深圳(zhèn)市科(kē)翔模具有限公司
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區第二(èr)工業區24棟A區
注塑工藝設(shè)定要(yào)考慮的7個因素如下:
一、收縮率(lǜ)熱塑性塑料成型收縮的形式及計(jì)算如前所述,影響熱塑性塑料成型收縮(suō)的因素如下:
① 塑料品種(zhǒng)
熱(rè)塑性塑料成(chéng)型過程中由(yóu)於還存在結晶化形式的體積變化,內應力強(qiáng),凍結在塑件內的殘餘應力大,分(fèn)子(zǐ)取向性等因素,因此與熱(rè)固性塑料相比則收縮率較(jiào)大,收縮率範圍寬、方向性明顯,另外成型後的收縮、退火(huǒ)或調濕處(chù)理後的收縮率(lǜ)一般也(yě)都比熱固性塑料大(dà)。
② 塑(sù)件特性
成型時熔融料與型(xíng)腔表麵接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由於塑料的導熱性差,使塑(sù)料內層緩慢冷卻而形(xíng)成收縮大(dà)的高密度(dù)固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收(shōu)縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數量都直接影響料流方向、密度分布及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大(dà)。
③ 進(jìn)料口形式、尺寸、分布
這些因(yīn)素直接影響料流方向、分布密度、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截麵大(尤其截麵較厚的(de))則收縮(suō)小(xiǎo),但方(fāng)向性大,進料口寬及長度短(duǎn)的則方向性小。距進料口近的或與(yǔ)料流方向平行的則收縮大。
④ 成型條件
模具溫度高,熔(róng)融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對晶體料則因結晶度高,體積變(biàn)化大,故(gù)收(shōu)縮更大。
模溫分(fèn)布與(yǔ)塑件內外冷卻及密度均勻性也有關,直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力(lì)及時間(jiān)對(duì)收縮也影響較大,壓力大、時間長的則收縮小,但方向性大。
注(zhù)塑壓力高,熔融(róng)料黏度差小,層間剪切應力小,脫模後彈性回跳大,故收縮也可適量地減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在(zài)成型時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間(jiān)等諸因素也可適當改變塑料收縮情況。
模(mó)具設計時根據各(gè)種塑料的收縮(suō)範圍,塑件(jiàn)壁厚(hòu)、形狀、進料口(kǒu)形式(shì)尺寸及分布情況,按經驗確定(dìng)塑件各部(bù)位的(de)收縮率,再來計算型腔尺寸。
對高精度塑件及難以掌握收縮率時(shí),一般宜用如下方法設計模具:
①對塑件外徑取較小收縮率(lǜ),內經取較大收縮率,以留有試模後修(xiū)正的餘地。
②試模(mó)確(què)定澆注係統形式、尺寸及成型條件。
③要後處理的塑件徑後處理確定尺寸變化情況(測量(liàng)時必須在脫模24h 以後)。
④按實際收縮情況修正模(mó)具。
⑤再試模並可適當地(dì)改變工藝條件,略微修正收縮值以滿足塑件(jiàn)要求。

二(èr)、流動性
熱塑性塑料流動性大小,一般可從分子量(liàng)大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流動長度、表觀黏度及流動比(流程長(zhǎng)度/塑件壁厚)等一係列指數進行分析。
