一、原料準(zhǔn)備

1. 原料選擇：

聚碳酸酯（PC）：具有優(yōu)異的光學(xué)透明性、高抗沖強(qiáng)度以及良好的耐熱性，能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的物理性能，適用于制造如光學(xué)鏡片、高端電子產(chǎn)品透明外殼、汽車燈罩等對(duì)透明度和強(qiáng)度要求都很高的制品。不過，其加工流動(dòng)性相對(duì)較差，需要在注塑過程中精準(zhǔn)控制工藝參數(shù)。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）：也就是常說的亞克力，有著極佳的透光率，可媲美玻璃，且耐候性較好，常用于制作展示架、廣告燈箱、裝飾擺件以及各類燈具的燈罩等，能呈現(xiàn)出非常好的視覺效果，但它的表面硬度相對(duì)較低，容易被劃傷，在后續(xù)使用和處理時(shí)要留意保護(hù)。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）：常用于食品、藥品等的透明包裝領(lǐng)域，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、透明度以及一定的阻隔性能，而且成本相對(duì)較為合理。不過，它的結(jié)晶特性對(duì)注塑工藝有一定影響，在加工時(shí)要根據(jù)結(jié)晶需求合理控制溫度等參數(shù)。

其他透明塑料：像聚苯乙烯（PS），透明度高、價(jià)格便宜，常用于一些對(duì)力學(xué)性能要求不高的簡(jiǎn)單透明制品，如一次性餐具、文具等；環(huán)狀聚烯烴（COC），在光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別適合制造高精度的光學(xué)鏡片等，因其具有低雙折射、高純度等特點(diǎn)，但原料成本相對(duì)較高。

2. 原料干燥：

干燥設(shè)備選擇：常見的干燥設(shè)備有熱風(fēng)循環(huán)烘箱、真空烘箱以及除濕干燥機(jī)等。對(duì)于大批量生產(chǎn)且對(duì)水分含量要求極為嚴(yán)格的透明塑料原料，除濕干燥機(jī)是比較好的選擇，它能持續(xù)穩(wěn)定地提供低濕度的干燥環(huán)境，有效去除原料中的水分。而熱風(fēng)循環(huán)烘箱則適用于中小批量生產(chǎn)或者對(duì)干燥要求不是特別苛刻的原料干燥情況。

干燥參數(shù)設(shè)定：以 PC 原料為例，通常使用除濕干燥機(jī)時(shí)，干燥溫度一般設(shè)定在 110℃ - 130℃，干燥時(shí)間要達(dá)到 4 - 8 小時(shí)，具體時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)原料的初始含水量以及批次量等因素適當(dāng)調(diào)整。同時(shí)，要嚴(yán)格控制干燥環(huán)境的濕度，盡量使其保持在 10% 以下，以確保最終原料的含水量能降低至 0.02% 以內(nèi)。對(duì)于 PMMA 原料，干燥溫度可設(shè)置在 70℃ - 90℃，干燥時(shí)間 3 - 6 小時(shí)左右，其對(duì)濕度的敏感度相對(duì)稍低，但也需保證干燥后的含水量符合要求，避免制品出現(xiàn)銀絲、氣泡等缺陷。

二、注塑機(jī)選擇與調(diào)試

1. 注塑機(jī)選型：

螺桿結(jié)構(gòu)：針對(duì)透明塑料的注塑，優(yōu)先選擇漸變型螺桿，這種螺桿的螺距和螺槽深度從加料段到計(jì)量段逐漸變小，能更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的均勻塑化，使塑料熔體的溫度和黏度更加均勻一致，有助于提升制品的透明度和質(zhì)量。并且，螺桿的長(zhǎng)徑比一般建議在 20:1 - 25:1 之間，長(zhǎng)徑比較大的螺桿能增加塑料在料筒內(nèi)的停留時(shí)間，使其有更充分的塑化機(jī)會(huì)，對(duì)于一些高黏度的透明塑料原料尤為重要。

注射系統(tǒng)精度：注塑機(jī)的注射系統(tǒng)要具備高精度的注射量控制能力，其注射量的重復(fù)精度應(yīng)能達(dá)到 ±1% 以內(nèi)，這樣才能保證每次注塑時(shí)，注入模具型腔的塑料熔體體積準(zhǔn)確無誤，避免因注射量的偏差導(dǎo)致制品出現(xiàn)尺寸偏差、缺料或者飛邊等質(zhì)量問題。

