深(shēn)圳市科翔模具有限公司
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注塑成型工藝一般包括(kuò):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(zhì)品的成型質量,而且這4個注塑成型工藝階段是一個完整的連(lián)續(xù)過程。
1、注塑成型工(gōng)藝填充階段
(1)填充是整個注塑循環過程中(zhōng)的第(dì)一(yī)步,時間從模具(jù)閉合開始注塑算起,到模具型腔填充(chōng)到大約95%為止(zhǐ)。理論上,填充時間越短,成型效率越高,但是實際中,成(chéng)型時間或者注塑速度要受到很多條件的(de)製約。
(2)高速填充。高速填充時剪切率較高,塑料由於剪切變稀的作用而存在粘度下降的(de)情(qíng)形,使整體(tǐ)流動阻力降低;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,填充行為往往取決於待填充的(de)體積大小。即在(zài)流動控製階段,由(yóu)於高速填充,熔體的(de)剪切變稀效果往往很大,而薄壁的冷卻作用並不明顯,於是速(sù)率的效用(yòng)占了上風。
(3)低速填(tián)充。熱傳導控製低速填充時(shí),剪切率較低,局部(bù)粘度較高,流動阻力(lì)較大。由於熱塑料補充速率(lǜ)較慢,流動較為緩慢,使熱傳導效應較為明顯,熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現象,固化(huà)層厚度較厚,又進(jìn)一步增加壁部較薄處的流(liú)動阻力。
由於噴泉(quán)流動(dòng)的原因,在流動波前麵的塑料高分子鏈排(pái)向幾乎平行流動波前。因此兩股塑(sù)料熔膠在交匯時(shí),接觸麵的高分子鏈互相(xiàng)平行;加上兩股熔膠性質各異(在模(mó)腔中滯留時間不同,溫度、壓力也不(bú)同),
造成熔膠交匯區域在(zài)微觀上結(jié)構強度較差。在光線下將零件(jiàn)擺放適當的角度(dù)用肉眼觀察,可以發現有明顯的接合線產生,這就是熔接痕的形成機理。熔接痕不僅(jǐn)影響塑件外觀,同時由於微觀結構的鬆散,易(yì)造成應力集中,從而(ér)使得該部分的強度降低而發生斷裂(liè)。
一般而言,在高(gāo)溫區產生熔接的熔接痕(hén)強度較佳,因為高溫情形下(xià),高分子鏈活(huó)動性較佳,可以互相穿(chuān)透(tòu)纏繞(rào),此外高(gāo)溫度區域兩股熔體的溫度較為接近,熔體(tǐ)的熱性(xìng)質幾(jǐ)乎相同,增加了熔接區域(yù)的強度;反之在低溫區(qū)域,熔接強度較差。
2、注塑成型(xíng)工藝保壓階(jiē)段
保壓階段的作用是持續施加壓力,壓實熔體,增加塑料(liào)密度(增密),以補償塑料的收縮(suō)行為。
在保壓過程中(zhōng),由於模腔中(zhōng)已經填滿塑料,背壓較高(gāo)。在保壓壓實過程中,注(zhù)塑(sù)機螺杆僅能慢慢地向前作(zuò)微小移動,塑料的流動速度也較為緩(huǎn)慢,這時的流動稱作保壓流動。由於在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔體粘度增加也(yě)很快,因此模具型腔內的阻力很大。
在保壓的後期,材料密度持續增(zēng)大,塑件也逐漸成型,保(bǎo)壓階段要一直持續到澆口固(gù)化封口為止,此時保壓階段的模腔壓力達到(dào)最高值。
在保壓階段,由於壓力相當高,塑料呈現部分可壓(yā)縮特性。在壓力較高區域,塑料較為(wéi)密實,密度較高;在壓(yā)力較(jiào)低區(qū)域,塑料較為疏鬆,密度較低(dī),因此造成密度分布(bù)隨位(wèi)置及時間發生變化。
保壓過程中塑料流速極低,流動不再起主導作用;壓力為影響保(bǎo)壓過程的(de)主要因素。保壓過程(chéng)中塑料已經充滿模腔,此(cǐ)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(zhù)塑料傳遞至模壁表麵,有撐開模具(jù)的趨勢,因此需要適當的鎖模力進行鎖模。
漲模力在正常情形下會微微將模具撐開,對於(yú)模具(jù)的排氣(qì)具有幫(bāng)助作用;但若漲模(mó)力過大,易(yì)造成成型品毛邊、溢料,甚至撐開模具。因此在(zài)選擇注塑機時,應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(yā)。
3、注塑(sù)成型(xíng)公寓冷卻階段
在注塑成型模具中,冷卻係統的設(shè)計非常重要。這是因為成型(xíng)塑料製品隻有冷卻固化到(dào)一定(dìng)剛性,脫模(mó)後才能避免塑料製品因受到(dào)外力(lì)而產生變形。由於冷卻時間(jiān)占整個成型周期約70%~80%,因此(cǐ)設計良好的冷卻(què)係統可以大幅縮短成型時間,提高注塑生(shēng)產率,降低成本。設計不當的冷(lěng)卻係統會使成型時間拉長,增加成本;冷卻(què)不均勻更會進一步造成塑(sù)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5%經(jīng)輻射、對流傳遞到大氣中,其餘95%從熔體傳導到模具(jù)。塑料製(zhì)品在(zài)模具中由於冷卻水管的作用,熱量由模腔(qiāng)中的塑料通過熱傳導經模架(jià)傳至(zhì)冷卻水管,再通過熱對流被冷卻液帶走。少數未被(bèi)冷(lěng)卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導,至接(jiē)觸外界後散溢(yì)於空氣中。
注塑成型的成型周期由(yóu)合模時間、充填時間、保壓時間、冷卻時(shí)間及脫模(mó)時間組成(chéng)。其中以冷卻時間所占比重(chóng)最(zuì)大,大約為70%~80%。因此(cǐ)冷卻(què)時間將直接影響塑料製品成型周期長短及產量大小。脫模階段塑(sù)料製品溫度應冷卻至低於塑料製(zhì)品的熱變形溫度,以防(fáng)止塑料製品因殘餘應力(lì)導(dǎo)致的鬆弛現象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
影響(xiǎng)製品冷(lěng)卻(què)速率的因素有:
(1)塑料製(zhì)品設計方(fāng)麵。主要是塑料製品壁厚。製品厚度越大,冷卻時間(jiān)越長。一般而言,冷卻(què)時間約與塑料製品厚度的(de)平方成正比(bǐ),或是與最大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料製品厚度加倍(bèi),冷卻時間增加4倍。
(2)模具材料及其冷卻方式。模具材(cái)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(mó)具材料熱傳導係數越高,單位時間內將熱量從(cóng)塑料傳遞而出的效果越佳,冷卻時間也越短。
(3)冷卻水管(guǎn)配置方(fāng)式。冷卻水管越(yuè)靠近模腔,管徑越大,數目越多,冷卻
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