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無(wú)論是油壓式還是電動(dòng)式注塑機，所有注塑過(guò)程中的運動(dòng)都會(huì )產(chǎn)生壓力。適當控制所需壓力，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合理的成品。 

    壓力調控及計量系統

    在油壓式注塑機上，所有運動(dòng)由負責以下操作的油路執行：

1、塑化階段中的螺桿旋轉。

2、滑座料道（注嘴靠近注口襯套）。

3、注射和保壓期間射料螺桿的軸向運動(dòng)。

4、將基材閉合於射料桿上，直到肘桿全部延伸或活塞合模行程已完成。

5、啟動(dòng)裝配頂桿的頂出?以頂出部件。

    在全電壓機上，所有運動(dòng)由配有永久磁鐵的無(wú)刷同步電動(dòng)機執行。通過(guò)機床業(yè)中一直采用的滾珠軸承螺桿，將旋轉運動(dòng)變換為線(xiàn)性運動(dòng)。整個(gè)流程的效率部分取決於塑化過(guò)程，其中，螺桿起十分關(guān)鍵的作用。三菱公司在生產(chǎn)全電機型的過(guò)程中最新推出的解決方案包括一根灌料螺桿（第二螺紋抱輥）和一根配有混煉元件的螺桿尖梢。這樣，可最大限度增強塑化能力和混煉效果，縮短螺桿長(cháng)度，實(shí)現高速運轉。

    螺桿必須確保物料熔化和均化。這一過(guò)程可借助於反壓調整，以避免過(guò)熱?；鞜捲荒墚a(chǎn)生過(guò)高的流速，否則，會(huì )導致聚合物降解。每一種聚合物具有不同的最大流速，如果超過(guò)這一極限，分子會(huì )拉伸，出現聚合物主鏈斷裂現象。不過(guò)，重點(diǎn)仍然是在注射和保壓過(guò)程中控制螺桿的向前軸向運動(dòng)。後續的冷卻過(guò)程，包括內在應力、公差和翹曲等方面，對於確保產(chǎn)品質(zhì)量十分重要。這一切全由模具質(zhì)量決定，對於優(yōu)化冷卻料道、確保有效的閉環(huán)溫度調節時(shí)，尤其如此。該系統完全獨立，不會(huì )干擾機械調節。閉模和頂出等模具運動(dòng)必須精確高效。通常采用速度分布曲線(xiàn)，以確?；顒?dòng)部件準確靠近。接觸維持力可調整。因此可斷定，在不考慮能耗和機械可靠性、附加條件相同（如模具質(zhì)量）的前提下，產(chǎn)品質(zhì)量主要決定於控制螺桿向前運動(dòng)階段的系統。在油壓式注塑機上，這一調節通過(guò)探測油壓而實(shí)現。具體地說(shuō)，油壓通過(guò)控制板而激活一套閥門(mén)，流體通過(guò)操縱器而產(chǎn)生作用，并得到調節及釋放。

    注射速度控制包括開(kāi)環(huán)控制、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制等選擇方案。開(kāi)環(huán)系統依靠共用比例閥。比例張力施加於所需比例的流體上，從而使流體在注射機筒中產(chǎn)生壓力，讓注射螺桿以一定的前向速度運動(dòng)。半閉環(huán)系統采用閉環(huán)比例閥。環(huán)路在閉合口所在的位置閉合，閉合口通過(guò)在閥門(mén)內的移動(dòng)而控制油料的流量比例。閉環(huán)系統在螺桿平移速度時(shí)閉合。閉環(huán)系統中采用速度傳感器（通常為電位計型），定時(shí)探測張力下降。比例閥流出的油料通過(guò)調節，可補償出現的速度偏差。閉環(huán)控制依靠與機器整合一體的專(zhuān)用電子元件。閉環(huán)壓力控制能在注射和保壓階段確保壓力均勻一致，以及在各個(gè)循環(huán)中確保反壓均勻。通過(guò)探測出的壓力值對比例閥進(jìn)行調節，根據設定壓力值進(jìn)行偏差補償。一般來(lái)說(shuō)，可對液壓進(jìn)行監控，但是，探測注嘴或模腔中的熔體壓力也是另一有效方法。更加可靠的方案是通過(guò)閱讀注嘴或模腔壓力讀數對比例閥進(jìn)行管理。在壓力探測的基礎上增加溫度探測，特別有利於流程管理。了解物料可承受的實(shí)際壓力，還有助於根據設定壓力和溫度條件來(lái)預測模塑件的實(shí)際重量和尺寸。實(shí)際上，通過(guò)改變保壓壓力值，可將更多的物料引入模腔，以降低部件收縮，符合設計公差（其中包括預設注塑收縮）。接近熔化條件時(shí)，半晶體聚合物顯示出極大的比容變化。對此，過(guò)充模不會(huì )阻礙部件頂出。

