2020年 第46卷·21·作者简介：陶永亮（1956-），男，教授级高级工程师，主要从事注塑模成型及加工工艺应用研究。 收稿日期：2020-03-11
注塑成型过程一般需要经历合模、注塑、保压、冷却和开模等五个阶段
[1]
。其中注塑过程对最终产品
品质影响最大，在注塑阶段，射胶位置的设定是首当其中。在射胶位置确定后，每一个射胶段里有射胶压力和射胶速度的设定，并根据塑件表面质量要求，必要对射胶压力和速度的调整。注塑机射胶位置是基于电子控制技术和位移传感器的引入 [2]
，一改过去一腔
注塑满，很难进行工艺调整的局面、或者射胶位置设置多数人员都是凭多年的经验，在试模时慢慢设置， 慢慢调整，最后射胶位置设定好了，结果是试模的废品一大堆，不符合企业成本管理。本文结合案例简述注塑过程中注射阶段射胶位置计算方法，供现场注塑工艺人员分享。 1 前照灯配光镜基本概况
1.1 产品介绍
前照灯配光镜（也称灯罩外壳）产品是用于长安铃木雨燕微车YN5前灯组合的灯罩，它安装在车的前面，起着照明和装饰的作用，以美化整个汽车效果。前灯配光镜用工程塑料PC 制作，其如图1所示。
PC 具有较好的透光率，折射率等优点和较好的机械性能是前灯配光镜的首选材料。单件投影面积70 000 mm 2 样子。厚度均为2~2.5 mm ，透光率不能低于90%，户外30 000 h （接近3.5年）后透光率不能低于85%，塑件具有良好耐温（-40~100 ℃）, 耐酸，耐候性，在户外三万小时不变黄。前照灯是在裸装着
车上，经历刮风下雨，太阳高温日晒，酸雨等，环境相当恶劣，考虑在注塑产品件成型后进行镀膜处理，
具体镀膜为镀硬膜和镀耐候膜。
图1 YN5前照灯配光镜示意图
塑件表面质量很高，不准有发黄，有熔接痕，银丝，气泡，震纹，雾晕，白烟等缺陷，塑件还有进行镀膜处理，增加表面耐候性和硬度，塑件外表面比较大，形状呈异形状态，给成型带来了一定的难度。
1.2 材料选择
配光镜用料是透明聚碳酸脂PC 料，聚碳酸酯是分子主链中含有—[O—R—O—CO]—链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同，可分为脂肪族、脂环族、脂肪—芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚 A 型聚碳酸酯为最重要。由于聚碳酸脂其优良的机械性能，俗称防弹胶。PC 具有机械强度高、使用温度范围广、电绝缘性能好（但防电弧性能不变）、尺寸稳定性好、透明性好等特点被广泛使用于仪器仪表零件和灯具外壳。根据产品要求，选择了帝人PC ；聚碳酸酯Panltie L -1225Z （100K )、
注塑过程中注射阶段射胶位置计算方法
陶永亮1，田原2，周宗杰
2
(1.重庆川仪工程塑料有限公司，重庆 400712；2. 华域视觉科技(重庆)有限公司，重庆 401122）
摘要：注塑过程中注塑射胶位置一般靠有经验的工艺人员用试模调整方法获得，但会有很多的材料浪费。本文以生产中的灯具配光镜为实例，描述设备选择要求，重点讲述射胶位置的分析和计算过程，明确了射胶位置的计算、设定和调整在注塑工艺中的重要意义，同时也是注塑压力、注塑速度设定和调整重要之处。射胶位置计算方法具有一定的可操作性。
关键词：注塑工艺；射胶位置；计算方法；缺陷调整；提高效益中图分类号：TQ320.662
文章编号：1009-797X(2020)16-0021-04
文献标识码：B DOI:10.ki.rpte.2020.16.005
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标准规格（冰）材料进行生产。材料颜带蓝影影（冰），材料有室外耐候 UV-stabilized，能满足产品要求。
1.3 设备选择
模具是一出二的，中心侧浇口进料，热流道进料，如图2所示。对其进行锁模力计算，锁模力计算公式[3]：
F0≥F=P模A分×100
F0——注射机的公称锁模力；
P模——模内平均压力（型腔内熔体平均压力MPa）；
A分——塑件，流道，浇口在分型面上投影面积之和，cm2；
F—— 注射压力在型腔内所产生的作用力，N。
P模按模内平均压力中等黏度塑料和精度要求制品查得34.3（M P a)[4]，模内平均压力试验制品尺寸为（长×宽×高）371×271×53 mm，壁厚2.5时测得数据[5]，其投影面积远远大于本产品投影面积，在本产品实际设计中可用34.3的80%为27.36 MPa。
A分=（产品投影面积×2）+浇口流道等投影面积=(700×2)+200=1 600 cm2
F=P模A分×100=27.36 MPa×1 600 cm2×100=4 377 600 N=4 344 kN
选择海天注塑机型号：SA10000/8400U，螺杆型号：B-D110 螺杆直径Φ110 mm，锁模力10 000 kN 注塑容量4 847 cm3，完全能满足产品注塑要求。
模温机：选择三台油温机调节温度最高在120~ 140 ℃，以保证注塑工艺调节。
2 注塑量位置计算
根据理论注射容量＝(注塑机)料筒截面积×螺杆行程，计算设备螺杆行程（也称料筒长度）。
设备螺杆有效行程计算：
S=注塑容量/螺杆截面积=4 847 cm3/(3.14×112 /4)=51.02 cm =510 mm 。
螺杆有效最大行程在有的设备中有直接表示出来，有的设备没有表示出来的，需要做计算的。
注塑量位置计算:
注塑机在有效行程出质量=注塑容量×PC材料密度=4 847 cm3×1.2 g/cm3=5 816 g。