分子量小,分子(zǐ)量分布寬,分子結構(gòu)規整性(xìng)差;熔融指數高(gāo)、螺流(liú)動長度長、表觀黏度(dù)小,流動比大的(de)則流動性就好。
對同一品名的塑料必須檢查其說明(míng)書判斷其(qí)流動性是否適用於注塑成型。按模具設計要求大致可將常用塑料(liào)的流動性分為三類:
①流(liú)動性(xìng)好PA、PE、PS、PP、CA、聚4 甲基戊烯。
②流動(dòng)性中等聚苯乙烯係列數值(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚。
③流動性差PC、硬PVC、聚苯醚(mí)、聚碸、聚芳碸、氟塑料。
各種塑料的流動性也因各(gè)成型因(yīn)素而變,主(zhǔ)要影響的因素有如下幾點:
①溫度
料溫(wēn)度高則流動性增大,但不同塑料也各有差異,P S(尤其耐衝擊型及MFR 值較高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA 等塑料的流動性隨溫(wēn)度變化較大(dà)。
對PE、POM,則溫度增減對其流動性影響較小(xiǎo)。所以前者在成型時(shí)宜(yí)調節溫度來控製流動性(xìng)。
②壓(yā)力
注塑壓力(lì)增大則熔融料受剪切作用大,流(liú)動性也增大,特別是PE、POM 較為敏感,所以成型時宜調節注塑機壓力來(lái)控製(zhì)流動(dòng)性。
③模具結構
澆注係統(tǒng)的形式、尺寸、布置、冷卻係統設計、熔融料(liào)流動阻力(如型(xíng)麵光潔度、料道(dào)截麵厚度、型腔形狀、排氣係統(tǒng))等因素都直(zhí)接影響到(dào)熔融料在型腔內的實際流動性,凡促(cù)使熔融料降低溫度,增加(jiā)流動性阻力的則(zé)流動(dòng)性就降低(dī)。
模具設計時應根據所用塑料的流(liú)動性(xìng),選用合理的結(jié)構。成型時則也可控(kòng)製料溫、模溫(wēn)及注(zhù)塑壓(yā)力、注(zhù)塑速度等因素來適當地調(diào)節填(tián)充情況以滿足(zú)成型需要。
三、結晶性
熱塑性塑料按其冷凝時是否出現(xiàn)結晶現象可劃分(fèn)為結晶型塑料與非結晶型(又稱無定形)塑(sù)料兩大(dà)類。
所謂結晶現象即為塑料(liào)由(yóu)熔融狀態到冷(lěng)凝時,分子由自由移動(完全處於無次序狀態)變成停止自由運動,按略微固定的位置,並有使(shǐ)分子排列成為正規模型傾向的一種現象。
作為判別這兩類塑料的(de)外觀標準可視塑料(liào)的厚壁、塑件的透明(míng)性而定,一般結晶型塑料為不透明或(huò)半(bàn)透明(如POM 等),無定形塑料為透明(如PMMA 等)。
在模具設計(jì)及選擇注塑機時應注意對結晶型塑(sù)料(liào)有下列要求及注意事(shì)項。
①料溫上升到成型(xíng)溫度所(suǒ)需的熱(rè)量(liàng)多,要用塑化(huà)能力(lì)大(dà)的設備。
②冷卻回化時放出熱量大,要充分冷卻。
③熔融態與固態的(de)密度差大,成型收縮大,易發生縮孔、氣孔。
④冷卻快,結晶度低,收縮小,透(tòu)明度高(gāo)。結晶度與塑(sù)件壁厚有(yǒu)關,壁厚則冷卻慢,結晶度高,收縮大,物性好。所以結晶型塑料應按要求必須控製模溫。
⑤各(gè)向異性顯著,內應力大。脫模後未(wèi)結晶化的分子有繼(jì)續結晶化的傾向,處於能量不平(píng)衡狀態,易發生變形、翹曲。
⑥結晶化溫度(dù)範(fàn)圍窄,易發生未熔料未注入模具或堵塞進料口。
四、熱敏性(xìng)塑(sù)料及易水解塑料
熱敏性是指某些塑料對熱較為敏感,在高溫下受熱時間較長,或進料口截麵(miàn)過小(xiǎo),剪切作用大時,料(liào)溫增高易發生變色、降解、分解的傾向,具有(yǒu)這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。
如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙(yǐ)烯共聚物、POM、聚三氟氯乙烯等(děng)。熱敏性(xìng)塑料在分解時(shí)產生單體、氣體、固體等副產物,特別是有的分解(jiě)氣體對人(rén)體、設備、模具(jù)都(dōu)有刺激、腐蝕作用或毒性。