    油壓設備與出料量及壓力調節

    離心泵產(chǎn)生的平均液壓壓力可達140巴，這一壓力值特別適合於注塑。在周期的其它各個(gè)階段，要求明顯較低，除了需要快速塑化的特定情形（例如：PET注拉吹一步法注塑機）要求較高。

    為降低能耗，在出料高峰期時(shí)可采用可變排量泵和儲壓缸。固定排量泵在每次旋轉時(shí)移動(dòng)等量油量，因此，油泵選型由特定時(shí)間內所需移動(dòng)的油量而定。三相電動(dòng)機轉速一般為1440轉/分，通常要求裝配雙泵。只有在塑化過(guò)程中（功率達100%），油泵的利用率才達到最大限度。在停頓過(guò)程中，機械不需要能耗，即使需要，也屬功率損耗。

   所有注塑機均采用質(zhì)量等級各異的比例伺服閥。兩套或以上的比例閥安裝於注射壓機上，目的是對以下各個(gè)方面進(jìn)行準確控制：

    開(kāi)模速度（兩級），閉模速度（兩級），閉模安全性，注射（3-10級），加料（3-5級），吸入和頂桿（兩級）。

    開(kāi)模壓力，閉模壓力，模具安全性，機械夾具（料筒或肘桿），注射（充模階段一次，後續階段3-10次），吸入和反壓（3-5級）。螺桿旋轉速度（3-5級）。

    滑座靠近速度（機械注嘴靠近模具固定半模上注射襯墊的速度）以及頂桿的運動(dòng)速度（頂出?速度）也可調整。輔助電動(dòng)機通過(guò)微弱的輸入信號，將放大的信號（輸出信號）發(fā)送到閥門(mén)，使伺服閥執行調節功能。在伺服閥中，微弱的輸入電信號被轉化為液壓輸出信號，以壓降的形式根據所需的出料要求進(jìn)行改進(jìn)。閥門(mén)必須對張力或通用指令做出快速、可重覆及低滯後的出料響應。實(shí)際上，當前研究的目的是改進(jìn)頻率響應，使運行於數千赫（kHz）頻率的動(dòng)力設備（液壓邊）和電子設備之間進(jìn)行對話(huà)。由於有效出料取決於閥門(mén)上聚合度（DP）的作用，因此，液壓線(xiàn)路中的油溫必須保持在45-55℃的?圍內（通常采用閉環(huán)調節系統），具體根據流體粘度和過(guò)渡口的幾何形狀而定。在閥內沒(méi)有適當的調節系統，溫度上升會(huì )導致溶體粘度下降；若配有均衡開(kāi)閥值，則可提高出料量。增加傳動(dòng)系統的出料油量，意味注射速度隨之加快。對高科技伺服傳動(dòng)閥進(jìn)行精確控制，可基本消除滯後現象，增強所有功能的重復性。

    全電動(dòng)壓機的力度測定

    由於全電動(dòng)注塑機上不存在引發(fā)運動(dòng)的矢量流體，因此，不能進(jìn)行液壓壓力探測。因此，通常采用載荷傳感器，利用伸縮儀測量彈性變形，從而直接測定其力度。全電動(dòng)注塑機制造商開(kāi)發(fā)了多種彈性部件，并裝配了相應的伸縮儀。另一區別在於反壓及其控制，可通過(guò)向注射電動(dòng)機產(chǎn)生的軸向移動(dòng)增加阻力而實(shí)現，而另一電動(dòng)機致使螺桿旋轉和後續物料塑化。以前，有些機械制造商采用安裝在注嘴內換能器的測量系統，後來(lái)因為“功能性和可靠性不足”而放棄了該系統。

    注嘴壓力測定的優(yōu)點(diǎn)