合模系統(tǒng)穩(wěn)定性：合模系統(tǒng)需要有足夠的鎖模力，以確保在注塑過程中模具型腔能夠緊密閉合，防止塑料熔體在高壓下從分型面溢出，形成飛邊。同時(shí)，合模系統(tǒng)的開合模動(dòng)作要平穩(wěn)、精準(zhǔn)，避免因模具的劇烈撞擊等不穩(wěn)定因素影響制品的成型質(zhì)量以及模具的使用壽命。

2. 參數(shù)調(diào)整：

注射速度：注射速度不宜過快，否則容易使塑料熔體產(chǎn)生湍流，卷入空氣形成氣泡，影響制品的透明度和外觀質(zhì)量。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻的透明制品，注射速度可以相對(duì)平穩(wěn)，一般在 10 - 30cm3/s 左右。但對(duì)于那些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、薄壁加強(qiáng)筋或者薄壁與厚壁過渡區(qū)域的制品，往往需要采用多級(jí)注射速度。例如，在開始注射時(shí)，以較低速度（如 5 - 10cm3/s）進(jìn)行填充，使熔體平穩(wěn)進(jìn)入主流道和型腔的主要部分，當(dāng)填充到薄壁區(qū)域或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位時(shí)，適當(dāng)提高速度至 20 - 40cm3/s，確保熔體能夠充分填充這些部位，然后在接近型腔末端時(shí)再降低速度，避免產(chǎn)生飛邊等問題。

保壓速度：保壓階段的速度相對(duì)較慢，主要是為了平穩(wěn)地補(bǔ)充熔體，其速度一般設(shè)定在 1 - 5cm3/s，要根據(jù)制品的具體要求以及保壓壓力等參數(shù)配合調(diào)整，保證制品在保壓過程中質(zhì)量穩(wěn)定。

注射壓力：注射壓力的設(shè)定需要綜合考慮制品的形狀、尺寸、壁厚以及模具的流道系統(tǒng)等因素。比如，對(duì)于薄壁的透明塑料制品，由于熔體在型腔中冷卻速度快，需要較高的注射壓力來確保熔體能快速、充分地填充整個(gè)型腔，防止出現(xiàn)短射現(xiàn)象，可能需要達(dá)到 100 - 150MPa 甚至更高。而對(duì)于厚壁制品，注射壓力則相對(duì)較低，一般在 50 - 100MPa 左右，同時(shí)要注意避免因壓力過大使制品內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)開裂、變形等問題。在實(shí)際調(diào)試過程中，往往需要通過多次試模來確定最佳的注射壓力值。

保壓壓力：保壓壓力通常低于注射壓力，其主要作用是在制品冷卻收縮過程中補(bǔ)充塑料熔體，使制品密度均勻，避免出現(xiàn)縮痕。對(duì)于 PC 制品，保壓壓力一般為注射壓力的 60% - 80%，保壓時(shí)間根據(jù)制品壁厚等因素，多在 5 - 20 秒之間；PMMA 制品的保壓壓力約為注射壓力的 50% - 70%，保壓時(shí)間 3 - 10 秒左右；PET 制品保壓壓力大致是注射壓力的 70% - 90%，保壓時(shí)間可能需要 8 - 20 秒，具體參數(shù)都要通過試模進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

料筒溫度：對(duì)于 PC 原料，料筒前段溫度通常設(shè)置在 260℃ - 280℃，中段溫度在 240℃ - 260℃，后段溫度在 220℃ - 240℃，這樣的溫度梯度有助于原料逐步均勻地塑化，從加料段開始升溫軟化，到前段達(dá)到適合注射的良好流動(dòng)狀態(tài)。PMMA 原料的料筒前段溫度一般在 200℃ - 230℃，中段 180℃ - 200℃，后段 160℃ - 180℃，要根據(jù)其相對(duì)較窄的加工溫度窗口進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，防止溫度過高導(dǎo)致分解，影響制品的透明度和色澤。PET 原料料筒前段溫度多在 270℃ - 290℃，中段 250℃ - 270℃，后段 230℃ - 250℃，同時(shí)要注意 PET 在加工過程中的結(jié)晶情況，通過溫度控制來調(diào)節(jié)結(jié)晶度，進(jìn)而影響制品的性能和外觀。

