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薄壁注塑成型塑料原料的選擇
薄壁注塑成型所使用的塑料原料的流動(dòng)性要好,需要擁有大的流動(dòng)長度、高的沖擊強(qiáng)度、高的熱變形溫度、高的熱穩(wěn)定性、低的方向性以及良好的尺寸穩(wěn)定性。
另外,還要考慮塑料原料的低溫沖擊剛性、阻燃性、機(jī)械裝配性以及外觀質(zhì)量等。當(dāng)機(jī)筒螺桿產(chǎn)生打滑時(shí),物料大概匯聚集在喂料口,而無法正常輸送到注射機(jī)的末端。目前薄壁注塑成型應(yīng)用較多的塑料原料有聚(PS),聚(PP),聚碳酸酯( PC ) 、睛2丁二烯2(ABS) 、PC /ABS共混物和PA6 等。這可能是由隨著壁厚降低,需要使用具有更好物理性能的塑料來維持制品強(qiáng)度。
注塑成型操作過程
填充階段:填充是整個(gè)注塑循環(huán)過程中的步,時(shí)間從模具閉合開始注塑算起,到模具型腔填充到大約95%為止。理論上,填充時(shí)間越短,成型效率越高,但是實(shí)際中,成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約。
保壓階段:
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力,壓實(shí)熔體,增加塑料密度(增密),以補(bǔ)償塑料的收縮行為。在保壓過程中,由于模腔中已經(jīng)填滿塑料,背壓較高。在保壓壓實(shí)過程中,注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作微小移動(dòng),塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢,這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓流動(dòng)。
由于在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔體粘度增加也很快,因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期,材料密度持續(xù)增大,塑件也逐漸成型,保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止,此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到值。
冷卻階段:
在注塑成型模具中,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性,脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):⑴塑件形狀及壁厚設(shè)計(jì)特別應(yīng)考慮有利于料流暢通填充型腔,盡量避免尖角、缺口。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70%~80%,因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間,提高注塑生產(chǎn)率,降低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長,增加成本;冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形。
脫模階段:
注塑成型的成型周期由合模時(shí)間、充填時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間及脫模時(shí)間組成。此時(shí),切勿強(qiáng)行松退或注射,建議加料口冷卻水暫時(shí)關(guān)閉,強(qiáng)化升高加料段溫度直至比塑料熔點(diǎn)高30~50攝氏度,并同時(shí)地出料段溫度降低至熔化溫度附近,待10~20分鐘后,小心地轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿,能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才重開機(jī),然后緩慢加料。其中以冷卻時(shí)間所占比重,大約為70%~80%。因此冷卻時(shí)間將直接影響塑料制品成型周期長短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度,以防止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
注塑成型注意事項(xiàng)
塑料制品設(shè)計(jì)方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大,冷卻時(shí)間越長。一般而言,冷卻時(shí)間約與塑料制品厚度的平方成正比,或是與流道直徑的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍,冷卻時(shí)間增加4倍。
模具材料及其冷卻方式。模具材料,包括模具型芯、型腔材料以及模架材料對冷卻速度的影響很大。模具材料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高,單位時(shí)間內(nèi)將熱量從塑料傳遞而出的效果越佳,冷卻時(shí)間也越短。
冷卻水管配置方式。冷卻水管越靠近模腔,管徑越大,數(shù)目越多,冷卻效果越佳,冷卻時(shí)間越短。同時(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展,薄壁注塑成型定義的臨界值也將發(fā)生變化,它應(yīng)該是一個(gè)相對的概念。冷卻液流量。冷卻水流量越大,冷卻水以熱對流方式帶走熱量的效果也越好。冷卻液的性質(zhì)。冷卻液的粘度及熱傳導(dǎo)系數(shù)也會(huì)影響到模具的熱傳導(dǎo)效果。冷卻液粘度越低,熱傳導(dǎo)系數(shù)越高,溫度越低,冷卻效果越佳。
缺陷
注塑成型加工過程中所用的塑料原料多種多樣,模具設(shè)計(jì)的種類和形式也是五花八門,另外,操作工人對于特定注塑機(jī)的熟悉程度以及工人之間的操作技能,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的差異也各不相同,同時(shí),客觀環(huán)境也會(huì)隨著季節(jié)變化而不同,這些客觀和主觀條件共同決定了注塑成型制品缺陷的產(chǎn)生。注射機(jī)的料筒分為3段,在末端,即加料段,粒料在加熱和壓縮的進(jìn)程中,會(huì)形成一層熔體薄膜粘到螺桿上。
一般來說,對于塑料制品性能優(yōu)劣的評價(jià)主要有三個(gè)方面:
、外觀質(zhì)量,包括完整性、顏色、光澤;
第二、尺寸和相對位置間的準(zhǔn)確性,
第三、與用途相應(yīng)的力學(xué)性能、化學(xué)性能、電學(xué)性能等。
疑難解答 | 低壓注塑技術(shù)(2)
為什么低壓注塑適合光學(xué)產(chǎn)品?
A:注射成型的光學(xué)產(chǎn)品的光學(xué)性能主要受雙折射性能及表面幾何結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)光測彈性學(xué)理論,各向同性的高分子鏈的雙折射現(xiàn)象主要與殘余應(yīng)力有關(guān)。為保證塑件的尺寸穩(wěn)定性,把收縮和翹曲控制在可以接受的范圍內(nèi),就必須加強(qiáng)模具的冷卻,確保冷卻均衡。以注射成型的透鏡舉例,殘余應(yīng)力來自于兩部分成型基理:填充流動(dòng)引起的以及熱變化過程引起的殘余應(yīng)力。熱變化過程引起的內(nèi)應(yīng)力來自于熔體從熔融狀態(tài)冷卻到固體狀態(tài)(Tg溫度以下),分子鏈的取向形態(tài)被凍結(jié)。而填充流動(dòng)引起的應(yīng)力,熔體在一定壓力下被注射到型腔中,然后補(bǔ)縮。在不斷冷卻過程中,在流動(dòng)和保壓期間形成的剪切應(yīng)力被凍結(jié),從而形成了流動(dòng)應(yīng)力。相關(guān)研究表明,流動(dòng)引起的殘余應(yīng)力在雙折射現(xiàn)象中貢獻(xiàn)了更多。
至于低壓注塑,一種通用方式是,產(chǎn)品填充到一個(gè)更大的型腔(相較于標(biāo)準(zhǔn)注塑的型腔),然后合模壓縮。填充時(shí)所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力降低了,則光學(xué)產(chǎn)品的光學(xué)質(zhì)量提得到了改善。
Q2低壓注塑應(yīng)用抽芯需要特殊要求嗎?A:在這里,我們主要討論用液壓驅(qū)動(dòng)的可移動(dòng)壓縮框。在實(shí)際應(yīng)用中,壓縮框一般由抽芯或者彈簧驅(qū)動(dòng)。15mm,同時(shí),三小件采用SKD61材料,耐磨性更好,提高料管組的使用壽命。在壓縮過程中,模具往合模方向壓縮,型腔壁厚同步減少,這就要求移動(dòng)框能夠被壓縮且同時(shí)保持與模具的接觸,已達(dá)到保持封膠的目的。這意味著需要提供可靠的特殊液壓控制閥(抽芯),以保證抽芯的液壓系統(tǒng)力持久和均衡,尤其是在壓縮過程中,合模力會(huì)會(huì)強(qiáng)制推動(dòng)抽芯回位,液壓缸以及閥內(nèi)的油壓會(huì)升高,即需要將多余的壓力釋放掉以避免液壓系統(tǒng)的損壞。