關于注射與保壓，你理解多少？

??理論是從實踐歸納出來，在注塑工藝上亦是這樣。

??1950年代開始使用注塑機時，吾人是用注射壓力來填充模腔的。后來進展到兩段注射，而第二段注射便是“保壓”的前身。

??將注射及保壓分開，是因為它們的作用不同，速度及壓力的重點不同。尤其是在優質注塑，薄壁注塑，T-模的應用等，有必要將兩者區分出來。 ?注射的作用

??注射的作用是填滿模腔及施加壓力，將模腔及模芯的形狀，就算是最細微的地方，轉寫到熔融上。

??當模腔未填滿前，注射壓力（從壓力表讀出）是很低的，因為只要克服噴咀、流道及模腔內熔融流動的阻力便可。這情況持續到模腔填滿100%為止。

??還要弄清楚，注塑機的壓力控制只是壓力上限控制，如某注射段的壓力設置為90 bar，只代表此段壓力不能超過90 bar，但在90 bar以下是哪個壓力，是由熔融阻力決定的。這個壓力可以在注射時從壓力表讀出。

??故此，在模腔未填滿前，注塑機并不能以壓力來控制，而只能用速度來控制。壓力源自阻力，而阻力是不由注塑機去控制的。

??注塑出來的產品穩定性與注射速度的穩定性則息息相關。全閉環注射都是以每段注射要達到指定的注射速度為目的。 ??

??注射段的壓力設置，請采用系統壓力，就是如140 bar或160 bar的最高壓力。有足夠的壓力才能保證注射時能控制速度。由于模腔未滿，高的壓力設置不會是產生毛邊的原因。 ? ?模腔填滿后不代表注射過程就結束，還要擠壓。 ?擠壓

??其實注射與其它成型方法最不同之處便是奇高的注射壓力。此壓力通常是在1000到2000 bar之間。要知道在地球上最深的深淵底，水壓也未及2000 bar。就是這么大的注射壓力在模腔填滿后的擠壓，才能將小到CD片上信息及『鏡面』的光澤轉寫到熔融去。

??擠壓是靠熔融的壓縮量及螺桿繼續注射而產生的，亦可看成為超滿充填，相當于模腔容積的幾個百分點的熔融在模腔填滿后再被擠進去，使壓力驟升。擠壓段其實就是最后一段注射，只有擠壓段需要控制注射壓力，設置一個上限，以防止毛邊的產生。擠壓結束，便轉到保壓。這個螺桿位置稱為『保壓點』，是在電腦屏幕上設置的。

??保壓的作用

??保壓的作用是當其熔融冷卻/固化收縮時，保持一個壓力，繼續注入熔融來填補收縮的空間，減少或避免凹痕的產生。

??保壓段的設定壓力不能超過擠壓段的設定壓力，否則毛邊有可能在保壓段產生。

??多段的保壓壓力是每段下降的，而理想的下降是線性漸降，非階級性下降，以配合漸漸收縮的實際需要。

??由于收縮緩慢，螺桿的前進速度亦是緩慢的，如2%的速度便足夠了。注塑機的節能，主要是在保壓時將泵的流量調低到如3%，與流量永遠是100%的定量泵比，便節省了97%。保壓時間越長（壁厚超大），節省的電耗便越多。

??從此可知，保壓時只需控制壓力而不能控制流量，因收縮率是不由注塑機去控制的。這是與注射前段剛好相反的。

??關于保壓時間多長，當生產重量不再上升，或凹痕可以接受時，保壓便可以停止。下一步便是塑化。它與『冷卻時間』是同時開始的。 ?判斷模腔填滿

??可以說『保壓點』是分開注射(含擠壓)及保壓的螺桿位置。操作員要設置保壓點, 就是找出模腔填滿時的螺桿位置, 有以下三種方法。

??1 、理論計算。

??如 d = 螺桿直徑， s = 螺桿行程，w = 塑件總重量（含冷流道重量），g ? ?ρ= 塑料的室溫密度，g/cc ? ? w可以這樣子表達 ? ? w = (πd2) / (400) × s / 10 × 0.85 × ρ ? ? 其中0.85是個系數。 ? ? 故 ?s = (4000w) / (0.85ρπd2) = (1497.9w) / (ρd2) 而保壓點， h = p - s ?，p = 塑化完的螺桿位置

??2.當模腔填滿時，螺桿前進的速度會驟然降下來。

??這可以從注塑機螺桿位置的（機械）指針在注射及保壓時觀察出來，并從指針后面的紙尺讀出慢下來一剎那的螺桿位置。將這個位置設定為『保壓點』值。

??3.在注射及保壓時，觀察系統壓力表。

??當模腔填滿時，油壓壓力驟升。此時觀察員喊出來，由另一位觀察員讀出指針或電腦顯示的螺桿位置。將這個位置設置為『保壓點』值。這個方法只適宜于注射速度慢的厚壁注塑。

??壓力控制還是速度控制？

??總結以上幾點，注射、擠壓、保壓的控制，表列如后。注射段以螺桿位置分隔最常見，而保壓段只能以時間來分隔。

??注塑機操作

??從操作的層面，注射與保壓有如下相同之處。

??1. 除非使用注射伺服閥，注射方向閥在注射及保壓時都是打開的，其間不會關閉（當然亦不會轉向）。

??2. 在一般電腦屏幕上，注射及保壓均有速度及壓力控制。

??3. 注射的分段，雖然以螺桿位置區分最為準確，但亦可用時間區分，（稱為時間注射）與保壓的分段相同。

??故有些操作員根本不使用保壓段而使用注射的后段或后幾段做保壓。在簡單的注塑，如兩段注射及兩段保壓的情況下，是可以的，如下圖所示，但在較高檔的應用、優化及概念上會有問題。

??注意如注射三及注射四選用了時間注射，這亦限制了注射一及注射二（擠壓段）亦只能采用時間注射，而不能用較精確的位置注射來區分。 ? ?電腦注塑機都會有以下兩個功能。

??1. 在『位置+時間』模式下，可指定注射時間上限。注射上限時間到后螺桿還未到保壓點，過程還是會轉到保壓。這在多腔注塑時有模腔的流道堵塞便會出現。不采用保壓段時，便用不上此模式，只能用時間注射。

??2. 在『保壓點』前后的范圍外有兩個報警區，螺桿未到位區稱為欠注區，螺桿過了保壓點的稱為溢料區。兩者都有機會產生廢品，通知操作員于以處理。不采用保壓段亦用不上此功能。 ??

???如電腦能提供保壓段的線性漸降壓力，不采用保壓段便用不上此功能了。

??精密及薄壁注塑都會采用閉環控制。閉環控制只允許注射段用速度控制，配擠壓段的壓力上限控制，而保壓段則用壓力控制。

??歐美的注塑機/電腦都不設注射前段的壓力控制，只設擠壓段的壓力控制。這樣便避免了用注射來作保壓的可能。

??節能

??就算注塑機是配了節能的變量泵或變頻器，如果保壓段的流量設置為高（＞3%），節能效果便降低。

??總結

??多段注射及保壓的參數很多，沒有理論基礎的話，盲目設置而找到優化的參數是個很長的過程。注射是速度主導，擠壓及保壓是壓力主導的理論，能將設置的參數減半。這些理論當然是閉環注射所必須的。明白擠壓理論，便能知道如何解決毛邊問題。了解保壓點的重要性，便能調出穩定的注塑。明白保壓理論，便知道如何解決凹痕問題。當然，亦能做出節能的設置。