍應(yīng)控制在較小范圍內(nèi)，如 ±1MPa，以確保在注射過程中壓力穩(wěn)定，保證制品質(zhì)量一致性。

4.2 鎖模系統(tǒng)剛性

鎖模系統(tǒng)要具備足夠的剛性，以防止在注塑過程中因模具變形導(dǎo)致制品飛邊、尺寸偏差等問題。鎖模力需根據(jù)模具大小、制品投影面積和注射壓力等因素計算確定，一般精密注塑的鎖模力計算公式為：鎖模力（kN）= 制品投影面積（cm2）× 注射壓力（MPa）× 安全系數(shù)（1.2 - 1.5）。對于大型精密模具，鎖模系統(tǒng)的剛性尤為重要，采用高強(qiáng)度的模板、拉桿等部件，提高鎖模系統(tǒng)的整體剛性，減少模具變形量，保證制品精度。

4.3 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性

注塑機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)具備高穩(wěn)定性和精確的控制能力，能對注射速度、壓力、溫度、保壓時間等工藝參數(shù)進(jìn)行精確控制和實時監(jiān)測。先進(jìn)的控制系統(tǒng)采用數(shù)字化控制技術(shù)，具有良好的人機(jī)交互界面，操作人員可方便地設(shè)定和調(diào)整工藝參數(shù)，系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)定值自動調(diào)節(jié)注塑過程，保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和一致性。同時，控制系統(tǒng)還應(yīng)具備故障診斷和報警功能，及時發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程中的問題，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。

五、后處理工藝

5.1 退火處理

注塑制品在成型過程中會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在可能導(dǎo)致制品在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)變形、開裂等問題。退火處理是消除內(nèi)應(yīng)力的有效方法，將制品放入烘箱中，在一定溫度下保持一段時間，然后緩慢冷卻。退火溫度一般低于塑料的熱變形溫度 10 - 20℃，保溫時間根據(jù)制品厚度和材料特性確定，通常為 0.5 - 2 小時。例如，對于厚度 3mm 的聚碳酸酯制品，退火溫度可設(shè)定在 120℃，保溫 1 小時，通過退火處理，可有效消除內(nèi)應(yīng)力，提高制品尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能。

5.2 調(diào)濕處理

部分吸濕性塑料，如尼龍（PA）制品，在成型后需進(jìn)行調(diào)濕處理。調(diào)濕處理能使制品吸收一定水分，達(dá)到平衡含水量，穩(wěn)定制品尺寸，同時提高制品的韌性。將制品放入熱水或濕度較大的環(huán)境中，處理時間和濕度根據(jù)材料和制品要求確定。如尼龍 6 制品，可在 90 - 100℃的熱水中浸泡 2 - 4 小時，使制品達(dá)到吸濕平衡，改善制品性能。

5.3 表面處理

為提高精密注塑件的表面質(zhì)量和外觀效果，常進(jìn)行表面處理。常見表面處理方法有拋光、電鍍、噴漆等。拋光可去除制品表面的微小瑕疵、劃痕，提高表面光潔度，分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和電解拋光等，根據(jù)制品材料和表面要求選擇合適的拋光方法；電鍍能在制品表面形成金屬鍍層，提高制品的裝飾性、耐腐蝕性和導(dǎo)電性等，如鍍鉻、鍍鎳等；噴漆可賦予制品各種顏色和特殊的表面效果，增強(qiáng)制品的美觀性和防護(hù)性能，在噴漆前需對制品表面進(jìn)行預(yù)處理，確保漆層附著力良好。