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淺析冷熱循環的模具注塑技術
淺析冷熱循環的模具注塑技術
  在注塑生產過程中,模具溫度是影響部件質量高低的一個重要因素。一般而言,設置較高的模溫通常可獲得較高的部件表麵質量。冷/熱循環模具注塑技術是在注塑循環過程中,利用熱循環控製模具溫度的一種方法。該技術要求模具表麵的加熱溫度要在塑料的玻璃化轉變溫度(Tg)之上,以利於注塑,然後快速冷卻模溫,使部件冷固,以便於頂出。
  熱/冷循環模具注塑工藝可極大提高注塑部件的表麵質量,另外由於減少了上漆、打磨等消除表麵瑕疵的二次加工工序,從而降低整個加工成本。在某些情況下,上漆或粉末塗覆皆可省去。熱/冷模注塑還可提高玻纖增強結構性材料的表麵光潔度,用在對製品表麵有高光澤要求的場合。利用該技術可獲得的其他優點包括:降低模塑應力、減少或消除漩紋、熔接縫等缺陷,並提高熔體的流動長度,生產出薄壁製品。
  1、工作原理
  傳統注塑機也可以利用熱/冷循環模具注塑工藝,首先,需要安裝一個特殊的輔助係統裝置,以實現模具表麵的快速加熱和冷卻。需要用到過熱水和蒸汽,有部分係統需外置一個鍋爐,以產生蒸汽,另外的一些係統則在控製裝置內形成蒸汽。
  為了有效地控製加工過程,必須在緊靠著模具的外表麵裝配多個熱電偶,以監控溫度。模具、注塑機、熱/冷控製裝置必須要求智能化連接,從而實現加工過程的穩定性。
  在注塑循環周期的初始階段,蒸汽或過熱水循環流動,加熱模具表麵,使模溫比樹脂的玻璃化轉變溫度高出10℃~30℃左右。當達到該設定溫度後,注塑機獲得信號,將塑料熔體注入模腔內。待模腔充滿後即完成注射,冷卻水循環流入模具,將塑料部件快速冷卻定型,然後頂出製品。設有一個閥門開關,輪流轉換通入蒸汽或過熱水,或是冷卻水。在部件冷卻之後,打開模具並頂出部件,係統轉換開關重新轉為模具加熱階段。
  2、模具設計的要點
  決定熱/冷循環模具注塑工藝在整個循環加工周期內能否成功的因素不僅與加工材質有關,同時也與模具的設計樣式和結構有關。加熱和冷卻模具所需的時間由鋼材的厚薄而定,對於熱交換循環來說,最好是將鋼材的厚度最小化。型腔與型芯可采用鑲嵌組裝的方式,優於在模板上切割開挖的方式,這樣就能減小模板厚度。為了減小熱量損失和提高熱效率,這些嵌件可以在型腔和型芯的托模板上盡量使用氣隙和隔絕材料進行裝配。
  除了需減小模具鋼材用量之外,還需考慮模具冷熱交替的影響,模具製造所用的材質需有較高的導熱係數,如銅鈹合金或其他有較高導熱性能的合金材料,以縮短加熱和冷卻模具表麵所需的時間。另外,冷卻水通道設計要靠近模具表麵,從而加快響應時間。然而,在大多數情況下,這點會受到塑料製品幾何形狀的製約。設計采用保型冷卻的方式就非常合理有效,即冷卻水管道的布置根據塑料部件的表麵形狀而設計。
  3、技術優點
  熱/冷循環模具注塑技術可極大地改善注塑部件的外觀質感,最具突出效果的是采用無定型樹脂加工的部件,包括的樹脂種類有:PC樹脂、PC/ABS混料、PC/PBT混料。當模具表麵溫度高於某種無定型樹脂的Tg之後,在注射階段,樹脂熔體不會結成一層皮,並且熔體可自由移動。其結果是:當熔體碰到模具表麵時不會凍結,這點與傳統的注塑工藝有所區別。
  在充模時,有一層薄薄的聚合物熔體逸出,留在墊模板的外表麵,由此增加了部件的光澤度、降低表麵粗糙度。研究結果顯示,如果部件的光澤度提高50%~90%,對於玻纖增強材料來說,表麵粗糙度指數-Rmax可提高70%,相對於未填充材料的指數還要提高20%。
  熱/冷模具注塑工藝對改善熔接痕的寬度和可見度有著積極的影響。曾經在同一模具上進行了3種不同材料的加工對比測試,結果顯示,采用傳統注塑工藝加工而成的製品,其表麵的熔接痕寬度大約在6~13微米之間,在熱/冷模具上注塑得到的製品完全看不見熔接痕,而且檢測不出其寬度。這個巨大的優點可省卻上漆等二次加工工序,特別適用某些特殊場合。
  製品內殘存的注塑內應力可引起部件翹曲,甚至縮短部件的使用壽命。傳統注塑的部件存在的內應力很高。四氯化碳屬於一種已知的可引起塑料部件產生應力開裂的溶劑。采用熱/冷循環模具加工的塑料部件內應力較低,使用這種溶劑也不會造成部件應力開裂,從而可省去部件使用前需進行的退火處理工序。
點擊次數:59次 發布時間:2019/7/12 11:14:21 返回列表