pp塑料注塑打薄壁产品哪种型号刚性好
薄壁产品主要是要用高流动PP,要看具体产品大小和刚性要求。
台化的PP/1120 硬度110;流动速率15g/10min;三星PP/BI740 硬度100;流动速率25g/10min。
大型薄壁件像博禄化工PP/RJ470MO,硬度90、流动速率70g/10min
聚丙烯英文名称:Polypropylene,简称:PP,俗称:百折胶。聚丙烯是聚α-烯烃的代表,由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,其单体是丙烯CH2=CH-CH3。根据引发剂和聚合工艺的不同,聚丙烯可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯和间规聚丙烯三种构型。等规聚丙烯易形成结晶态,结晶度高达95%以上,分子量在8-15万之间,赋予它良好的抗热和抗溶剂性;无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物,分子量低,在3000-10000,结构不规整缺乏内聚力,应用较少。
在进行薄壁塑件的成型时,存在如下常见问题:
1、短射
短射是指由于模具型腔填充不完全造成塑件不完整的质量缺陷,即熔体在完成填充之前就已经凝结。
常规注塑成型的填充过程和冷却过程是交织在一起的。当聚合物熔体流动时,熔体前沿遇到相对温度较低的型芯表面或型腔壁,就会在其表面形成一层冷凝层 。熔体在冷凝层内继续向前流动,随着冷凝层厚度的增加,实际型腔流道变窄,冷凝层厚度对聚合物的流动有着显著的影响。
因为常规注塑成型时塑件的厚度较厚,所以此时冷凝层对注塑成型的影响还不是很大。但在薄壁注塑成型中,当冷凝层的厚度与塑件厚度之比随着塑件厚度的变薄逐渐增加时,这个影响就很大。特别是二者的尺寸可以相互比较时更为突出。
当塑件的厚度减小时,冷凝层对流动的影响将会以指数形式增加,这也更说明了冷凝层在薄壁注塑成型中的影响之大。如果仅从注塑成型考虑,则需要注塑机有高的注射速率,使塑料熔体填充型腔的速率超过冷凝层成长的速率(或者使冷凝层的成长速率变慢),这样才可在流动截面封闭前完成填充动作,进行薄壁塑件的注塑成型。
当流动长度为300mm、塑件壁厚为3.0 mm 时,此时 L/T为100,用常规注塑成型技术就很容易达到但当塑件壁厚下降至1.0mm 以下时,这个曾经很容易达到的流长厚度比(100)就变得非常难达到。
2、翘曲变形
翘曲变形是不均匀的内部应力导致的塑件缺陷。翘曲变形产生的原因是收缩不均匀、取向不均匀和冷却不均匀。
改善方法:可以通过平衡冷却系统、调节冷却时间、保压压力以及保压时间等措施来改善塑件的翘曲变形缺陷。
3、熔接线
熔接线是型腔内两个或多个熔体流动前沿熔合时形成的界线。在熔接线处易产生应力集中,削弱塑件的机械强度,对塑件特别是薄壁塑件的机械性能尤为不利,受外力后塑件非常容易在熔接线处开裂。
改善方法:在设计时可以通过减少浇口数目或改变浇口位置来减少或改变熔接线的位置,来满足塑件的设计要求。
4、缺料
成品的细小部位、角落处无法完全成型,因模具加工不到位或是排气不畅,成型上由于注射剂量或压力不够等原因,造成设计缺陷(肉厚不足)。
改善方法:可修正缺料处模具,采取或改良排气措施,加肉厚,浇口改善(加大浇口、增加浇口),加大注射剂量,增加注射压力等措施进行改善。
5、缩水
常发生于成形品壁厚或肉厚不均处,因热熔塑料冷却或固化收缩不同而致。如肋的背面、有侧壁的边缘、BOSS柱的背面偷肉,但至少保留2/3的肉厚。
改善方法:可通过加粗流道、加大浇口、加排气、升高料温、加大注射压力、延长保压时间等措施进行改善。
6、表面影像
常发生于经过偷肉的BOSS柱、或筋的背面,或是由于型芯、顶针设计过高造成应力痕降低。
改善方法:可通过修正型芯、顶针、母模面喷砂等方式处理,采用降低模面亮度、降低注射速度、减小注射压力等方式。
7、气纹
发生于进浇口处,多由于模温不高,注射速度、压力过高,进浇口设置不当,进浇时塑料碰到扰流结构。