上面两项是对注塑机螺杆行程，注塑PC时设备的最大射出质量，最大射出质量是理论值，在实际中还要考虑注射效率系数。
注射重量= 注射容量×原料的熔融密度×注射效率系数；
原料的熔融密度=原料相对密度/1.05=PC材料密度1.2 g/cm3 /1.05=1.141 86 g/cm3。
注射效率系数一般取0.86[6]。
注射重量=4 847 cm3×1.141 86 g/cm3×0.86=4 764 g这个重量是设备加工PC时最大注塑重量。
注塑机在单位行程的注塑质量［7]:
510/5 816=0.087 7(mm/g)即在1 g PC料有0.087 7 mm行程。
配光镜产品为一模出两件，左右各一模。总重量为929 g，其中浇口重量34 g，两件产品重895 g, 929 g重产品射胶位置:
929×0.087 7=81.5 mm
假设垫料量为18.5 mm，故溶胶停止位置为81.5+ 18.5=100 mm 。
射胶第一段设定位置为料头质量为34 g
射胶第一段行程：
34×0.087 7=3 mm
射胶第一段设定位置：
100-3=97 mm（浇口段）
射胶第二段设定位置为产品质量的95%，即：
95% ×895=850.3 g
射胶第二段行程：
850.3×0.087 7=74.6 mm
射胶第二段设定位置：
97-74.6=22.4 mm （全部产品成型段）（即射出的尾端，是案例中射出五段位置）
射胶最后段设定位置为产品质量的5%，即：
5% ×895=44.75 g
射胶最后段行程：
44.75×0.087 7=3.92 mm
射胶最后段设定位置：
22.4-3.92=18.48 mm（保压段）
与垫胶量18.50 mm基本吻合。注塑到最后段为产品质量的5%，以位置进行切换保压。在实际生产中射胶第二段行程往往会被分解为两段，形成三、四级射胶，特别是要求高产品，更需要多级射胶去完成的。
射胶第三、四段设定位置为产品质量第二段时重量850.3 g进行分成三段和四段的重量，三段和四段
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第46卷第16期·22·
的重量，根据产品表面要求进行自由设定，本案设定三段重量为680 g、四段重量为580 g。
射胶第三段行程：
680×0.0877=59.7 mm
射胶第四段行程：
580×0.0877=50.8 mm
射胶第五段行程：22.4 mm ，取23 mm（前面有说明）；射出终止（六段）18.48 mm，取18 mm(前面保压段有说明）。
对工艺进行多次试验，根据上述的计算，对六级实际走胶的位置，再联系实际情况进行微调，直至到选择的位置，最后调整和确定其他参数（压力、速度参数供参考），如表1所示。
表1 参数表
射出起始位置/mm压力/MPa速度/(g.s-1）射出一段9712028
射出二段7513034
射出三段6013545
射出四段5014050
射出五段2313540
射出终止1813030
现有的设备上已经有六级的射胶供选择，将射胶第二段行程74.6 mm，分成射出三到射出五，进行分级注塑，便于消除成型中的缺陷。
注塑射胶位置的计算需要工艺人员在平时对不同材料加工时，对每克材料所需要螺杆的行程有较明确的记录，到时候可以直接选用。在实际生产中，多数工艺人员通过短射法来确定射胶位置，或者先设定一些位置再通过注塑产品后来调整，这两种方法都要用材料进行调试，逐步到比较合适的位置，对无论有否实践经验的人员都是一种考量，每个单位对工艺人员调试车用料的考核都是很严格的，工艺人员先对射胶位置进行分析后计算，进行设定可以减少一些材料浪费。
注塑工艺中注塑压力和注塑速度都是建立在射胶位置的基础上进行有针对性的设定或调整。没有射胶位置的设定注塑压力和注塑速度都是徒劳的。对于表面要求严格，形状奇异，结构复杂的产品（如图2所示），是通过射胶位置的设定，结合压力和速度的调整，来解决注塑中出现的缺陷，由此射胶位
置设定在整个注塑工艺起着重要的作用[8]。
图2所示的汽车后灯灯体，PC+ABS材料制作，左右对称。灯体表面需要镀铝处理，对毛坯的要求很
高。像这样结构复杂，形状奇异，最容易出现熔接痕、排气不良等缺陷，为消除缺陷，利用射胶分段、结合压力和速度调整。根据设备上的六段，在产品上也是分六段。一段为浇口，二段为螺钉安装面，三、四、五段最重要的成型段，也是消除缺陷主要分布位置，末端是个较平正面。对产品不好分段可用工具割开，称每段的重量，进行射胶位置的计算、设定和调整，
能够达到消除缺陷的目的。
图2 汽车后灯灯体示意图
3 结束语
注塑过程中射胶位置的确定是借助电子控制技术和传感器技术的引入，注塑机电子控制技术20世纪80年代初由日本最先应用，我国从90年代初应用于注塑机控制部分。目前，射胶位置的确定靠分析靠计算得来的较理想的位置，同时也给注塑压力和速度调整带来了方便，由于计算较繁琐，计算方法使用的人员不是很多。随着计算机技术引入到注塑机控制中，智能技术引入[9]，在不久的将来CAE模流分析技术引入到注塑机控制系统中，射胶位置位置的计算就不需要人工计算了，只要输入塑件的3D模型，让系统给出射胶位置分段和注塑工艺，减少报废，提高效益，指日可待[10]。
参考文献：
[1] 王立敏，朱成杰，于景贤，等.注塑过程中注射保压阶段最小
运行时间控制方法[J]. 工程塑料应用，2016，4(4):53~56. [2] 陶永亮.直线位移传感器在注塑机上的应用[J].电子科技，
2012,25(10):134~137.
