深圳市科翔模具有限公司
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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(chéng)型工藝(yì)階段直接決定著製品的成型質量,而且這4個注塑成型工藝階段是一(yī)個完整的(de)連續(xù)過程。
1、注(zhù)塑成型工藝填充階段
(1)填充是整個注塑循環過程中的第一步(bù),時(shí)間從模具閉合開(kāi)始注塑算起,到(dào)模具型腔填充到大約95%為止。理論上,填充時間越(yuè)短,成型效(xiào)率越高,但是實際中,成型時間或者注塑速度要受到很多條件的製約。
(2)高速填充。高速(sù)填充時剪切率較高,塑料由於剪切變(biàn)稀的作用(yòng)而存在粘度下降的情(qíng)形,使整體流動阻力降低;局部的粘(zhān)滯加(jiā)熱影響(xiǎng)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(wǎng)取決於待填充的體積大小。即在流動控製(zhì)階段,由於(yú)高速填充,熔體的剪切變稀效果往往很大,而薄壁的(de)冷卻作用並不明顯,於是速率的效用占了上風。
(3)低速填充。熱傳(chuán)導控製低速填充時,剪(jiǎn)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(dòng)較為(wéi)緩慢,使熱傳導效應較為明顯,熱量迅(xùn)速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現象,固化層厚度(dù)較厚,又(yòu)進一(yī)步增加壁部較(jiào)薄處的流動阻(zǔ)力(lì)。
由於噴泉流動的原因,在流(liú)動波前麵的塑料高分子鏈排向(xiàng)幾乎平行流動波(bō)前。因此(cǐ)兩股塑料熔膠在交匯時(shí),接觸麵的高分子鏈互相(xiàng)平行;加上(shàng)兩股熔膠性質各異(在模腔中滯留(liú)時間不同,溫度、壓力也不同),
造成熔膠交匯區域在微觀上結(jié)構強(qiáng)度較差。在光線下將零件(jiàn)擺放適(shì)當的角度用肉眼觀察,可以發現有明顯(xiǎn)的接合線產生(shēng),這就(jiù)是熔接痕的形成機理。熔接痕(hén)不僅影響塑件外觀,同(tóng)時由於微觀結(jié)構的鬆散,易造成應力集中(zhōng),從而使得該部分的強度(dù)降低而發生斷裂。
一般而言,在高溫區產生(shēng)熔接的熔接痕強度較佳(jiā),因為高溫情形下,高分子鏈活動性較佳,可以互相穿透(tòu)纏繞,此外(wài)高溫度區域兩股熔體的溫度較為接近,熔體的熱性質幾乎相同,增加(jiā)了熔接區域的強度;反(fǎn)之在(zài)低(dī)溫區域,熔接強度較差。
2、注(zhù)塑成型工藝(yì)保(bǎo)壓階段
保壓階段的作用是持續施加壓力,壓實熔體,增加(jiā)塑料(liào)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。在保壓壓實(shí)過程中,注塑機螺杆僅能慢慢地向前作微小移動,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(zài)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(mó)具型腔內的阻力很大(dà)。
在(zài)保壓的後期,材料(liào)密度持續增大,塑件也逐漸成型,保壓階段要一直持(chí)續到澆口固化封口為止,此時保壓階段的模腔壓力達(dá)到最(zuì)高值。
在(zài)保壓(yā)階段,由於壓力相當高,塑料呈現部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域,塑料較為密(mì)實,密度較高;在壓力較低區域,塑料較為疏(shū)鬆,密度較低,因此造成密度分布隨位置及時間發生變(biàn)化。
保壓過程中塑料流速極低,流動不再起主導作用;壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過(guò)程中塑料已經(jīng)充滿模腔,此時逐漸固化(huà)的熔體作為傳遞壓(yā)力(lì)的介質。模腔中的壓力借助塑(sù)料傳遞至模壁表麵,有撐開模具的趨勢,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,對於模(mó)具的排氣具(jù)有幫助作用(yòng);但若漲模力過大,易造(zào)成成型品毛邊、溢料,甚至撐開模具。因(yīn)此在選擇注塑(sù)機時,應選擇具有足夠大鎖模(mó)力(lì)的注塑(sù)機,以防止(zhǐ)漲模現象並能有效(xiào)進行保壓。
3、注塑成型(xíng)公寓冷卻階段
在注(zhù)塑成型模具中,冷卻係統的設計非常(cháng)重要。這是因(yīn)為成(chéng)型塑料製品隻有冷卻固化到一(yī)定剛(gāng)性,脫模(mó)後才能(néng)避免塑料製品因受到外力而產生變形。由於(yú)冷卻時間占整個成型周期約70%~80%,因此(cǐ)設計良好的冷卻(què)係統(tǒng)可以大幅縮短成型時間,提高注塑生產率(lǜ),降低(dī)成本。設計不(bú)當的冷卻係統會使成型時間拉(lā)長,增加成本;冷卻不均勻更會進一步造成塑料製品的翹曲變(biàn)形。
根據實驗,由熔體進入模具的熱量大體分兩部(bù)分散發,一部分有5%經輻射、對流傳遞到(dào)大氣中(zhōng),其餘95%從熔體傳導到模具(jù)。塑料製品在模具中由於冷卻水管(guǎn)的作用,熱量由模腔(qiāng)中的塑料通過熱傳導經模架傳至冷卻(què)水管(guǎn),再通過熱對流被冷卻液帶(dài)走(zǒu)。少(shǎo)數未(wèi)被冷(lěng)卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導,至接觸外界後散溢於空氣中。
注塑成型的成型周期由合模時間(jiān)、充(chōng)填時間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中以冷卻時間所占比重最大,大約(yuē)為70%~80%。因此冷卻(què)時間(jiān)將直接影響塑料製(zhì)品成型周期長短及產量大小。脫模(mó)階段塑料製品溫(wēn)度應冷卻至(zhì)低於塑料製品的熱變形溫度,以防止塑料製品因殘餘應力導致的鬆弛現象(xiàng)或(huò)脫模(mó)外(wài)力所造成的翹曲及變形。
影響(xiǎng)製品(pǐn)冷卻速率(lǜ)的因素有:
(1)塑料製品設計方(fāng)麵。主要是塑料製(zhì)品壁厚。製品厚(hòu)度越大,冷卻時(shí)間越(yuè)長。一般而(ér)言,冷(lěng)卻時間約與(yǔ)塑料(liào)製品厚度的(de)平方成正比,或是與(yǔ)最大流道直徑(jìng)的1.6次方成正比。即塑料製品(pǐn)厚度加倍,冷卻時(shí)間增加4倍。
(2)模具材料及其冷(lěng)卻(què)方式(shì)。模具材料(liào),包括模具(jù)型芯(xīn)、型腔材料以及模架材料對(duì)冷(lěng)卻速度的影響(xiǎng)很大。模具材料熱傳導係數越高,單位(wèi)時間內將(jiāng)熱量(liàng)從塑(sù)料傳遞而出的效果越佳,冷卻時間也(yě)越短。
(3)冷(lěng)卻水管配置方(fāng)式。冷卻水管越靠近模腔,管徑越大,數目越多,冷卻
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