    以上已證明了壓力調節在注射和保壓過(guò)程中的重要性。因此，壓力探測的準確性和重復性是十分關(guān)鍵的因素。在閉環(huán)系統中，壓力探測十分重要，只有確保準確的壓力探測，調節器才能使實(shí)際壓力接近於或等於設定值。在開(kāi)環(huán)系統中，由於直接與傳動(dòng)系統相連接，因此壓力探測的準確性和重復性更加重要?，F在，開(kāi)環(huán)系統仍在使用，在高噸位機型中的應用更加廣泛。一般來(lái)說(shuō)，基於設定值的速度控制在注射過(guò)程中進(jìn)行（也就是說(shuō)，速度變化由電位計或磁致收縮傳感器測定），測定後轉換為壓力調節。通路可根據配額（配額通路）或壓力予以啟動(dòng)。無(wú)論如何，當壓力啟動(dòng)通路同時(shí)也作為“截口”以限制充模壓力、防止溢料形成及模具受損時(shí)，均必須采用壓力啟動(dòng)通路。一旦形成通路，後續的保壓過(guò)程即由壓力調節（型材亦不例外）。液壓機的壓力一般在液壓線(xiàn)路中探測，很少在模具注嘴中進(jìn)行。對於注塑而言，必須盡量將探測點(diǎn)靠近模腔。因此，模具壓力測定最好在注嘴處進(jìn)行，即使不太直接，也可在液壓線(xiàn)路內進(jìn)行壓力測定。

    與模具壓力探測不同的是，注嘴內探測還能通過(guò)調節反壓而控制塑化過(guò)程。當接近注射的壓力實(shí)際達到設定值并在材料注塑所需的時(shí)間內保持這一壓力時(shí)，模具壓力探測可實(shí)現轉換。測定可直接進(jìn)行，也可通過(guò)探針進(jìn)行（如：壓電傳感器）。在模具內進(jìn)行直接探測十分有效，唯一的局限性是會(huì )在模塑件上留下痕跡。間接探測往往受探針結構和間隙的影響，例如，公差過(guò)大會(huì )導致材料傾瀉，致使探測準確性不足。

    注嘴壓力探測比模腔壓力探測的有效性較低，因為材料還得經(jīng)過(guò)一段流道路線(xiàn)（或冷或熱）。但是，注嘴壓力探測具有某些優(yōu)點(diǎn)，主要包括：探測在材料上進(jìn)行；不需要對模具進(jìn)行改造；模塑件上不留下任何痕跡。通過(guò)熔體壓力控制（最好在模腔內進(jìn)行），可避免在初始壓力下造成充模過(guò)量（隨後形成溢料）的風(fēng)險。由此，可提高控制的有效性，避免材料燒焦，防止充模不足，縮短周期時(shí)間，增強重復性。

    生產(chǎn)能確保系統可靠性且使用方便的傳感器確實(shí)存在一些技術(shù)問(wèn)題。

    如果要求均勻調節反壓，流程相關(guān)的難度確實(shí)不小。

    注嘴壓力探測所用的傳感器必須符合以下要求：

    ▲不能干擾模塑過(guò)程。

    ▲能在高壓（2500巴）及高溫（350-400℃）下確保探測精確度。

    ▲體積小巧，結構堅實(shí)，在發(fā)生故障時(shí)便於更換。

    ▲與充模料接觸時(shí)，具有優(yōu)良的耐磨性。

    ▲能長(cháng)期保證探測有效性（長(cháng)時(shí)間使用後出現磨擦、污染時(shí)，能確保測量無(wú)偏差、無(wú)誤差、無(wú)滯後）。

    ▲提供高速取樣（2-5微秒）和標準化通信協(xié)議，如：CAN開(kāi)放式版本CANbus或DeviceNet。

    因此，問(wèn)題較為復雜。不難理解的是，迄今為止，液壓機仍然將傳感器配置於液壓線(xiàn)路內，全電動(dòng)機則采用力度探測，兩者均未采用熔體傳感器。多年來(lái)，熔體傳感器廣泛用於擠塑機上，但是，擠塑機對探測?圍、精確度、響應時(shí)間和結構堅實(shí)度等方面的要求較低（與擠塑機上的靜態(tài)應力相比，安裝於注射機上時(shí)，傳感器薄膜上承受的機械疲勞應力要大得多）。