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(lěng)卻(què)、脫模(mó)等(děng)4個階段,這4個(gè)注塑成型工藝階(jiē)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個完整的連續過程。
1、注塑成型工藝填充階(jiē)段
(1)填充是整個(gè)注塑循環過程中(zhōng)的第一步,時間從模具閉合開始注塑算起,到模具(jù)型腔填充到大約95%為止。理論上,填充時間越短,成型效率越高,但是實際(jì)中,成型時間或者注(zhù)塑速度(dù)要受到很多條件的製約(yuē)。
(2)高速填充(chōng)。高速填充時剪切(qiē)率較高(gāo),塑(sù)料由於剪(jiǎn)切(qiē)變稀的作用而(ér)存在粘度下降的情形(xíng),使整體流動阻力降(jiàng)低;局部的粘滯加(jiā)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(wǎng)取(qǔ)決於待填充的體積大小。即在流(liú)動控(kòng)製階段,由於高速填充,熔體(tǐ)的剪切變稀效(xiào)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(dù)較高,流動阻力較大。由(yóu)於熱(rè)塑料補充速率較慢,流動較為緩慢,使熱傳(chuán)導效應較為明(míng)顯,熱量迅速為冷(lěng)模壁帶走。加上較少量的粘滯加(jiā)熱現象(xiàng),固化層厚度(dù)較厚,又(yòu)進(jìn)一步增加壁部較薄處的流動阻(zǔ)力。
由於噴泉(quán)流動的原因,在流動波前麵的(de)塑料高分子鏈排(pái)向幾乎平行流動波(bō)前。因此兩股(gǔ)塑料熔膠在交匯時,接觸麵的(de)高分子鏈互相平行;加上(shàng)兩股熔膠性質各異(yì)(在模腔中滯留時間不同,溫(wēn)度、壓力也不同),
造成(chéng)熔膠交匯(huì)區域(yù)在微(wēi)觀上結構強度較差。在光線下將零(líng)件擺放適(shì)當的角度用肉眼觀察,可以發現有明顯的接合線(xiàn)產(chǎn)生(shēng),這就是熔接痕的形成(chéng)機理。熔(róng)接痕不僅影響塑件外觀,同時由於微觀結構的鬆散,易(yì)造成應力集中,從而使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(róng)接痕強度較佳(jiā),因為高溫情形下,高(gāo)分子鏈(liàn)活動性較佳,可以互相穿透纏繞,此外(wài)高溫度區域兩股熔體的溫度較為接近(jìn),熔體(tǐ)的熱性質幾乎相同,增加了熔接區域的強度;反之在低溫區域,熔接強度較差。
2、注塑成型工藝保壓階段
保壓(yā)階段的作用是持續施加壓(yā)力,壓(yā)實熔體,增加塑料密度(增密),以補償塑料的收縮行(háng)為。
在保壓過程中,由於模腔中已經填滿塑料,背壓較高。在保壓壓實過程中,注塑機(jī)螺杆僅能(néng)慢慢地向前(qián)作微小移動(dòng),塑料的流動速度(dù)也較為緩慢,這時(shí)的流動稱作保壓流動。由於(yú)在保壓階段,塑(sù)料受模壁(bì)冷卻固化(huà)加快(kuài),熔體粘度增加也很快,因此模具型腔內的阻力很大。
在保壓的後期,材料密度持續增大,塑件也逐漸成型,保壓(yā)階段要一直持續到澆口固化封口為止,此時保(bǎo)壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。
在保(bǎo)壓階段,由於(yú)壓力相當高,塑料呈現部分可壓縮特性。在壓力較(jiào)高區域,塑料較為密實,密度較高(gāo);在(zài)壓力較低區(qū)域,塑料較為疏鬆,密度較低,因此造(zào)成密度分布隨(suí)位置及時間發生變化。
保壓過程中塑料流(liú)速極低,流動不再起主導(dǎo)作用;壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過程中塑料已經充滿模腔,此時逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質。模腔中(zhōng)的壓力借助塑料傳遞至模壁表麵,有撐開(kāi)模具(jù)的趨勢(shì),因此需要適當的(de)鎖(suǒ)模力進行鎖模。
漲模力在正常情(qíng)形下會微微將模具撐開,對於模具的(de)排氣具有幫(bāng)助作用(yòng);但若漲模力過大,易造成成型品毛邊、溢(yì)料(liào),甚至(zhì)撐開模具。因此在選擇注塑機時,應選擇(zé)具有足夠大(dà)鎖模力的注塑機(jī),以防止漲模現象並能(néng)有效進行保(bǎo)壓。
3、注(zhù)塑成型公寓冷卻階段
在注塑成型模具中,冷卻係統的設計非常(cháng)重要。這(zhè)是(shì)因為成型塑料製品隻有冷卻固化到一定剛性(xìng),脫模後才能避免塑料製品因受到外力而產生變形。由於冷卻時間占整個成型周期約70%~80%,因此設計良好的冷卻係統可以大幅縮短成型時間,提高注(zhù)塑生產率,降低(dī)成本。設計不(bú)當(dāng)的冷卻係統會使成型時間拉長,增加成本;冷卻不均勻更會進一步造(zào)成塑料製品的翹曲變形。
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(dǎo)到模具。塑料製品在模具中由於(yú)冷卻水管(guǎn)的作用,熱(rè)量由模腔中的塑料通過熱傳導經模架傳至冷卻水管,再通過熱對流被冷卻液帶走。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(wài)界後散溢於空氣中。
注塑成型的成型周(zhōu)期(qī)由合模時間、充填(tián)時(shí)間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中(zhōng)以冷卻時間(jiān)所占比重最(zuì)大,大約為70%~80%。因此冷卻時間將(jiāng)直接影(yǐng)響(xiǎng)塑料製品成型周期長短及產量大小。脫模階段塑料(liào)製品溫(wēn)度應冷卻至低於塑料製品的熱變形溫度,以(yǐ)防(fáng)止塑料製品(pǐn)因殘餘應力導致的鬆弛現象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
影響製品冷卻速率的因素(sù)有:
(1)塑料製品設計方麵。主要是塑料製品壁厚。製品厚度越大,冷卻時間越長(zhǎng)。一般而言,冷卻時間(jiān)約與塑料製品厚度(dù)的平方(fāng)成正比,或是與(yǔ)最大流道直徑的(de)1.6次方成正比(bǐ)。即塑料製品厚度加倍,冷卻時間增加4倍。
(2)模具材料及其冷卻方式。模具材料,包括模具型芯、型腔材(cái)料以及模架材料對冷卻速(sù)度的(de)影響很大。模具材料熱傳導係數越高,單位(wèi)時間內(nèi)將熱(rè)量從塑料傳(chuán)遞而出的效果越佳,冷卻時(shí)間也越短。
(3)冷卻水管配(pèi)置方式。冷卻水管越靠近模腔,管(guǎn)徑越(yuè)大,數目越多,冷卻
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