薄壁注塑的優(yōu)點是當厚度減少時,需要冷卻的材料更少。隨著厚度減少,可以將成型周期縮短一半。熔體輸送裝置的合理設置使熱流道和澆道不會妨礙成型周期的縮短。使用熱流道和澆道襯套有助于將成型周期縮短至最小。此外,還應該考慮到模具用材。P20鋼被廣泛應用于傳統(tǒng)制品的模塑,但由于薄壁注塑的壓力更高,模具必須制造得十分堅固。H-13和其他硬鋼為薄壁模具增加了額外的安全系數(shù)。然而,堅固模具的成本可能高于標準模具的30%~40%。
薄壁注塑成型制品
薄壁制品的設計原則與常規(guī)厚壁制品的也有很大不同,而且還受到成型局限性和塑料原料選擇的影響。薄壁制品要求具有高的沖擊強度、良好的外觀質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性以及精密的尺寸公差,并能承受大的靜態(tài)載荷。設計過程中要重點考慮制品的剛性、抗沖擊性和可制造性等。
薄壁注塑成型模具
薄壁注塑成型時模具設計是至關重要的一環(huán),成型薄壁制品時一般需要專用模具。與常規(guī)制品的標準化模具相比,薄壁制品模具從模具結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)等都有可能發(fā)生重大變化。它主要表現(xiàn)在以下幾個方面
(1) 模具結(jié)構(gòu) 為承受成型時的高壓,薄壁注塑成型模具的剛度要大,強度要高。因此,模具的動、定模板及其支承板厚度通常比常規(guī)模具的模板要厚,支撐柱要多,模具內(nèi)可能要多設置內(nèi)鎖緊定位機構(gòu),以保證精確定位和良好的側(cè)支撐,防止彎曲和偏移。
(2) 澆注系統(tǒng) 成型薄壁塑件,特別是塑件厚度非常小時,要使用大澆口,而且澆口應該大于壁厚。如是直澆口應設置冷料井,以減少澆口應力, 協(xié)助填充, 減少塑件去除澆口時的損壞。為保證有足夠的壓力充填薄的型腔,流道系統(tǒng)中應盡可能減少壓力降,流道壓降最好不要超過注塑,機提供壓力的15%。為此,流道截面設計要比傳統(tǒng)的大一些,同時要限制熔體的駐留時間,以防止塑料降解裂化。有一些薄壁塑件模具的澆注系統(tǒng)中引入了熱流道技術和順序閥式澆口( SVG)技術。熱流道技術能夠使熔體經(jīng)過較長的流動路徑后還能在澆口處提供盡可能高的壓力。然而,熱流道卻使熔體在高溫下停留的時間過長,容易使塑料降解裂化,所以必須限制駐留時間。SVG能有效地避免熔接線,降低成型壓力,在諸如筆記本電腦外殼等較大型薄壁塑件的生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。
(3) 冷卻系統(tǒng) 薄壁塑件不像常規(guī)塑件那樣可以承受較大的因傳熱不均而產(chǎn)生的殘余應力。為保證塑件的尺寸穩(wěn)定性,把收縮和翹曲控制在可以接受的范圍內(nèi),就必須加強模具的冷卻,確 保冷卻均衡。
(4) 排氣系統(tǒng) 薄壁注塑成型模具一般需要有良好的排氣性,最好可以進行抽真空操作。由于填充時間短,注射速度高,模具的充分排氣,尤其是流動前沿聚集區(qū)的充分排氣非常重要,以防 困氣引燃。
(5) 脫模系統(tǒng) 因為薄壁塑件的壁和筋都很薄,非常容易損壞,而且沿厚度方向收縮很小,同時高保壓壓力使收縮更小,使得加強筋和其他小結(jié)構(gòu)很容易粘合。為避免頂穿和粘模,薄壁注塑成型應使用比常規(guī)注塑成型數(shù)量更多、尺寸更大的頂桿。
薄壁注塑成型塑料原料的選擇
薄壁注塑成型所使用的塑料原料的流動性要好,需要擁有大的流動長度、高的沖擊強度、高的熱變形溫度、高的熱穩(wěn)定性、低的方向性以及良好的尺寸穩(wěn)定性。另外,還要考慮塑料原料的低溫沖擊剛性、阻燃性、機械裝配性以及外觀質(zhì)量等。目前薄壁注塑成型應用較多的塑料原料 有聚碳酸酯( PC ) 、丙烯睛2丁二烯2苯乙烯(ABS) 、PC /ABS共混物和PA6 等。這可能是由隨著壁厚降低,需要使用具有更好物理性能的塑料來維持制品強度。
薄壁注塑成型注塑機
常規(guī)的注塑機很難在薄壁注塑成型中有用武之地。如薄壁注塑成型的填充時間很短,在很短的時間內(nèi)不可能遵循速度曲線,因此,必須使用高解析度的微處理器來控制注塑機。在整個薄壁注塑成型過程中,應同時各自獨立地控制壓力和速度,常規(guī)注塑機的充填階段用速度控制,保壓階段再轉(zhuǎn)為壓力控制的方法已不適用。薄壁注塑成型注塑機一般需要小的料筒,而傳統(tǒng)注塑機的料筒都比較大。由于塑件壁厚比較小,所以每次需要射出的量就較少。如果使用過大的料筒,容易引起塑料原料因停留時間過長而裂解。因此,在注塑機的選用上宜以每次射出量是機器最大射出量的35% ~75%為佳。
薄壁注塑成型技術也稱為薄壁塑件注塑成型技術。目前關于薄壁注塑成型還沒有統(tǒng)一的定義。要給出一個適合所有塑料原料和塑件形狀的薄壁注塑成型定義還是比較困難的; 同時隨著技術的發(fā)展,薄壁注塑成型定義的臨界值也將發(fā)生變化,它應該是一個相對的概念。
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