射出成型過程中壓力與流量的關係
2025-10-24
機器的運轉是由壓力還是流量引起的？它們之間有什麼關係？
事實上，機器本身的運動就是克服阻力的運動。也就是說，為了使機器運轉，它必須先提供略大於（略等於）阻力的動力，這種動力被稱為作用在機器上的壓力。 射出成型 機器只有在獲得這種力的情況下才能運轉，而運轉的速度快慢取決於流量，流量是動力的來源。克服阻力後，流量越大，運轉速度越快；同時，運轉速度越快，阻力也越大。因此，可以說運動本身就是在尋求動力與阻力之間的平衡點。
注入與保壓過程中流量與壓力的關係：
塑膠注射 填充是指熱材料流入模腔的過程。理論上，如果不考慮產品表面缺陷和模具因素，填充速度越快越好。
然而，由於熱料流動過程中不可避免地會產生阻力（模腔內的壓力），這種模腔內壓力阻力的存在，是因為機器必須提供大於或等於該阻力的動力（注射時的液體壓力），才能將熱料注入模腔。換句話說，注射動作也是克服阻力的動作。
有些人可能會問，這種壓力從注射開始到結束是否保持不變？
絕對不是，即使是勻速注射（也稱為單級注射）也是如此。隨著材料填充型腔，接觸面積不斷擴大，這意味著受力面積持續增加。因此，勻速注射過程中註射壓力也會改變。在非單級注射中，注射壓力同樣會持續變化，因為除了受力面積的變化外，材料的填充速度也會改變。
我相信有些人可能會感到困惑。我該如何設定注射壓力？
實際上，設定注射壓力就是設定模腔內的壓力（理論上）。那麼，應該設定多高呢？你知道模腔內的壓力是多少嗎？我想你也不知道。那該怎麼辦呢？假設注射壓力無法在機器螢幕上設定，只有一個減壓閥可以用來調節注射壓力，注射速度是可以調整的。
在這種情況下，我們絕對要強調安全第一，並將減壓閥調節到不會導致模具爆裂的水平（該力的大小取決於模具的設計極限）。如果調節過低，則存在材料填充不足的風險。在實際注塑過程中，如果模腔阻力（理論上等於液壓注射力）小於減壓閥的極限值，則減壓閥不會運作。如果超過減壓閥的極限值，則減壓閥會強制降低輸入值。
當型腔阻力低於減壓閥的極限壓力時，物料流以設定速度完全充滿型腔。當阻力高於減壓閥的設定極限值時，減壓閥的作用必然會導致物料流填充速度自然減慢，以在型腔內部壓力阻力和注入液壓力之間找到新的平衡點。
事實上， 射出成型工藝注塑機本身就是這樣一個過程。只要設定好極限壓力（即減壓閥的極限力），就不需要在註塑過程中手動設定液壓壓力。許多歐洲的可變閉環控制注塑機都是如此，因為這種控制系統可以調節油泵的輸入輸出負載，並根據操作員設定的速度推動物料流向模腔。
在保持注射速度的同時，施加略大於型腔阻力的液壓。當型腔阻力接近設定限值時，機器會自動降低注射速度以達到新的平衡。可以說，這種注射方式主要受注射速度和注射壓力控制。
但為什麼在實際生產中經常會有三到四個可設定的注射壓力等級呢？
國產機器通常採用定量或開環變數控制系統，透過比例流量閥和比例壓力閥兩種獨立的比例調節方式進行控制。由於輸出負載始終為最大設計負載，因此此系統無法確認其輸出狀態是否符合設定要求。
物料流動的推進本身需要液壓作為動力源，但此控制系統的液壓無法根據模腔內的壓力自動調節和供給。因此，必須人為地改變液壓以促進流量的變化，即改變注射速度。同時，人為設定的注射速度也會影響注射過程中的液壓。
因此，這種方法涉及注射壓力和注射速度之間的相互衝突。在實際生產中，需要根據經驗進行調整。這就是為什麼在許多情況下，即使將注射速度從30%提高到50%，產品性能也沒有變化。這並非機器本身的問題；而是因為在30%的注射速度下，您施加的注射壓力大致等於型腔阻力（當然，這也考慮到了其他壓力損失，例如噴嘴和模具入口處的壓力損失）。
一些使用過進口可變閉環控制灌裝機的同行無疑會說，他們的機器提供三種壓力設定。事實上，這已成為越來越多品牌採用這種設計的趨勢。原因是灌裝過程中可能會出現異常狀況。
例如，如果在生產過程中多腔模具的膠水入口被堵塞，並且只能按照上述方法設定極限壓力，則除該腔以外的其他腔將不可避免地受到局部高壓，這可能會損壞該腔或導致模具膨脹。
因此，如果存在多個可設定壓力的區間，則可以根據模具的結構特徵和材料流動填充的位置來確定某一區間的最大液體壓力，即註射壓力，以避免一些意外情況，並確保生產順利進行。