中国报告大厅网讯,塑料注塑试样制备的标准化是保障材料性能测试准确性的关键前提,而注塑机作为核心设备,其技术参数、操作规范与选型标准直接影响试样制备的重复性和再现性。2025年注塑机行业标准在原有基础上进一步优化完善,结合当前注塑机技术发展水平,明确了全循环注塑过程规范、操作参数设定方法及选型核心指标,其中涵盖锁模力不小于800kN、最大注射量83~170cm³等关键数据要求,为行业实践提供了科学依据。以下将结合聚丙烯注塑试样制备实例,详细解读标准修订核心内容及注塑机选型要点。以下是2026年注塑机行业标准分析。
一、注塑机全循环注塑过程的标准修订与优化
《2025-2030年全球与中国注塑机行业市场现状调研分析及发展前景报告》指出,注塑机的全循环注塑过程是试样制备的基础环节,其流程规范性直接决定熔体塑化效果与试样成型质量。原有标准中的全循环注塑过程示意图存在技术表述偏差,主要体现在冷却阶段螺杆位置状态及背压曲线呈现上,2025年行业标准对此进行了针对性修订,使流程表述更贴合注塑机实际工作原理。
修订前的示意图中,冷却阶段结束后进入开模合模阶段时,螺杆位置虚线仍呈逐渐上升状态,且保压时间后压力曲线归零,这与注塑机实际工作状态不符。注塑机在冷却阶段,螺杆旋转将料筒内物料熔融塑化并输入螺杆前端,熔体体积不断增加,表现为螺杆位置虚线上升;而当冷却过程结束进入开模合模阶段,模塑件被顶出,此时螺杆已完成塑化并处于静止状态,螺杆位置虚线应保持水平。同时,由于塑化和开合模过程中存在背压,压力曲线在保压时间后不能归零,修订后的示意图已明确修正这两处关键偏差,清晰标注了循环时间、注射时间、保压时间、冷却时间、开模时间等核心阶段,以及熔体压力和螺杆轴向位置的变化规律。
二、注塑机操作参数的标准化设定方法
2025年注塑机行业标准新增了注塑机操作参数设定规范,明确了塑化、注射、保压三个核心阶段的参数控制要求,通过科学设定参数可有效减少螺杆剪切作用对材料的影响,保证熔体性能稳定,提升试样制备的重复性。新增的操作参数主要包括塑化阶段的螺杆转速、塑化体积、螺杆回退量,注射阶段的转换体积、螺杆注射速度,以及保压阶段的垫料量。
塑化阶段,注塑机的背压和螺杆转速需精准匹配,以控制熔体性能;注射阶段通过将转换体积与塑化体积、螺杆回退量相结合,借助控制注塑机螺杆注射速度,实现熔体注射速率的标准化控制;保压阶段的垫料量应尽可能少,目的是减少热历史长的熔体体积,而塑化阶段的螺杆回退量以零为佳或尽可能小,避免影响熔体体积控制精度。经实践验证,按照该标准参数设定方法操作的注塑机,其试样制备的重复性和再现性水平显著提升,已在产品出厂检验、新产品开发等工作中广泛应用。
三、注塑机选型的核心指标与数据规范
标准明确要求,为制备具有再现性的试样以保证测试结果可比性,仅应使用往复式螺杆注塑机,注塑机需配备控制注塑条件的必要器件,这是试样制备对注塑机的最低要求。往复式螺杆注塑机因应用广泛,能实现塑化、保压、冷却和脱模的连续操作,保证每次注塑全循环时间一致,有利于提升熔体性能和模具温度等关键因素的控制水平。结合当前注塑机技术水平,选型需重点关注以下核心指标,各项指标均有明确数据支撑。
3.1 注塑机控制系统:优先选择全闭环控制类型
注塑机的控制系统直接决定参数控制精度,标准推荐使用全闭环控制的往复式螺杆注塑机,而非比例阀控制注塑机。全闭环注塑机可根据反馈信号准确控制压力、温度和速度等关键参数并实时显示,能满足试样制备对参数稳定性的严格要求,而比例阀控制注塑机不具备该精准控制功能,无法保障试样制备的一致性。
3.2 注塑机传动系统:液压式更适配长期稳定运行
当前市场上全闭环注塑机的传动方式主要有液压式和电动式两种,从技术指标来看,两者均能满足基本使用要求,但结合试样制备的特殊性和后期维护需求,液压式注塑机更具优势。电动式注塑机依靠螺杆施加保压压力,而注塑试样制备的保压时间较一般制品更长,且电动式注塑机对后期维护保养的要求高于液压式注塑机,因此标准推荐采用液压式注塑机作为试样制备的优选设备。
3.3 注塑机熔体温度测量装置:需配备喷嘴温度传感功能