噴嘴溫度：噴嘴溫度一般略低于料筒前段溫度，對(duì)于 PC，噴嘴溫度可設(shè)置在 250℃ - 270℃，這樣既能保證塑料熔體順利通過噴嘴注入模具，又能避免因溫度過高在噴嘴處出現(xiàn)流涎現(xiàn)象。PMMA 噴嘴溫度在 190℃ - 210℃為宜，PET 噴嘴溫度則大約在 260℃ - 280℃，要根據(jù)不同塑料的熔體黏度和流動(dòng)性特點(diǎn)來合理設(shè)定。

三、模具設(shè)計(jì)與制造要點(diǎn)

1. 排氣設(shè)計(jì)：

排氣槽：排氣槽的深度、寬度和長(zhǎng)度等尺寸都需要精心設(shè)計(jì)。深度通常在 0.02mm - 0.05mm 之間，太淺則排氣效果不佳，太深容易導(dǎo)致塑料熔體溢出形成飛邊。寬度一般根據(jù)模具的尺寸和結(jié)構(gòu)，在 3 - 8mm 左右較為合適。排氣槽的長(zhǎng)度要延伸至模具型腔外，使其能將空氣順利排出模具外部。排氣槽的位置要選擇在熔體最后填充的部位，比如型腔的角落、加強(qiáng)筋的末端等容易積聚空氣的地方，以提高排氣效率。

透氣鋼鑲件：透氣鋼是一種具有良好透氣性的材料，將其制作成模具的部分鑲件來輔助排氣效果顯著。在使用透氣鋼鑲件時(shí)，要注意其安裝位置和與模具其他部件的配合，鑲件的孔隙率一般在 15% - 30% 之間，孔隙大小均勻，這樣能保證空氣順暢通過，同時(shí)又不會(huì)使塑料熔體大量滲入而堵塞孔隙。透氣鋼鑲件在模具中的數(shù)量和分布要根據(jù)制品的形狀、大小以及排氣需求綜合確定，例如對(duì)于大型且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的透明制品模具，可能需要多個(gè)透氣鋼鑲件分布在不同部位來保障排氣效果。

其他排氣方式：還可以采用真空泵輔助排氣的方式，在模具上連接真空泵，在注塑前先將型腔中的空氣抽出，使型腔處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣在注塑時(shí)塑料熔體更容易填充型腔，減少氣泡產(chǎn)生的幾率。另外，利用分型面的自然間隙進(jìn)行排氣也是一種簡(jiǎn)單的方法，但這種方式排氣效果相對(duì)有限，一般需要與其他排氣手段配合使用，且要注意控制分型面的間隙大小，防止熔體溢出。

2. 冷卻系統(tǒng)優(yōu)化：

冷卻通道布局：冷卻通道的布局要根據(jù)制品的形狀和壁厚來設(shè)計(jì)，對(duì)于形狀規(guī)則、壁厚均勻的制品，冷卻通道可以采用均勻分布的直線式或圓周式排列；而對(duì)于形狀不規(guī)則、壁厚差異較大的制品，則要采用分區(qū)冷卻的方式，在壁厚較厚的部位適當(dāng)增加冷卻通道的密度，或者使冷卻通道更靠近型腔表面，以加快這部分的冷卻速度，保證制品整體冷卻均勻。例如，對(duì)于一個(gè)帶有薄壁加強(qiáng)筋和厚壁主體結(jié)構(gòu)的透明制品模具，在厚壁主體下方的冷卻通道間距可以設(shè)置為 20 - 30mm，而在薄壁加強(qiáng)筋附近，冷卻通道間距可縮小至 10 - 15mm，并且要合理設(shè)計(jì)冷卻通道的走向，避免出現(xiàn)冷卻死角。

冷卻通道尺寸：冷卻通道的直徑一般在 8mm - 12mm 之間較為合適，直徑過小會(huì)影響冷卻液的流量和冷卻效率，直徑過大則可能使模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，增加成本且占用過多的模具空間。冷卻通道與型腔表面的距離也要根據(jù)制品壁厚等因素調(diào)整，通常在 10 - 20mm 左右，距離太近容易使制品表面產(chǎn)生冷痕，影響外觀質(zhì)量，距離太遠(yuǎn)則冷卻效果不佳，導(dǎo)致制品冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，生產(chǎn)周期變長(zhǎng)。

