精密注塑成型的特点是:注塑件的尺寸要求精度高、公差小。要做到精密注塑的要求必须达到的条件是:
(1) 模具的材料要好,刚性足,型腔的尺寸精度以及模版间的定位精度要高,表面粗糙要低。
(2) 要采用精密注塑机。
(3) 要采用精密成型工艺。
(4) 要选用适合精密注塑成型工艺的材料。
常用的精密
注塑加工成型的材料有一下几种:POM\POM=CF(碳纤维)、PNM=GF(玻璃纤维)、PA\FRPA66(增强PA)\PC等。精密注塑过程中保证注塑件尺寸精密的重要方法是控制注塑件的收缩问题。
精密注塑机是带有射胶闭环控制的注射机,通常注塑机的注射压力和注射速度是采用闭环控制的,所谓闭环控制,也叫反馈控制,指的是在控制系统中,通过检测组件对控制系统的输出信号进行检测,将检测信号再传递到控制器,控制器对该检测信号进行运算处理,从而实现输出信号与系统要求的输出信号一致,使输出信号更接近于期望值,系统输出偏差最小。简单的讲,闭环控制就是更接近期望值的自动调节控制。注塑机由于采用了注射闭环控制,大大提高了注射成型的重复性和稳定性,减小了制件的尺寸波动,也就提高了制件的尺寸精度和尺寸稳定性。注塑机要实现闭环控制,对于液压式注塑机而言,就必须采用伺服阀,实现液压系统压力和流量的闭环控制。超精密型注塑机除了采用伺服阀之外,还会配加使用伺服控制板,伺服控制板配合电脑控制系统,进一步提高液压系统输出压力和流量的重复精度,实现超精密注塑成型。
全电动式注塑机同比液压式注塑机,在实现全闭环注射控制上,要有很大的优势。全电动注塑机的电脑运动控制器,对伺服电机进行控制驱动,再通过逻辑控制器对传感器反馈的信号进行逻辑运算,实现对注塑动作包括注射、塑化、开合模、顶针动作的全闭环控制,位置控制可达到0.01mm,制件的尺寸精度更高,机台的稳定性和重复精度也就高得多。
判定精密注塑的依据是注塑制品的精度,即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要进行精密注塑必须有许多相关的条件,而最本质的是塑料材料、注塑模具、注塑工艺和
注塑加工设备这四项基本因素。设计塑料制品时,应首先选定工程塑料材料,而能进行精密注塑的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。其次应根据所选择的塑料材料、成品尺寸精度、件重、质量要求以及预想的模具结构选用适用的注塑机。在加工过程中,影响精密注塑制品的因素主要来自模具的精度、注塑收缩,以及制品的环境温度和湿度变化幅度等方面。
在精密注塑中,模具是用以取得符合质量要求的精密塑料制品的关键之一,精密注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。但即使模具的精度、尺寸一致,其模塑的塑料制品之实际尺寸也会因收缩量差异而不一致。因此,有效地控制塑料制品的收缩率在精密注塑技术中就显得十分重要。
模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率,由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的,而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值,它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关,而且与工程塑料的结晶取向性(各向异性)、塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关。影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素,而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此,在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素,如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布,以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料不同、其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。
由于注塑过程是把塑料从固态(粉料或粒料)向液态(熔体)又向固态(制品)转变的过程。从粒料到熔体,再由熔体到制品,中间要经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用,在这些场的共同作用下,不同的塑料(热固性或热塑性、结晶性或非结晶性、增强型或非增强型等)具有不同的聚合物结构形态和流变性能。凡是影响到上述"场"的因素必将会影响到塑料制品的物理力学性能、尺寸、形状、精度与外观质量。
这样,工艺因素与聚合物的性能、结构形态和塑料制品之间的内在联系会通过塑料制品表现出来。分析清楚这些内在的联系,对合理地拟定注塑加工工艺、合理地设计并按图纸制造模具、乃至合理选择注塑加工设备都有重要意义。精密注塑与普通注塑在注塑压力和注射速率上也有区别,精密注塑常采用高压或超高压注射、高速注射以获得较小的成型收缩率。综合上述各种原因,设计精密注塑模具时除考虑一般模具的设计要素外,还须考虑以下几点:①采用适当的模具尺寸公差;②防止产生成型收缩率误差;③防止发生注塑变形;④防止发生脱模变形;⑤使模具制造误差降至最小;⑥防止模具精度的误差;⑦保持模具精度。
对塑料制品高精度、高性能要求的日益增长是精密注射成型技术前进的动力,人们对精密注射成型原理理解的不断深化是精密注射成型技术进步的基础。随着新材料、新工艺和新设备的相继出现,尤其是计算机在塑料加工中的广泛应用,为精密注射技术创造了良好的条件。对只要合理的利用这些技术,就一定能生产出精密的制品。
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