薄壁注塑的优点是当厚度减少时,需要冷却的材料更少。随着厚度减少,可以将成型周期缩短一半。熔体输送装置的合理设置使热流道和浇道不会妨碍成型周期的缩短。使用热流道和浇道衬套有助于将成型周期缩短至最小。此外,还应该考虑到模具用材。P20钢被广泛应用于传统制品的模塑,但由于薄壁注塑的压力更高,模具必须制造得十分坚固。H-13和其他硬钢为薄壁模具增加了额外的安全系数。然而,坚固模具的成本可能高于标准模具的30%~40%。
薄壁注塑成型制品
薄壁制品的设计原则与常规厚壁制品的也有很大不同,而且还受到成型局限性和塑料原料选择的影响。薄壁制品要求具有高的冲击强度、良好的外观质量和尺寸稳定性以及精密的尺寸公差,并能承受大的静态载荷。设计过程中要重点考虑制品的刚性、抗冲击性和可制造性等。
薄壁注塑成型模具
薄壁注塑成型时模具设计是至关重要的一环,成型薄壁制品时一般需要专用模具。与常规制品的标准化模具相比,薄壁制品模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都有可能发生重大变化。它主要表现在以下几个方面
(1) 模具结构 为承受成型时的高压,薄壁注塑成型模具的刚度要大,强度要高。因此,模具的动、定模板及其支承板厚度通常比常规模具的模板要厚,支撑柱要多,模具内可能要多设置内锁紧定位机构,以保证精确定位和良好的侧支撑,防止弯曲和偏移。
(2) 浇注系统 成型薄壁塑件,特别是塑件厚度非常小时,要使用大浇口,而且浇口应该大于壁厚。如是直浇口应设置冷料井,以减少浇口应力, 协助填充, 减少塑件去除浇口时的损坏。为保证有足够的压力充填薄的型腔,流道系统中应尽可能减少压力降,流道压降最好不要超过注塑,机提供压力的15%。为此,流道截面设计要比传统的大一些,同时要限制熔体的驻留时间,以防止塑料降解裂化。有一些薄壁塑件模具的浇注系统中引入了热流道技术和顺序阀式浇口( SVG)技术。热流道技术能够使熔体经过较长的流动路径后还能在浇口处提供尽可能高的压力。然而,热流道却使熔体在高温下停留的时间过长,容易使塑料降解裂化,所以必须限制驻留时间。SVG能有效地避免熔接线,降低成型压力,在诸如笔记本电脑外壳等较大型薄壁塑件的生产中发挥了巨大的作用。
(3) 冷却系统 薄壁塑件不像常规塑件那样可以承受较大的因传热不均而产生的残余应力。为保证塑件的尺寸稳定性,把收缩和翘曲控制在可以接受的范围内,就必须加强模具的冷却,确 保冷却均衡。
(4) 排气系统 薄壁注塑成型模具一般需要有良好的排气性,最好可以进行抽真空操作。由于填充时间短,注射速度高,模具的充分排气,尤其是流动前沿聚集区的充分排气非常重要,以防 困气引燃。
(5) 脱模系统 因为薄壁塑件的壁和筋都很薄,非常容易损坏,而且沿厚度方向收缩很小,同时高保压压力使收缩更小,使得加强筋和其他小结构很容易粘合。为避免顶穿和粘模,薄壁注塑成型应使用比常规注塑成型数量更多、尺寸更大的顶杆。
薄壁注塑成型塑料原料的选择
薄壁注塑成型所使用的塑料原料的流动性要好,需要拥有大的流动长度、高的冲击强度、高的热变形温度、高的热稳定性、低的方向性以及良好的尺寸稳定性。另外,还要考虑塑料原料的低温冲击刚性、阻燃性、机械装配性以及外观质量等。目前薄壁注塑成型应用较多的塑料原料 有聚碳酸酯( PC ) 、丙烯睛2丁二烯2苯乙烯(ABS) 、PC /ABS共混物和PA6 等。这可能是由随着壁厚降低,需要使用具有更好物理性能的塑料来维持制品强度。
薄壁注塑成型注塑机
常规的注塑机很难在薄壁注塑成型中有用武之地。如薄壁注塑成型的填充时间很短,在很短的时间内不可能遵循速度曲线,因此,必须使用高解析度的微处理器来控制注塑机。在整个薄壁注塑成型过程中,应同时各自独立地控制压力和速度,常规注塑机的充填阶段用速度控制,保压阶段再转为压力控制的方法已不适用。薄壁注塑成型注塑机一般需要小的料筒,而传统注塑机的料筒都比较大。由于塑件壁厚比较小,所以每次需要射出的量就较少。如果使用过大的料筒,容易引起塑料原料因停留时间过长而裂解。因此,在注塑机的选用上宜以每次射出量是机器最大射出量的35% ~75%为佳。
薄壁注塑成型技术也称为薄壁塑件注塑成型技术。目前关于薄壁注塑成型还没有统一的定义。要给出一个适合所有塑料原料和塑件形状的薄壁注塑成型定义还是比较困难的; 同时随着技术的发展,薄壁注塑成型定义的临界值也将发生变化,它应该是一个相对的概念。
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