冷卻液選擇與控制：常用的冷卻液有水、油以及一些專用的模具冷卻劑等。水的冷卻效果好、成本低，但容易使模具生銹，需要添加防銹劑等進(jìn)行防護(hù)；油的冷卻速度相對(duì)較慢，但具有較好的防銹和潤(rùn)滑性能，適用于一些對(duì)溫度控制要求較高、精度要求嚴(yán)的模具。冷卻液的溫度要根據(jù)制品的塑料種類和工藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般控制在 5℃ - 30℃之間，同時(shí)要通過溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液溫度的精確控制，保證冷卻過程穩(wěn)定、均勻。

3. 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：

脫模方式選擇：常見的脫模方式有推板脫模、斜頂脫模、推桿脫模等。推板脫模適用于形狀較為簡(jiǎn)單、平整的透明制品，通過推板整體推動(dòng)制品脫離模具型腔，脫模力均勻，不易損傷制品表面；斜頂脫模則多用于具有倒扣結(jié)構(gòu)的制品，斜頂可以在開合模過程中通過斜向運(yùn)動(dòng)將帶有倒扣的制品順利脫出；推桿脫模比較靈活，可根據(jù)制品的具體形狀和需要設(shè)置多個(gè)推桿的位置，但要注意推桿與制品接觸部位的設(shè)計(jì)，避免在制品表面留下明顯的推桿痕跡。

脫模斜度設(shè)置：脫模斜度對(duì)于透明塑料制品順利脫模至關(guān)重要，一般在 1° - 3° 之間，對(duì)于一些表面精度要求高、質(zhì)地較軟的制品，脫模斜度可適當(dāng)增大至 3° - 5°。在設(shè)計(jì)模具型腔時(shí)，就要充分考慮脫模斜度的設(shè)置，確保制品在冷卻收縮后能沿著斜度方向順利脫出模具，同時(shí)要保證制品的尺寸精度和外觀質(zhì)量不受斜度影響，尤其是對(duì)于一些有光學(xué)要求的透明制品，脫模斜度的設(shè)計(jì)更要精細(xì)，避免因斜度問題導(dǎo)致光線折射等光學(xué)性能變化。

脫模零件表面處理：與制品接觸的脫模零件，如推板、斜頂、推桿等的表面都要進(jìn)行精細(xì)的拋光處理，使其表面粗糙度達(dá)到 Ra0.8μm 以下，這樣在脫模過程中可以最大限度地減少對(duì)制品表面的劃傷，保證制品的光潔度和透明度。此外，還可以在脫模零件表面采用鍍硬鉻等表面處理方法，提高其耐磨性和耐腐蝕性，延長(zhǎng)脫模零件的使用壽命，進(jìn)一步保障脫模過程的順利進(jìn)行和制品的質(zhì)量。

四、注塑工藝過程控制

1. 多級(jí)注射控制：采用多級(jí)注射工藝時(shí)，一般分為 3 - 5 個(gè)階段進(jìn)行控制。在注射初期，也就是第一階段，以極低的速度（如 3 - 5cm3/s）和較低的壓力（約為最終注射壓力的 30% - 40%）進(jìn)行注射，目的是讓塑料熔體緩慢、平穩(wěn)地填充模具型腔的主流道和澆口，避免熔體高速?zèng)_擊產(chǎn)生漩渦和卷入空氣。進(jìn)入第二階段，當(dāng)熔體開始進(jìn)入型腔主體部分時(shí)，根據(jù)型腔的大小和壁厚情況，適當(dāng)提高注射速度至 8 - 15cm3/s，壓力提高到最終注射壓力的 50% - 60%，確保熔體能夠均勻地向型腔四周擴(kuò)散填充。到了第三階段，如果制品存在薄壁區(qū)域、加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位，在此階段進(jìn)一步提高速度至 15 - 25cm3/s，壓力相應(yīng)增加，保證熔體能夠充分填充這些難填充的部位。對(duì)于一些大型或特別復(fù)雜的制品，還可能需要設(shè)置第四、第五階段，進(jìn)一步精細(xì)調(diào)整注射速度和壓力，以實(shí)現(xiàn)完美填充。

2. 熔體流動(dòng)控制：在注射過程中，要時(shí)刻關(guān)注塑料熔體在型腔中的流動(dòng)情況，可以通過觀察注塑機(jī)上的壓力、速度等參數(shù)曲線以及利用模具上設(shè)置的可視化窗口（如采用透明的鑲件或開設(shè)觀察孔等方式）來直觀地查看熔體的流動(dòng)狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)熔體出現(xiàn)湍流、滯流或者前鋒面不穩(wěn)定等情況，要及時(shí)調(diào)整注射速度、壓力等參數(shù)，確保熔體能夠以層流的方式平穩(wěn)填充型腔，這對(duì)于保證制品的透明度和內(nèi)部質(zhì)量非常關(guān)鍵。