［3-4] 谭雪松.林晓新.温丽.新编塑料模具设计手册[M]. 北京：人民邮电出版社，2007.11:245~246.
［5] 李秦蕊.塑料模具设计[M]. 西安：西北工业大学出版社，1991.7:113~114.
[6] 注塑机理论注射容量怎么计算转换为注射重量[2015-10-25]
/q/1478031687724133.
［7-8］崔继耀.谭丽娟.注塑成型技术难题解答[M].北京：国防工业出版社，2007.6:20~26.
[9] 陶永亮.注塑过程智能控制方法及应用实例[J].橡塑技术与装
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[10] 陶永亮，姚科.注塑工程控制技术和智能化发展趋势[J].工业
控制计算机，2019,32(4):17~20.
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2020年第46卷·23·
第46卷 第16期
·24·
Injection position calculation in injection molding process
Tao Yongliang 1, Tian Yuan 2, Zhou Zongjie 2
(1. Chongqing Chuanyi Engineering Plastics Co.LTD., Chongqing 400712, China; 2. HASCO Vision Technology (Chongqing) Co.LTD., Chongqing 401122, China)
Abstract: In the process of injection molding, the injection position is usually obtained by experienced technicians by means of trial mold adjustment, but there will be a lot of material waste. Taking the light distribution mirror in production as an example, this paper describes the requirements of equipment selection, focuses on the analysis and calculation process of injection position, and clarifies the important significance of calculation, setting and adjustment of injection position in injection molding process, as well as the setting and adjustment of injection pressure and injection speed. The calculation method of injection position has certain operability.
Key words: injection molding process; injection position; calculation method; defect adjustment; improving benefit
(R-03)
纳米纤维素复合材料的新型复合技术前景广阔
The new composite technology of nano-cellulose composite materials has a bright future
普渡大学的一个创新团队希望其新技术能够为利用可持续纤维素纳米材料用于汽车、食品包装和其他制成品提供一个更有利于商业的选择。普渡大学团队开发了一种新的方法，让制造商可以使用从植物物质中提取的纳米纤维素。通常在处理纳米纤维素时，会在混合物中加入溶剂或其他分散剂，以改善材料在聚合物中的分散性。普渡大学工程学院材料工程教授Jeffrey Youngblood 说：“对于制造商来说，这些方法可能非常昂贵，因为制造商必须增加额外的工艺和机械，以符合可能受溶剂使用影响的排放标准。”
普渡大学的创新者们发明了一种方法，将纳米纤维素混合到聚合物材料的添加剂中，例如增塑剂，然后将混合物复配到聚合物中，而不是直接混合它们。该技术可应用于多种聚合物，包括汽车工业用聚酰胺、食品包装用聚乳酸(PLA)和乙烯-乙烯醇(EVOH )共聚物。它使纳米纤维素能够很容易地被挤出或注塑成具有更好的性能、更可持续的有用产品。
Youngblood 说：“我们发明了一种方法，用聚合物中通常含有的添加剂作为‘溶剂’，在熔融加工过程中
分散纳米纤维素。通过这种方式，我们仍然能拥有增加的性能，但没有制造过程中需要额外减排的部分。这使得使用可生物降解的纳米纤维素的过程也更加可持续。”
Youngblood 说，普渡技术用于大规模聚合物生产的主要优势是纳米纤维素无溶剂复合成聚合物，以及亲水性纳米纤维素和疏水性聚合物的均匀混合。
创新者与普渡研究基金会技术商业化办公室合作，为该技术申请专利。他们正在寻更多的合作伙伴，以及对该技术授权感兴趣的人。
摘编自“中塑在线”
(R-03)
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