深圳市科翔(xiáng)模具有限公司
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注塑成型(xíng)工(gōng)藝一般包括:填(tián)充(chōng)、保壓、冷卻、脫模等4個階段,這4個注塑成型工藝階段直接決(jué)定著(zhe)製品的成型質量,而且這4個注(zhù)塑成型工藝階段是一個完整的連續過程。
1、注塑成型工藝填充階段
(1)填充是(shì)整個(gè)注塑循環過(guò)程中的第一步(bù),時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,但是實際中,成型時間或者注塑速度(dù)要受到很多條(tiáo)件的製約(yuē)。
(2)高速填(tián)充。高速(sù)填充時剪切率較(jiào)高,塑料由於剪(jiǎn)切(qiē)變稀(xī)的作用而存在(zài)粘度下(xià)降的情形,使整體流動阻力降低;局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚(hòu)度變薄。因此(cǐ)在流動控製階段,填充行為(wéi)往往取決於待填充的體積(jī)大小。即在流動控製(zhì)階段,由(yóu)於高速填充,熔體的剪切變稀效果往往很大,而(ér)薄壁的冷卻作(zuò)用並不明顯,於是速率的效用占了上風。
(3)低速填充。熱傳導控製低速填充時,剪切率較低,局部粘度較高,流動阻力(lì)較大。由於熱塑料補充速率較慢,流動較為(wéi)緩慢,使熱傳導效應較為明顯,熱(rè)量迅速為冷模壁帶走。加上較少量(liàng)的粘滯(zhì)加熱現象,固化層厚度較厚,又進一步增加(jiā)壁部(bù)較薄處的流(liú)動阻(zǔ)力。
由於噴泉流(liú)動(dòng)的原因,在流動(dòng)波前麵的塑料高分(fèn)子鏈排向幾乎(hū)平行流動波前。因此兩股塑料熔膠在交匯時,接觸麵的高分子鏈互相平行(háng);加上兩股熔(róng)膠性質各異(在模腔中滯留時間不同,溫度、壓力也不同),
造成熔膠交匯區域在微觀(guān)上結構強(qiáng)度較差。在光線下將零(líng)件擺放適當的角度用肉眼觀察,可以發現有明顯的接合線產生(shēng),這就是熔(róng)接痕(hén)的形成機理。熔接痕不僅影響塑件外觀,同時由(yóu)於微觀結構的(de)鬆散(sàn),易造成應力集中,從而使(shǐ)得該部分的強度降低而發生斷裂。
一般而言,在高溫區產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(yǐ)互相穿透纏繞,此(cǐ)外高溫度區域兩(liǎng)股熔體的溫度較為(wéi)接近,熔體的熱性質幾(jǐ)乎相(xiàng)同,增加了(le)熔接區域(yù)的強度;反之在低溫區域(yù),熔接(jiē)強度較差。
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,壓實熔體,增加塑(sù)料密度(增密),以補償塑(sù)料的收縮行為。
在保壓過程中,由於模腔(qiāng)中已經(jīng)填滿塑料,背壓較高。在保壓壓實過(guò)程中,注塑機螺杆僅(jǐn)能慢慢地向前作微小移動,塑料(liào)的流動速度也較為緩慢,這時的流動稱作保壓流動。由於(yú)在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔(róng)體粘(zhān)度增加也很快(kuài),因此模(mó)具型腔內(nèi)的阻力很(hěn)大(dà)。
在保壓的後期,材(cái)料密度持續(xù)增大,塑件也逐漸(jiàn)成(chéng)型,保壓階段要一直持(chí)續到澆口固化(huà)封口為止,此時保壓階段的模腔壓力達到最高值。
在保壓階段,由(yóu)於壓力相當高,塑(sù)料呈現部(bù)分可壓(yā)縮特性。在壓力較高區域,塑料較(jiào)為密實,密度較高;在(zài)壓力較低區域(yù),塑料較為疏鬆,密度(dù)較低,因此造成密度(dù)分布隨(suí)位置及時間發生變化。
保壓過程中塑料流速極低,流動不再起主導作用;壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過程中(zhōng)塑料(liào)已經充滿模腔,此時逐漸固化的熔體作為傳遞(dì)壓力的介質。模腔中的壓力借助(zhù)塑料傳遞至模壁表麵,有撐開模具的趨勢,因此需要適當的鎖模力進行鎖模。
漲模力在正常情(qíng)形下會微微將模具撐開,對(duì)於模具的排氣具有幫助作用;但若漲模力過大,易造成成型品毛(máo)邊、溢料,甚至撐開(kāi)模具。因(yīn)此在選擇注塑機時,應(yīng)選擇具(jù)有足夠大鎖模力的注塑(sù)機,以防止漲模現象並能有(yǒu)效進行(háng)保壓。
3、注塑成型公寓冷卻階段(duàn)
在(zài)注塑成型模具中,冷卻係統的(de)設計非(fēi)常重要。這是(shì)因為成型塑料製品隻有冷卻固化到一定(dìng)剛性,脫模(mó)後才能(néng)避免塑料製品因受(shòu)到外力而產生變形。由(yóu)於冷卻時間占整個成型周期約70%~80%,因此設計良(liáng)好的(de)冷卻係統可以大幅縮短(duǎn)成型時間(jiān),提高注塑生產率,降低成本。設計不當的冷卻係統會使成型時間拉長,增加成本;冷卻(què)不均勻更會進一步造成塑料製(zhì)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%經輻射、對(duì)流傳遞到大氣中,其餘(yú)95%從(cóng)熔體傳導到模具。塑料製(zhì)品在模具中由於冷卻水管的作用,熱量由模腔中的塑料通過熱傳(chuán)導經模架傳至冷卻水管,再通(tōng)過熱對流被冷卻液帶走(zǒu)。少數未被冷卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導,至接觸外界後散溢於空氣中。
注塑成型的成型周期由合模(mó)時間、充填時間(jiān)、保壓(yā)時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中以(yǐ)冷卻時間所(suǒ)占比重最大,大約為70%~80%。因此冷卻時間將直接影(yǐng)響塑料製品成型周期長短及產量大小。脫模階段塑料製品溫度應冷卻至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或脫(tuō)模(mó)外力所造成的翹曲(qǔ)及(jí)變形。
影響製品冷卻速率的因素有:
(1)塑料製(zhì)品設計方麵。主要是(shì)塑料製品壁(bì)厚。製品厚度越大,冷卻時間越(yuè)長。一般而言,冷卻時間約(yuē)與塑料製品厚度的平方成正(zhèng)比,或是與最大流道直(zhí)徑的1.6次方成正比。即塑料(liào)製品厚度加倍,冷卻時(shí)間增加4倍。
(2)模具材(cái)料及其冷卻方式。模具材料,包括模具型(xíng)芯、型腔材料(liào)以及模架材料對(duì)冷卻速度的影(yǐng)響很大。模具材料熱傳導(dǎo)係數越高,單位時間內將熱量從塑料傳遞而出的效果越佳,冷卻時間也越短。
(3)冷卻水管配置方式。冷卻水管越靠近模腔,管徑越大,數目越(yuè)多,冷卻
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