在塑膠注塑加工中,零件的壁厚是(shì)一個十分關鍵的參數。薄壁注塑(sù)件有很多(duō)好處,它降低零(líng)件重量、生產規模、減少材料開支及縮短(duǎn)成型周期等,但是製(zhì)造薄壁產品必須采用(yòng)昂貴的高速注塑機,甚不化算。究(jiū)竟傳統注塑機可否(fǒu)勝任,文為你詳盡分析。
甚麽是薄(báo)壁注塑?一般的(de)定義(yì)是在一(yī)個有50cm²表麵積的注塑件,其壁厚(hòu)為lmm。這種級別則可稱(chēng)之為薄壁注塑零件。
然(rán)而,傳統的注塑(sù)機往往(wǎng)不能適應薄壁注塑(sù)的要求(qiú)。以一台製作3mm壁厚零件的傳統機器為例,當(dāng)熔(róng)化的熱塑膠材料的前沿部份流經模具型腔時,它(tā)將會與溫度較低的型芯或型腔內壁接觸,並形成(chéng)一層固化(huà)的薄表(biǎo)皮。這種提前(qián)固的表皮大致要占(zhàn)整個壁厚的20%。
在這層表皮內邊,注入的熔化材(cái)料仍在不斷地向前流動。顯然,如果(guǒ)零件的薄壁減少並達到“薄壁”的程度(dù),其冷卻速度也會加快,從而導致上述固化表皮(pí)占整個壁厚的比例將會增加,也就是說,其(qí)後續流人型膠的熔融“芯部”將會縮小。相反,零件產生冷凝的時間間隔卻(què)在縮短。這都(dōu)給材(cái)料的繼續流動增添了難度,從而使的零件在冷凝之前實現“填滿”的要求變得更加困難(nán)。
為了克服內壁注塑的填充困難,通常要對注(zhù)塑機進行特別的設計或改裝,如采用多通道注入口,施加高達241mpa的(de)注射(shè)壓力和1, 000mm/s的注入速度。然而,這些做法將要花費相當可觀的資金。
能否在傳統的未經改裝的標(biāo)準注(zhù)塑機上,對某些工藝參數進行控製,以(yǐ)實現薄壁注塑的要求呢?
答案是肯定的。據報導,曾經有(yǒu)人在一台最大夾(jiá)緊力(lì)為90公噸,最大注射量(liàng)為170g的傳統機器上做過這方麵的實驗。在這台機器上安置了具有一個扇形注入口內插件和一個注口,並有一(yī)個型腔的模具。該內(nèi)插件的長/厚(hòu)比為(wéi)140:1,型腔厚度為lmm。使用的樹脂(zhī)是lexansp7602聚碳酸(suān)酯和(hé)magunum9015。
產品(pǐn)零件的重量(liàng),是唯一的可變輸出值。在同一個模具型腔條件(jiàn)下,零件(jiàn)重量的(de)變化(huà),顯然(rán)與注塑過程熔化材(cái)料在型腔內(nèi)“填滿”的程度密切相關。據稱,對零件(jiàn)重量(liàng)變化的(de)分析。其結果的可信度能高達95%。因此(cǐ)該(gāi)實驗就是從有關工(gōng)藝(yì)參數與零(líng)件重量的關係著手進行研究的。為此(cǐ),在型(xíng)腔裏特別裝設了五個壓力與溫度(dù)轉換器。一(yī)個數據探測係統在腔內跟蹤壓力與溫度曲線。
該實驗采用了一個半分(fèn)數因子(halffractional factorial)設計,用來研究(jiū)噴嘴溫度(dù),模具溫度,冷(lěng)卻時間(jiān),注射速度和夾持壓力。據稱,這五個參數都能影響零件之重量。為了建(jiàn)立這些(xiē)參數以確(què)定它們對零件重量的影響,采用了不同高低值的組合(見下表),來進行注(zhù)射(shè)成型。
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