精密的注塑产品需有合理精密注塑工艺配合

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精密注塑工艺

许多人认为要得到精密制品，只要设计和制造精密的模具就可以了，其实这是一种偏见。精密的模具只是精密注射成型技术中其中的一环，还有许多很重要的因素需要引起我们的重视。有时精密成型并不一定需要高精密的模具，一般品质的模具，如果配合正确稳定的注射成型工艺条件，一样可以得到尺寸稳定性高，性能良好的塑料制品。
下面详细谈谈这些因素对制品尺寸精度的影响。
（1）风   塑料冷却的变化，直接影响制品的收缩率。我们只注意注塑机的料筒温度控制，而没有注意到风的方向速度对料筒、喷嘴及模具温度的影响。严格地说，生产精密塑料制品的工厂里，电风扇应受到管制，不能任意使用，否则会导致料筒及模具温度的不平衡，从而影响塑料的塑化和制品的收缩率。
（2）室温  塑料原料加热注入模具后，急速冷却，一部分的热量由冷却介质带走，一部分通过辐射和对流进入大气中；同时料筒也散发出大量的热到大气中。如何控制机房的温度，如何在厂房的上层适度的抽风，或借空气流动带走上面的热空气，并且在厂房的底层注入冷空气，是非常重要的。如果能在机房加装适当的空调，将厂房温度控制在27℃左右，则为精密成型创造了非常必要的条件。
（3）环境  气候（晴雨天、温度、湿度的影响），风的大小、方向，暧房、冷气、尘埃、冷却水量的变动，水温的变化，水垢的影响，都会对制品精度产生影响。因此尘埃的去除，料筒的加盖（及静电除尘），地面的清扫，循环水流压力大小，电压的稳定性等，都是不可疏忽的因素。
（4）时间  春、夏、秋、冬气候的变化，冷却水温度的差异都会影响模具温度，进而影响制品精度。如果白天、晚上生产制品的质量有差异，或者周一、周六生产的制品质量上有差异，也可以判定，问题出在模具温度和环境温度的不稳定。在休假日后开机生产，模具温度还没有升到固定的范围内，就开始生产，如此做出来的东西，很少会有合格品。
（5）材料  材料质量的稳定性，品牌的差异，回用料的使用、干燥的方法（时间、温度的控制等），染色配色的方法等，对制品质量会有很大影响。高精度制品对表面质量（如流痕、粗糙度、透明度等）要求比较严格，对于材料的干燥技术也特别讲究。但是一般都只注意到干燥的温度与时间，甚至为了达到干燥的效果，不惜提高干燥温度，这是绝对错误的。温度提高，易造成材料降解变质，尤其对热敏性塑料，如PA、PVC、POM和EVA等，更为严重。正确的方法，应该是稍微降低干燥温度，延长干燥的时间。
还有一点必须特别注意：在密闭的容器内干燥，水气没有过滤去除，而进入的空气并没有除温，经过加热后，空气的相对温度降低，绝对温度却没有改变。由于在空气内的水分并没有减少，怎么能达到干燥的效果呢？因此，如何做到除湿干燥，乃为精密成型技术不可或缺的一环。
（6）注射机
注塑机的性能、规格的差异，注塑机的磨损、老化、使用方法，计测仪器、计器方法、温度控制的种类、性能，冷却介质（油、水）、冷却介质的流速、流量及电压的稳定性等，也会影响到制品质量。自动化的注射机，可弥补成型技术的不足。但如果具备熟练、高超的注射成型技术，并不一定需要自动化的注射机。目前工厂使用注射机易疏忽的有两项。
一是使用过大的注射机来成型。注射机过大，料筒的容积也随着加大，使得塑料在料筒内停留的时间过长，因加热时间过长面变质，直接影响制品的精度。
另一项被疏忽的，就是未能注意注射机规格中的额定注射量。假设某注射机的额定注射量是300g，而制品的重量是200g，表面看来无任何问题，其实却忽视了额定注射量的单位是g/min。因此，还须再计算制品每分钟的生产重量，是否超过额定注射量？如果超过，会造成材料在料筒内有塑化不均的现象。没有充分熔融，就被注射成型，结果一定影响制品质量。
（7）模具温度控制  模温控制对制品质量的提高至关重要，除了模具设计时必须重视外，模具生产时还要注意以下几点。
1、冷却水的温度不应太低。如果冷却水的温度过低，将导致模具的温度相对偏低，如此对熔体的填充、流动很不利，最终对制品质量会造成很大的影响。一般常用的水温为室温及5℃左右的冷水，比应该使用的水温低了很多，如此对结晶性塑料（如尼龙、POM、PBT、PPS等）影响很大。
2、为了使冷却水能充分的带走模具中的热量，正确的做法就是：
a)
按Re=8000~10000（湍流的标准雷诺数）的标准，来计算水的流速及冷却水管的表面积。
b)
以能产生湍流的水速带走模具的热量，而不是降低水温、以大的温差带走热量。因为温差（模温与水温之差）过大，极易造成模温的不均，导致成型品的变形。
c)
当模温很高，接近100℃时，可以使用加压的水来做热交换工作，而不能用油来冷却。因为油的黏度很高，密度小，雷诺数（Re=dυp/η）很难达到湍流的标准，而在层流的情况下，便很难充分带走模具的热量。
（8）注射成型工艺条件  温度、成型压力、速度、周期、成型条件的稳定性等直接影响制品的质量。
A）注射压力  因填充不易，一般都可以提高注射压力来克服，不过压力一大，就容易产生飞边，即使再好的模具也无法避免飞边的产生。压力太大，除了易生飞边外，还因内应力的增加，极易造成成型零件的变形。
另外，适当降低料温（防止料过热变质），同时提高螺杆的旋转速度，利用剪切及摩擦产生的热量，亦有助于制品填充，改善制品的成型质量。
B）成型周期  成型周期过长，熔体在料筒内停留的时间过长，塑料易发生降解，从而破坏了塑料原有的特性。成型周期过长，也降低了模具的劳动生产率。
因此为了节省成本，提高产量，很少有人会无缘无故地增加成型周期，但是下述情况是另外；
1）
为了改善成型品变形及收缩凹陷现象，常以增加冷却和保压时间（即延长成型周期）来克服。
2）
制品壁厚不均。为了使厚度大的部分达到充分的冷却效果，常常以延长成型周期来克服。
C）成型温度。为使塑料在料筒内充分熔融，提高温度有助于塑化的程度，但是温度的提高，很容易造成塑料的降解。最好是适度的降低料温，比平常用的温度再降5%~10%，不足的部分，改由提高螺杆的旋转速度（进而提高注射速度）的方法来补足。因为螺杆的旋转速度的提高，可以增加塑料分子之间因剪切和摩擦而产生的热量，此热量足以弥补料温的不足，由于摩擦生热只是瞬间，塑料不会发生降解，并且因料筒旋转产生的摩擦热比较均匀，不会有局部过热的情形发生。

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