注塑机通常具备4段或5段温度设定和显示功能,主要用于控制料筒内物料的熔融,但料筒温度设定值与喷嘴口实际熔体温度存在较大差异。为精准把控熔体温度,标准建议在购置注塑机时,要求安装喷嘴内温度传感器,通过直接测量喷嘴口附近的熔体温度,为参数调整提供更准确的依据,保障熔体塑化质量。
3.4 注塑机模腔内压力传感器:属选装功能且应用有限
模腔内压力传感器主要用于保压转换,属于注塑机的选装功能。经实验验证,仅依靠模腔内压力无法完全保证注塑阶段的注射速度控制,且模腔内压力自保压开始后呈逐渐下降趋势,该传感器不能提供试样制备所需的完整信息,因此并非试样制备用注塑机的必备配置。
3.5 注塑机锁模系统:锁模力不小于800kN
注塑机的锁模系统需提供足够锁模力,以保证试样制备过程中不出现溢料现象。对于制备A1型和B1型试样的ISO模具,最小锁模力与最大熔体压力Pmax相关,计算公式为FM≥6500×Pmax×10⁻³。例如,当最大熔体压力为80MPa时,最小锁模力为520kN,该压力可满足大多数聚合物材料的注塑试样制备条件。考虑到设备冗余,比最小锁模力增加50%为设备最大锁模力要求,因此注塑机锁模力不小于800kN,目前多数厂家生产的注塑机均能满足该锁模力要求。
3.6 注塑机最大注射量:推荐范围83~170cm³,优选95~105cm³
标准常规要求,模塑体积VM与注塑机最大注射量Vs之比(体积比)应在20%至80%之间,注塑机的最大注射量与螺杆直径和螺杆最大注射行程相关,以熔融试样的熔体体积表示。以聚丙烯树脂(熔体密度0.74g/cm³)制备A1、B1、D12和50mm×50mm×6mm四种试样为例,其模塑件平均质量、熔体体积数据如下表1所示。
测试洛氏硬度要求试样厚度不小于6mm,若按相关标准D1型试样的宽度和厚度60mm设计,模塑体积过大,因此设计为50mm×50mm×6mm规格。注塑机的最大注射量在83~170cm³范围内可满足ISO或GB标准的使用要求,其中170cm³的注塑机制备B1型试样时体积比为20%(下限),83cm³的注塑机制备50mm×50mm×6mm试样时体积比为80%。
从数据可看出,95~105cm³范围内的注塑机最大注射量能较好地满足需求,ISO标准试样的体积比接近50%,多数注塑机厂家均有该范围的机型。95cm³的注塑机制备50mm×50mm×6mm试样时接近体积比上限,因此制备上述试样的注塑机最大注射量建议不低于95cm³,其他未列举型号试样可按此方法确定适宜的最大注射量。
3.7 注塑机螺杆:优选适配材料的通用型规格
标准对注塑机螺杆未提出过多特殊技术要求,仅明确螺杆类型(长度、直径、螺纹高度、压缩比等)需适配所注塑的材料。由于螺杆类型直接影响试样塑化效果,进而对熔体性能和测试结果产生较大影响,因此需合理选择螺杆规格。结合注塑机最大注射量要求,适合试样制备的注塑机螺杆直径为30mm,长径比L/D不小于20。为保障试样制备的重复性和再现性,建议选择适配所注塑材料的通用螺杆,以真实反映产品实物质量。
四、全篇总结
2025年注塑机行业标准的修订与完善,进一步规范了塑料注塑试样制备过程中注塑机的操作要求与选型标准,为提升试样制备质量和测试结果准确性奠定了基础。核心总结如下:一是推荐采用全闭环控制的注塑机,其精准的参数控制能力可保障试样制备的一致性;二是传动系统优先选择液压式注塑机,更适配试样制备的长期稳定运行和后期维护需求;三是注塑机需配备熔体温度测量装置,建议安装喷嘴内温度传感器以精准把控熔体温度;四是注塑机最大注射量需根据试样类型确定,83~170cm³范围内可满足标准要求,试验用标准模具优选95~105cm³(配套30mm直径螺杆)的机型;五是注塑机锁模力不小于800kN,可有效避免试样制备过程中出现溢料;六是需选择适配注塑材料的通用螺杆,减少螺杆技术差异对测试结果的影响。总体而言,遵循2025年注塑机行业标准要求,科学选择和操作注塑机,可显著提升塑料注塑试样制备的标准化水平,为材料性能测试工作提供可靠保障。
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