深圳市科(kē)翔模具有限公司
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注塑成型工藝一般包括:填充、保壓、冷卻、脫模等4個(gè)階段,這4個注塑成型工藝階段直接決定著製品的成型質量,而且這4個(gè)注塑成型工藝階段(duàn)是一個完整的連續過程。
1、注塑(sù)成型工藝填充階段
(1)填充是整個注(zhù)塑循環過程中的第(dì)一步,時間從模具閉合開始注塑算起,到模(mó)具型腔填充到大約95%為止。理論上,填充時間越短,成型效率越高,但是實際中,成型時(shí)間或者(zhě)注塑速度要受到很多條件的製約。
(2)高速填充。高速填充時剪切率(lǜ)較高,塑料由於剪切變(biàn)稀的作用而存在粘度下降的情形,使整體流動(dòng)阻力降低;局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因此在流動控製階段(duàn),填充(chōng)行為往往取決(jué)於待填充的體積大小。即在流動控製階段,由於高速填充,熔體(tǐ)的剪切變稀效(xiào)果往往很(hěn)大(dà),而薄壁的(de)冷卻作用並不明顯,於(yú)是速率的效用占了上風。
(3)低速填充。熱傳導(dǎo)控製低速(sù)填充時,剪切率較低,局部粘度較高,流動阻力較大。由於熱(rè)塑料補充速率較慢,流動較為緩(huǎn)慢,使熱傳導效應較為明顯,熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少量的(de)粘滯加熱現(xiàn)象,固化層厚度較厚,又進一步增加壁部較薄處的流動阻(zǔ)力。
由於噴泉流(liú)動的原因,在(zài)流動波前麵的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動波前。因(yīn)此兩股塑料熔膠在交(jiāo)匯時,接觸麵(miàn)的高分子鏈互相平行;加上兩股熔膠性質各異(在模腔中滯留時間(jiān)不同,溫度、壓力也不同),
造成熔膠交匯區域在微觀上結構強(qiáng)度較差(chà)。在光(guāng)線下將零件擺放適當的角度(dù)用肉眼觀察,可以發現(xiàn)有明顯的接合線產生,這(zhè)就是熔接痕的形成機理。熔接痕不僅(jǐn)影響塑件外觀,同時由於微觀結(jié)構的鬆(sōng)散,易造成(chéng)應力集中(zhōng),從而使得該部分的強度降低而發生斷(duàn)裂。
一般(bān)而言(yán),在高(gāo)溫區產(chǎn)生熔接的熔接痕強度較佳,因為高溫情形下,高分子鏈活動性較佳,可以互相(xiàng)穿透纏繞(rào),此外高溫度區域兩股熔體的溫度較為接近,熔體的(de)熱性質(zhì)幾乎相同,增加了熔接區域的強度;反之在低溫區域(yù),熔接強度較差(chà)。
2、注塑成型工藝保壓階段
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力,壓實熔(róng)體,增(zēng)加(jiā)塑(sù)料密度(增密),以補償塑料的收縮行為。
在保壓過程中,由於模腔中已經填滿塑料,背壓較高。在保壓壓(yā)實(shí)過程中,注塑機螺杆僅能(néng)慢慢地向前作微小移動(dòng),塑料的流動速度也較為(wéi)緩慢(màn),這時的流動(dòng)稱作保壓流動。由於在保壓階段(duàn),塑料受(shòu)模壁冷(lěng)卻固化加快,熔體粘度增加也很快,因此模具型腔內的阻力很大(dà)。
在保壓的後(hòu)期,材料密度持續增大(dà),塑件也逐漸成型,保壓階段要一直持(chí)續(xù)到澆口固化封口(kǒu)為止,此時保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。
在保壓階(jiē)段,由於(yú)壓力相當高,塑料呈現部分可壓縮特性。在壓力(lì)較高區域,塑料較為密(mì)實,密度較高;在壓(yā)力(lì)較低區域,塑料較為疏鬆,密度較低(dī),因此造成密(mì)度分布隨位置及時間發生變化。
保壓(yā)過(guò)程中塑料流速極低(dī),流(liú)動不再起主導作用(yòng);壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過程中塑(sù)料已經充(chōng)滿模腔,此時逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質。模腔中的壓力借助塑料傳遞至模壁表麵,有撐開模具的趨勢,因此需要適當(dāng)的鎖模力進行(háng)鎖模。
漲模力在正常情形下會微微將模具撐(chēng)開,對於模具的排氣具有幫助作用;但若漲模力過大,易造(zào)成成型品毛邊、溢料(liào),甚至(zhì)撐開模具。因此在選擇注塑機時,應(yīng)選擇具有足夠大鎖模力的注塑機,以防止漲模現象並能有效進行保壓。
3、注塑成型公(gōng)寓冷卻階段
在(zài)注塑成型模具中(zhōng),冷卻係統的設計非常重要。這(zhè)是(shì)因為成型塑料製品隻有冷卻固(gù)化到一定剛性,脫模後才能(néng)避免塑料製品因受到外(wài)力而產生變形。由於冷卻時間占整個成型周(zhōu)期約70%~80%,因此(cǐ)設計良好的(de)冷卻係統可(kě)以大(dà)幅縮短(duǎn)成型時間,提高注塑生產率,降(jiàng)低(dī)成本。設計不當的冷卻係統會使成型時間拉長,增加成本;冷卻(què)不(bú)均勻更會進一步造(zào)成塑料製品的翹曲變形。
根據實驗,由熔體進入模具的熱量大體分兩部分散發,一部分有(yǒu)5%經輻(fú)射、對流傳遞(dì)到大氣中,其餘95%從(cóng)熔體傳導到模具。塑料製品在模具(jù)中由於冷卻(què)水管的作用,熱量(liàng)由模腔中的塑(sù)料通過熱傳導(dǎo)經模(mó)架傳至冷(lěng)卻水管,再通過熱對流被冷卻液帶走。少數未被冷卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導,至接觸外界(jiè)後散溢(yì)於(yú)空氣中。
注塑成型的成型周期由合模時間、充填(tián)時(shí)間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其(qí)中以冷(lěng)卻時間(jiān)所占比重最大,大約為70%~80%。因此冷(lěng)卻時(shí)間將直接(jiē)影響塑料(liào)製品成型周期長短及產量大(dà)小。脫模階段塑料製品溫度應冷卻至低於塑料製品的熱(rè)變形溫度,以防止(zhǐ)塑料製品因殘餘應力(lì)導致的鬆弛現象或脫模外力所造成的翹曲及變(biàn)形。
影響製(zhì)品冷卻速率的因素有:
(1)塑料(liào)製品設計方麵。主要是塑料製品壁(bì)厚。製品厚度越大,冷卻時間越長。一般而言,冷卻(què)時間約與塑料製品厚度的平方成正比,或是與最大流道直徑的1.6次方成正(zhèng)比。即塑料製(zhì)品(pǐn)厚度加倍,冷卻時間增加4倍。
(2)模具(jù)材料及其冷卻方式。模具(jù)材料,包括(kuò)模具型芯、型腔材料以及模架材料(liào)對冷卻速度的影響很大。模具材料熱傳導係(xì)數越高(gāo),單位時間內將熱量從塑料傳遞而出的效果越(yuè)佳,冷卻時間也越短。
(3)冷(lěng)卻(què)水管配(pèi)置(zhì)方式。冷卻水管越(yuè)靠(kào)近模腔(qiāng),管徑越大,數目越多(duō),冷卻
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