在注塑過程中,注塑機噴嘴處的壓力高,以克服熔體全程中的流動阻力。其后,壓力沿著流動長度往熔體前端波前處逐步降低,如果模腔內部排氣良好,則熔體前端后的壓力就是大氣壓。
影響熔體填充壓力的因素很多,概括起來有3類:⑴材料因素,如塑料的類型、粘度等;⑵結構性因素,如澆注系統的類型、數目和位置,模具的型腔形狀以及制品的厚度等;⑶成型的工藝要素。
這里所說的注塑時間是指塑料熔體充滿型腔所需要的時間,不包括模具開、合等輔助時間。盡管注塑時間很短,對于成型周期的影響也很小,但是注塑時間的調整對于澆口、流道和型腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時間有助于熔體理想填充,而且對于提高制品的表面質量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義。
注塑時間要遠遠低于冷卻時間,大約為冷卻時間的1/10~1/15,這個規(guī)律可以作為預測塑件全部成型時間的依據。在作模流分析時,只有當熔體完全是由螺桿旋轉推動注滿型腔的情況下,分析結果中的注塑時間才等于工藝條件中設定的注塑時間。如果在型腔充滿前發(fā)生螺桿的保壓切換,那么分析結果將大于工藝條件的設定。
注塑溫度是影響注塑壓力的重要因素。注塑機料筒有5~6個加熱段,每種原料都有其合適的加工溫度(詳細的加工溫度可以參閱材料供應商提供的數據)。注塑溫度控制在一定的范圍內。溫度太低,熔料塑化不良,影響成型件的質量,增加工藝難度;溫度太高,原料容易分解。在實際的注塑成型過程中,注塑溫度往往比料筒溫度高,高出的數值與注塑速率和材料的性能有關,高可達30℃。這是由于熔料通過注料口時受到剪切而產生很高的熱量造成的。在作模流分析時可以通過兩種方式來補償這種差值,一種是設法測量熔料對空注塑時的溫度,另一種是建模時將射嘴也包含進去。
在注塑過程將近結束時,螺桿停止旋轉,只是向前推進,此時注塑進入保壓階段。保壓過程中注塑機的噴嘴不斷向型腔補料,以填充由于制件收縮而空出的容積。如果型腔充滿后不進行保壓,制件大約會收縮25%左右,特別是筋處由于收縮過大而形成收縮痕跡。保壓壓力一般為充填大壓力的85%左右,當然要根據實際情況來確定。
在如此眾多的復合因子約束下,注塑成型制品的缺陷的出現就在所難免,于是,尋求缺陷產生的內在機理以及預測制品可能產生缺陷的位置和種類,并用于指導模具設計和改進、歸納缺陷產生的規(guī)律、制訂更為合理的工藝操作條件就顯得尤為重要。我們將從影響注塑成型加工過程中的塑料材料特性、模具結構、注塑成型工藝及注塑設備三個主要因素來闡述注塑成型缺陷產生機理及解決辦法。
模具材料重要的因素是熱強度和熱穩(wěn)定性,常用料模具材料:工作溫度 成形材料 模具材料 <300℃鋅合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。 300~500℃鋁合金、銅合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。 500~800℃ 鋁合金、銅合金、鋼鈦 GH130、GH33、GH37。 800~1000℃ 鈦合金、鋼、不銹鋼、鎳合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。 >1000℃ 鎳合金 銅基合金模具、硬質合金模具。
俗稱壓制成型,是早成型塑件的方法之一。壓縮成型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內,然后閉合模具,在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動狀態(tài)。由于物理及化學作用,而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。壓縮成型主要是用于成型熱固性塑料,如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強酚醛塑料、環(huán)氧樹脂、DAP樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺等的模塑料,還可以成型加工不飽和聚酯料團(DMC)、片狀模塑料(SMC)、預制整體模塑料(BMC)等。一般情況下,常常按壓縮膜上、下模的配合結構,將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。
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