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怎样用传统设备实现薄壁注塑成型

发布: 2015-01-20 | 来源:青娱乐-青娱乐官网 | 编辑:linxujian | 查看:

一般意义上讲,薄壁注塑是指在一个有50平方厘米表面积的注塑件上,其壁厚为1mm,这种级别的注塑可称之为薄壁注塑。

薄壁注塑件有很多好处,它降低零件的重量、生产规模、减少材料开支及缩短成型周期。但是,制造薄壁产品必须采用昂贵的高速注塑机,甚不划算。

然而,传统的注塑机往往不能适应薄壁注塑的要求。以一台制作3mm壁厚零件的传统注塑机为例:当熔化的热塑性塑料的前沿部分流经模具型腔时,它将会与温度较低的型芯或型腔内壁接触,并形成一个固化的薄表皮。这种提前固化的表皮大致要占整个壁厚的20%。在这层表皮内边,注入的熔化材料仍在不断地向前流动。显然,如果零件的壁厚减少并达到薄壁的程度,其冷却速度也会加快,从而导致上述固化表皮占整个壁厚的比例将会增加,也就是说,其后续流入型腔的熔融芯部将会缩小。相反,零件产生冷凝的时间间隔却在缩短。这都给材料的继续流动增加了难度,从而使得零件在冷凝之前实现填满的要求变得更加困难。

为了攻克薄壁注塑的填充困难,通常要对注塑机进行特别的设计或改装,如采用多通道注入口,施加高达241Pa的注射压力和1000MM/S的注射速度。然而,这些做法将要花费相当可观的资金。

那么,能否在传统的未经改装的标准注塑机上,对某些工艺参数进行控制,以实现薄壁注塑的要求呢?

怎样用传统设备实现薄壁注塑成型

能否在传统的未经改装的标准注塑机上,对某些工艺参数进行控制,以实现薄壁注塑的要求呢?

答案是肯定的。据报导,曾经有人在一台最大夹紧力为90公顷,最大注射量为170g的传统注塑机上做过这方面的实验:在这台机器上安置了具有一个扇形注入内插件和一个注口,并有一个型腔的模具。该内插件的长、厚比为140:1,型腔厚度为1mm。使用的塑料是Lexan SP7602和Magnum9015。

产品零件的重量是唯一可变输了出值.在同一个模具型腔条件下,零件重量的变化,显然与注塑过程熔化材料在型腔内填满的程度密切相关。据称,对零件重量变化的分析,其结果的可信度能高达95%。因此,该实验就是从有关工艺参数与零件重量的关系着手进行研究的。为此,在型腔里特别装设了五个压力与温度转换器。一个数据控测系统在腔内跟踪压力与温度曲线。

该实验采用了一个半分数因子设计,用来研究喷嘴温度、模具温度、冷却时间、注射速度和变白持压力。据称,这五个参数都能影响零件之重量。为了建立这些参数以确定它们对零件重量的影响,采用了不同高低值的组合来进行注射成型。

对PC和ABS两种材料进行了实验。实验条件是:各自的熔化温度、标准的模具温度和零件重量、标准的零件张力强度和最高的可用注射速度。另外,两种材料的相对粘度也都能在不同的剪切率下得到确立。

实验结果如下:

1、将ABS材料由其熔化温度260℃升至280℃时,其零件重量会由6.6克增至7.4克,即有12%的增大。

2、对PC材料,将其熔化温度由290℃升至300℃时,零件重量即从7.3克增至8.9克,即增大了22%.

3、当模具温度从80℃升至90℃时,PC和ABS两种材料的零件重量都有增大,但PC更为敏感,后者的零件重量可从8.4克增至8.8克,增长了4.8%。

4、熔化温度和模具温度的变化都会导致零件张力强度的改变。但熔化温度的增高将会使强度下降,而模具温度的升高则会使强度增加。

5、缩短冷却时间和提高注射速度都将会使PC材料的零件重量得以增加,而ABS材料则不受这两个参数的影响。

结果分析:

对PC材料而言,熔化温度、模具温度、冷却时间和注射速度都是影响零件重量的关键参数;而对ABS而言,影响其零件重量的参数只是熔化温度和模具温度。

熔化温度的提高将使材料有更高的热能,同时会导致材料粘度的降低,从而使得熔融材料更易于流动,其形成一个更长的流注长度,同时更加顺畅地填满型腔。但熔化温度过高,将会促使材料退化和降级。所以,这一参数仅可在该材料允许的上限之内被用来保证型腔的填满。

模具温度的升高,会减少材料在型腔里的冷凝层,使熔融材料在型腔内更易于流动,从而获得更大的零件重量和更好的表面质量。

更短的冷却时间可使熔化材料在容器内停留的时间更短,并减少退化的可能性。据认为,减少壁厚50%将导致冷却时间成4倍的减少。另外冷却时间构成了约70%的成型周期,它的减少意味着生产效率的提高。

机器注射量应尽可能达到最大值。因为这也帮助熔化材料在容器内停留时间的减少。增高注射速度,也会使熔化材料的相对粘度下降,这是由于剪切变得更薄时,产生假塑胶体影响的结果。同时,这种剪切的加热仅发生在不到一秒钟的瞬间,这对于导致明显的退化来说,是无足轻重的。

注射速度的提高,虽然会使PC材料粘度下降并造成零件重量的上升,但比起熔化温度增高时零件重量的增加要少得多。不过,由于它还能使得材料更加不易退化,所以,提高注射速度还是有它可取之处的。

注塑速度的改变,对于ABS材料几乎不会造成任何影响,这是由于此时它的相对粘度没有产生明显的下降的缘故。

通过在传统注塑机条件下对一些工艺参数的变更,取得了零件重量增加的效果。

这一结果实际上反映了塑料在熔化状态下填满1mm型腔能力的增加,也就是提高了薄壁成型的能力。

综合实验情况,在传统注塑机上加工薄壁零件同样是可以做得到的。进行操作时,可以将其注射速度调整到所允许的最高上限,在此基础上,可以按照该材料所推荐的最高熔化温度界限和模具最高温度标准,尽可能地提高这两个参数,这就是在传统注塑机上,以低成本的选择,实现优质的薄壁注塑的主要对策。

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