深圳市科翔模具有限公司
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在注塑生產過程中,模具溫度是影響部(bù)件質量(liàng)高低(dī)的一個重要因素。一般(bān)而(ér)言,設置較高的模溫通常可獲得較高的部件表麵質量(liàng)。冷/熱循環模(mó)具注塑(sù)技術(shù)是在注塑循環過程中,利用熱循環控製模具溫度的一種方(fāng)法。該(gāi)技術要求模具表麵的加熱(rè)溫度(dù)要在塑料的玻璃化轉變溫度(Tg)之(zhī)上,以利於(yú)注塑,然後快速冷(lěng)卻模溫,使部件冷固,以便於頂出。
熱/冷循環模具注塑工藝可極大提高(gāo)注塑(sù)部件的表麵(miàn)質量,另外由於減少了(le)上漆、打磨等消除(chú)表麵瑕疵的(de)二(èr)次(cì)加工工序,從而降低整個加工成本。在某(mǒu)些情況下,上漆或粉末塗覆皆可省去。熱/冷模注塑還可提高玻(bō)纖增強結構性材料的表麵光潔(jié)度,用在對製品表麵有高光澤要求的場合。利用該技(jì)術可(kě)獲得的(de)其他優(yōu)點(diǎn)包(bāo)括:降低(dī)模塑應力、減少或(huò)消除漩紋(wén)、熔接縫等缺陷,並提高熔體的流動長度,生(shēng)產出薄壁製品。
1、工(gōng)作原理
傳統注塑機也可以利(lì)用熱/冷循環模具注塑工藝,首先,需要安裝一個特殊的輔助係統裝置,以實現模(mó)具表麵的快(kuài)速(sù)加熱和冷卻。需要用到過熱水和蒸汽,有部分係統需外置一個鍋爐,以產生蒸汽,另外(wài)的一些係統則在控製裝(zhuāng)置內形成蒸汽。
為(wéi)了有效地控(kòng)製加工過程,必須在緊靠著模具的外表麵裝配多(duō)個(gè)熱電偶,以監控溫度。模具、注塑機、熱/冷控製裝置必須要求智能化連(lián)接,從(cóng)而實現加工過程的穩定性。
在注塑循環周期的初始階(jiē)段,蒸汽或過熱水循環流動,加熱模具表麵,使模溫比樹脂的(de)玻璃化轉(zhuǎn)變溫(wēn)度高出10℃~30℃左右。當達到該設定溫度(dù)後,注塑機獲得信號,將塑料熔體注入模腔內。待模腔充滿後即完成注射,冷卻水循環流入模(mó)具,將塑料部件快速冷卻定型,然後頂出製品。設有一個閥門開關,輪流轉換通入蒸汽或過熱水(shuǐ),或是冷卻水。在部件冷卻之後,打開模具並頂出部件,係統轉換開關重新(xīn)轉為模具加熱(rè)階段。
2、模具設計的要點
決定(dìng)熱/冷循環模(mó)具注塑工藝在整個循環加工周期內能否成功的因素不僅與加工材質有關,同時也與模具的設計(jì)樣式和(hé)結構有關。加熱和冷卻模(mó)具(jù)所需的時間由鋼材的厚薄而定(dìng),對於熱交換循環來說,最好是將鋼(gāng)材的厚度最小化。型(xíng)腔與型芯可采用鑲嵌組(zǔ)裝的方式,優於在模板上切割開挖的方式,這樣就能(néng)減小模板厚度。為了減小熱量損失和(hé)提高熱效率,這些嵌件可以在型腔和型芯的托模板(bǎn)上盡量使用氣隙和隔絕材料進行(háng)裝配。
除了(le)需減小模(mó)具鋼(gāng)材用量之外,還(hái)需考慮模具冷熱交替的影響,模具製造所(suǒ)用的(de)材質需有較高的導熱係數,如銅鈹合金或其他有較高導熱性能的合金(jīn)材料,以縮(suō)短加熱和冷卻模具表麵(miàn)所(suǒ)需的時間。另外,冷卻水通道設計要靠近模具表麵(miàn),從而加快響(xiǎng)應時間。然而,在大(dà)多數情況下,這點(diǎn)會受到塑料製品幾何形狀的製約。設計采用保型冷卻的方式就非常合理有效,即冷卻水管道的布置(zhì)根據塑料部件(jiàn)的表(biǎo)麵形狀而設計。
3、技術優點
熱/冷循環模具注塑技術可極大地改善注塑部件的外觀質(zhì)感,最具突出效果的是采用無定型樹脂加工的部件,包括的樹脂種(zhǒng)類有:PC樹脂、PC/ABS混料、PC/PBT混料。當模具表麵溫度高於某種無定型樹脂的Tg之後,在注(zhù)射階段,樹(shù)脂熔體不會結成一層皮,並且(qiě)熔體可自由移動。其結果是:當熔體碰到模(mó)具表麵時不會凍結,這點與傳統的注塑工藝有所區別。
在充模時,有一層薄薄的(de)聚合物(wù)熔體逸出,留在墊模板(bǎn)的外表麵,由此(cǐ)增加了部件(jiàn)的光澤度、降低表麵粗糙度。研究結果顯示,如果(guǒ)部件的光澤度提高(gāo)50%~90%,對於玻纖增(zēng)強材料來說,表麵粗糙度指數(shù)-Rmax可提高70%,相對於未填充材料的指數還要提高20%。
熱/冷模具注塑工藝對改善熔接痕的寬度和可見度有著積極的影響。曾經在同一模具上進行了3種不同材料的加工對比測試,結(jié)果顯示,采用傳統(tǒng)注(zhù)塑工藝加工而成的製品,其表麵的熔接痕寬度大約在6~13微米之間(jiān),在熱/冷模具上注塑得到的製品完全看不見(jiàn)熔接痕,而且檢測不(bú)出其寬度。這個巨大的優點(diǎn)可省(shěng)卻上漆等(děng)二次加工工(gōng)序,特別適用某些特殊場合。
製品內殘存的注塑內應力可引(yǐn)起部件翹曲(qǔ),甚至縮短部件的使用壽命。傳統注塑的部件存在的內應力很高。四氯化碳屬於一種已知的(de)可引起塑料部件產生應(yīng)力開(kāi)裂的溶劑。采用熱/冷循環模具加(jiā)工的塑料部件內(nèi)應力較低,使用這種溶劑也不會造成部件應力開裂,從而(ér)可省去部件使(shǐ)用前需進行的退火處理(lǐ)工序。
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