因此,模具設計選擇注塑機(jī)及成型時都應注意,應選用螺杆式注(zhù)塑機,澆注係統截麵宜大,模具和料筒應鍍鉻,不(bú)得有滯料,必須嚴格控製成型溫度,也可在(zài)塑料中加入(rù)穩定劑,減弱其熱敏性(xìng)能。
有的塑料(如PC)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發生分解,這種性能稱為易水解性,對此必須預先加熱(rè)幹燥。
五、應力開裂及熔體破裂
有(yǒu)的(de)塑料(liào)對應力敏感,成型時易產生內應力並質脆(cuì)易裂,塑件在(zài)外力作用下或在(zài)溶劑作用下即發生開裂現象。
為此,除了在原料內加(jiā)入添加劑提高抗開裂性外,對原料應注(zhù)意幹燥,合(hé)理地選(xuǎn)擇成型條件,以減少內應力和增加抗裂(liè)性。
並應選擇合理的塑件形狀,不宜設置嵌件等措(cuò)施來盡量減少應力集中。
模具設計時應增大脫模斜度,選用合理的進(jìn)料口及(jí)頂出(chū)機構,成型時應適當地調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間,盡量避免塑件過與冷脆時脫模,成型後塑件還宜進(jìn)行後處理提高(gāo)抗開裂性,消除內應力並禁止與溶劑接觸。
當一定流動速率的聚合物熔體,在(zài)恒溫下通過噴嘴孔時其流速超(chāo)過某值後,熔體表麵發生明顯橫向的裂紋稱為熔體破裂,有損塑件外觀及物(wù)性。
故在選(xuǎn)用熔(róng)體流動(dòng)速率高的聚合物時,應(yīng)增大噴(pēn)嘴、澆道、進料(liào)口截麵,減少注塑速度(dù),提高料溫。
六、熱性能及冷卻速度
各種塑料有不同的比熱容、熱導率、熱變(biàn)形溫度等熱性能(néng)。比熱容高的塑化(huà)時需要熱量大,應選用(yòng)塑化能力大的注塑機。
熱變形溫度高,塑料的(de)冷卻時間短,脫模早,但脫模後要防止冷卻(què)變形。
熱(rè)導(dǎo)率低的塑料冷卻速度慢(màn)(如離子聚合物等冷卻速(sù)度極慢),故必須充分冷卻,要加強模(mó)具冷卻效果。熱(rè)澆道模具適用於比熱(rè)容低、導熱率高的塑料。比熱容大、導熱率低、熱(rè)變形(xíng)溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利於高速成型,必須選用適當的注塑機及加強模具(jù)冷卻。
各種塑料按其種類特性及塑件形狀要求,必須保持適當的冷卻速度。所(suǒ)以模具必須按成型要求設置加熱和冷卻係統,以保持一定模溫。當模溫升高時(shí)應(yīng)予以冷(lěng)卻,以防止塑件脫(tuō)模(mó)後變形,縮短成型周期,降低結晶度。
當塑料餘熱不足以(yǐ)使模具保持(chí)一定溫度時,則模具應設有加熱(rè)係統,使(shǐ)模具保持在一定溫度,以(yǐ)控製(zhì)冷卻速度,保證流動性,改善填充條件,或用以控製塑件使其緩慢冷(lěng)卻,防止厚壁塑件內外冷卻不均勻及提高結晶度等。
對(duì)流動性好(hǎo)、成型麵積大、料溫不均的則按塑件成型情況,有時需加熱或冷卻交替使用或局部加熱(rè)與冷卻並用。為此模具應(yīng)設有(yǒu)相應的冷卻或加熱係統。
七、吸濕性
塑(sù)料中(zhōng)因有各種添加劑,使其(qí)對水(shuǐ)分有不同的(de)親疏程度
所以塑料大致(zhì)可分為吸濕、黏附水分及不吸水也不易黏附水分兩種,料中含水量必須控製在允許範圍內,否則在高溫、高壓下水分變成氣體或發生(shēng)水解作(zuò)用,使樹脂起(qǐ)泡、流動性(xìng)下(xià)降(jiàng)、外觀(guān)及力學性能不良。所以吸濕性塑料(liào)必須按要(yào)求采用適當的加熱方法及規範進行預熱,在使用時防止再吸濕。
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