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用傳統設備實現薄壁注塑加工成型

時間:2019-11-25 03:40 閱讀:1859 來源:互聯網

在塑料注射成型加工中,零件的壁厚是一個十分關鍵的參數。薄壁注塑件有很多好處,它降低零件的重量、生產規模、減少材料開支及縮短成型周期。但是,制造薄壁產品必須采用昂貴的高速注塑機,甚不劃算。究竟傳統注塑機可否勝任,下面我們就這個問題來進行分析:首先,我們要了解什么是薄壁注塑。一般意義上講,薄壁注塑是指在一個有5平方厘米表面積的注塑件上,其壁厚為1MM這種級別的注塑可稱之為薄壁注塑。然而,傳統上的注塑機往往不能適應薄壁注塑的要求。以一臺制作3MM壁厚零件的傳統注塑機為例;當熔化的熱塑性塑料的前沿部份流經模具型腔時,它將會與溫度較低的型芯或型腔內壁接觸,并形成一個固化的薄表皮。這種提前固化的表皮大致要占整個壁厚的20%。在這層表皮內邊,注入的熔化材料仍在不斷地向前流動。顯然,如果零件的壁減少并達到薄壁的程度,其冷卻速度也會加工廠快,從而導致上述固化表皮占整個壁厚的比例將會增加,也就是說,其后續流入型腔的熔融芯部將會縮小。相反,零件產生冷凝的時間的間隔卻在縮短。這都給材料的繼續流動增加了難度,從而使得零件在冷凝之前實現填滿的要求變得更加困難。為了克服薄壁注塑的填充困難,通常要對注塑機進行特別的設計或改模,如采用多信道注入口,施加高達241PA的注射壓力和1000MM/S的注射速度。然而,這些做法將要花費相當可觀的資金。那么,能否在傳統的未經改裝的標準注塑機上,對某些工藝參數進行控制,以實現薄壁注塑的要求呢?答案是肯定的。據報導,產經有人在一臺最大夾緊力為90公頓,最大注射量為170G的傳統注塑機上做過這方面的實驗:在這臺機器上安置了具有一個扇形注入內插件和一個注口,并有一個型腔的模具。該內插件的長、厚比為140:1,型腔厚度為1MM。使用的塑料是LEXSP7602和MAGUM9015。產品零件的重量是唯一可變輸了出值。在同一個模具型腔條件下,零件重量的變化,顯然與注射器塑過程熔化材料在型腔內填滿的程度密切相關。據稱,對零件重量變化的分析,其結果的可信度能高達95%。因此,該 實驗就是從有關工世參數與零件重量的關系著手進行研究的,為此,在型腔里特別裝設了五個壓力與溫度轉換器。一個資料探測系統在腔內跟蹤壓力與溫度曲線。該實驗采用了一個半分數因子(HALF FRACTIONAL FACTORIAL)設計,用來研究噴嘴嘴溫度、模具溫度、冷卻時間、注塑速度和變白持壓力。據稱,這五個參數都能影響零件之重量。為了建立這些參數以確定它們對零件重量的影響,采用了不同高低值的組合來時行注射成型。對PC和ABS兩種材料進行了實驗。實驗條件是:各自的熔溫度標準的模具溫度和零件重量、標準的零件張力強度和最高的許用注射速度。另處,兩種材料的相對粘度也都能在不同的剪切率下得到確立。
l 實驗結果如下:
1、 將ABS材料由其熔化溫度2600C升至2800C時,其零件重量會由6.6G增至7.4G,即有12%的增大。
2、 對PC材料,將其熔化溫度由2900C升至3000C時,零件重量即從7.3G增至8.9G,即增大了22%。
3、 當模具溫度從800C升至900C時,PC和ABS兩種材料的零件重量都有增大,但PC更為敏感,后者的零件重量可從8.4G升至8.8G,增長了4.8%。
4、 熔化溫度和模具溫度的變化都會導致零件張力強度的改變。但熔溫度的增高將會使強度下降,而模具溫度和升高則會使強度增加。
5、 縮短冷卻時間和提高注射速度都將會使PC材料的零件重量得以增加,而ABS材料則不受這兩個參數的影響。
l 結果分析:
1、 對PC材料而言,熔化溫度、模具溫度、冷卻時間和注射速度都是影響零件重量的關鍵參數;而對ABS而言,影響其零件重量的參數只是熔化溫度和模具溫度。
2、熔化溫度的提高將使材料有更高的熱能,同時會導致材料粘度的降低,從而使得熔融材料更易于流動,其形成一個更長的流注長度,同時更加順暢地填滿型腔。但熔化溫度過高,將會促使材料退化和降級。所以,這一參數僅可在該材料允許的上限之內被用來保證型腔的填滿。
3、模具溫度的升高,會減少材料在型腔里的冷凝層,使熔融材料在型腔內更易于流動,從而獲得更大的零件重量和更好的填滿。
4、更短的冷卻時間可使熔化材料在容器內停留的時間更短,并減少退化的可能性。據認為,減少壁厚50%將導致冷卻時間成4倍的減少。另處冷卻時間構成了約70%的成型周期,它的減少意味著生產效率的提高。
5、機器注射量應盡可能達到最大值。因為這也幫助熔化 材料在容器內停留時間的減少。
6、增高注射速度,也會使熔化材料的相對粘度下降,這是由于剪切變得更薄時,產生假塑料體(PSEUDOPLASTIC)影響的結果。同時,這種剪切的加熱僅發生在不到一秒種的瞬間,這對導致明顯的退化來說,是無足輕重的。
7、注射速度的提高,雖然會使PC材料粘度下降并造成零件重量的上升,但比起熔化溫度增高時零件重量的增加要少得多。不過,由于它還能使得材料更加不易退化,所以,提高注射速度還是有它可取之處。
8、注塑速度的改變,對于ABS材料幾乎不會造成任何影響,這是由于此時它的相對粘度沒有產生明顯的下降的緣故。
通過在傳統注塑機條件下對一些工世參數的變更,取得了零件重量增加的效果。這一結果實際上反映了塑料在熔化狀態下填滿1MM型腔能力的增加,也就是提高了薄壁成型的能力。
綜合實驗情況,在傳統注塑機上加工薄壁零件同樣是可以做得到的。進行操作時,可能將其注射速度調整到所允許的最高上限,在此基礎上,可以按照該材料所推薦的最高熔化溫度界限和模具最高溫度標準,盡可能地提高這兩個參數,這就是在傳統注塑機上, 以低成本的選擇,實現優質的薄壁注塑料的主要對策。
 

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