3. 保壓曲線優(yōu)化：保壓過程并非是單一壓力保持不變，而是可以通過設(shè)置保壓曲線來實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制。通常在保壓初期，采用較高的保壓壓力（如前面所述的保壓壓力范圍的上限值），隨著制品的冷卻收縮，逐漸降低保壓壓力，形成一個(gè)遞減的壓力曲線，這樣能更好地適應(yīng)制品收縮過程中對(duì)熔體補(bǔ)充的需求變化，避免因保壓壓力不合理導(dǎo)致制品出現(xiàn)縮痕、內(nèi)部空洞等缺陷。保壓時(shí)間的確定要綜合考慮制品的壁厚、尺寸以及塑料的熱收縮特性等因素，通過多次試模，觀察制品脫模后的外觀和尺寸精度來進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

4. 保壓過程監(jiān)控：在保壓階段，要持續(xù)監(jiān)控注塑機(jī)的保壓壓力、保壓時(shí)間等參數(shù)，同時(shí)觀察模具型腔的壓力反饋情況（可以通過在模具中安裝壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)），確保保壓過程穩(wěn)定、準(zhǔn)確。如果出現(xiàn)保壓壓力波動(dòng)較大或者保壓時(shí)間不足等情況，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證制品在保壓結(jié)束后密度均勻、內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，為后續(xù)的冷卻和脫模做好準(zhǔn)備。

5. 冷卻時(shí)間確定：冷卻時(shí)間的計(jì)算較為復(fù)雜，它與制品的壁厚、塑料的熱傳導(dǎo)系數(shù)、模具的冷卻效率以及環(huán)境溫度等都有關(guān)系。一般可以通過理論計(jì)算公式結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來初步估算冷卻時(shí)間，然后通過試模進(jìn)一步精確確定。例如，對(duì)于壁厚為 2mm 的 PC 制品，初步估算冷卻時(shí)間可能在 10 - 15 秒左右，但實(shí)際試模時(shí)可能需要根據(jù)制品的最終質(zhì)量情況在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)增減。在確定冷卻時(shí)間時(shí)，要觀察制品脫模后的變形情況、尺寸精度以及表面質(zhì)量等，確保制品充分冷卻定型，不會(huì)因冷卻不足在脫模后出現(xiàn)翹曲變形、尺寸偏差等問題。

6. 冷卻均勻性保障：為保證制品冷卻均勻，除了前面提到的優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局、尺寸等措施外，在冷卻過程中還要注意冷卻液的流量和溫度的均勻性?？梢酝ㄟ^安裝流量調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器等設(shè)備來對(duì)冷卻液在各個(gè)冷卻通道中的流動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)控，確保每個(gè)部位的冷卻效果一致，避免因局部冷卻過快或過慢導(dǎo)致制品出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力不均、變形等質(zhì)量問題。

五、制品后處理

1. 退火處理：

透明塑料制品在注塑過程中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會(huì)使制品在使用過程中出現(xiàn)開裂、光學(xué)性能變差等問題。通過退火處理能有效消除內(nèi)應(yīng)力，例如 PC 制品，可將其放入加熱到 120℃ - 130℃的烘箱中，保溫 1 - 2 小時(shí)，然后緩慢冷卻至室溫，具體的退火溫度和時(shí)間要根據(jù)制品的厚度、尺寸以及塑料的種類來適當(dāng)調(diào)整。

2. 表面處理：

為了進(jìn)一步提高制品的透明度和表面光潔度，可以進(jìn)行表面處理。比如采用打磨的方式去除制品脫模后表面可能存在的細(xì)微瑕疵，然后用拋光膏等進(jìn)行拋光，使制品表面達(dá)到鏡面效果；對(duì)于一些有更高光學(xué)要求的制品，還可能需要進(jìn)行鍍膜等特殊表面處理，增強(qiáng)其透光性、耐磨性等性能。

總之，透明塑料制品注塑成型是一個(gè)系統(tǒng)工程，每個(gè)環(huán)節(jié)都緊密關(guān)聯(lián)，需要根據(jù)具體的塑料原料、制品要求等多方面因素綜合考量并精細(xì)操作，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的透明塑料制品。