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[原创] 精密的注塑产品需有合理精密注塑工艺配合

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发表于 2009-1-10 13:35:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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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PAPVCPOMEVA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、POMPBTPPS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)
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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发表于 2009-1-10 13:40:59 | 只看该作者

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发表于 2009-1-16 14:02:21 | 只看该作者

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发表于 2009-1-16 22:27:13 | 只看该作者
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发表于 2009-1-17 15:58:43 | 只看该作者

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发表于 2009-1-17 20:46:17 | 只看该作者

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发表于 2009-1-17 22:21:37 | 只看该作者

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发表于 2009-2-20 21:05:28 | 只看该作者

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