改善方法:可通过变更进浇口、流道打光、流道冷料区加大、进浇口加大、表面加咬花(通过调机或修模赶结合线亦可) 、升高模温、降低注射速度、减小注射压力等方式解决。
8、结合线
发生于两股料流汇合处,如两个进浇口的料流交合,绕过型芯的料流交合,是由于料温下降、排气不良所致。
改善方法:可通过变更进浇口,加冷料井,开排气槽或公模面咬花等方式,也可升高料温、升高模温等。
9、毛边
常发生公母模的结合处,由于合模不良所致,或是模面边角加工不当,成型上常由于锁模力不够,料温、压力过高等。
改善方法:可进行模具修正,重新合模,增加锁模力,降低料温,减小注射压力,减少保压时间,降低保压压力等。
10、变形
细长件、面积大的薄壁件、或是结构不对称的较大成品由于成型时冷却应力不均或顶出受力不一所致。
改善方法:可进行修正顶针,设置起张紧作用的拉料销等,必要时公模加咬花调节变形,调整公母模模温降低保压等,小件变形的调节主要靠压力大小及时间、大件变形的调节一般靠模温。
11、表面不洁
是由于模具表面粗糙。
改善方法:对于PC料,有时由于模温过高,模面有残胶、油渍,需及时进行清理模面,打光处理,降低模温等。
12、拉白
易发生于成形品薄壁转角处或是薄壁RIB根部,是由于脱模时受力不良造成,顶针设置不当或是拔模斜度不够。
改善方法:加大转角处R角,增大脱模角度,增加顶针或是加大其截面积,模面打光,顶针或斜销打光,降低射速,减小注射压力,降低保压及时间等。
13、拉模
表现为脱模不良或模伤、拉花。主要由于拔模斜度不够或模面粗糙,成型条件也有影响。
改善方法:增大拔模角度,模面打光,粘母模面时可以增加或变更拉料销,牛角进料时注意牛角直径,公模加咬花,减小注射压力,降低保压及时间等。
14、气孔
透明成品PC料成形时容易出现。由于注塑过程中气体未排尽,模具设计不当或是成型条件不当都有影响。
改善方法:增加排气,变更浇口(进浇口增大),PC料流道必须打光,严格烘料条件,增加注射压力,降低注射速度等。
15、断差
发生于公母模块、滑块、斜销等的接合处,表现为结合面的层次不齐等,由于合模不当或是模具本身的问题。
改善方法:修正模具,或者重新合模。
16、尺寸超公差
模具本身的问题,或是成型条件不当造成成型收缩率不合适。
改善方法:通常改变保压时间、注射压力(第二段)对尺寸的影响最大。例如:提高射压、提高保压补缩作用可明显加大尺寸,降低模温亦可,加大进浇口或增加进浇口可以改善调节效果。
如果觉得贵,用POM,价格就15左右,
如果还要便宜,用PP,韧性好,价格便宜,硬度也不太低,价格13左右。
个人认为用POM最合适,因为POM有个别名叫赛刚,具体想知道详情,你找个塑料拉链瞧瞧或者弄个塑料齿轮看看就知道了。
成型机,,,你的产品0.3MM,,??? 不可能吧,,,,,如果是,你做不了,给你设备,你没技术工艺,这么厚的要么是吸塑,,,,如果是成型,有点难度的,要进口氮气高速成型机来完成的,困难重重,这个厚度
成型射出工艺,,,,,,请个师傅 3000-4000解决了
模具,
如果是0.3MM厚的产品, 肯定要水温机,油温机,,来加热模具的,
1.气体(水)辅助注射成型
气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机问世以来,注射成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面,利用气体积压,减少制品残余内应力,消除制品表面缩痕,减少用料,显示传统注射成型无法比拟的优越性。气体辅助注射的工艺过程主要包括三个阶段: 起始阶段为熔体注射。该阶段把塑料熔体注人型腔,与传统注射成型相同,但是熔体只充满型腔的60%-95%,具体的注射量随产品而异。 第二阶段为气体注人。该阶段把高压惰性气体注人熔体芯部,熔体前沿在气体压力的驱动下继续向前流动,直至充满整个型腔。气辅注塑时熔体流动距离明显缩短,熔体注塑压力可以大为降低。气体可通过注气元件从主流道或直接由型腔进人制件。因气体具有始终选择阻力最小(高温、低粘)的方向穿透的特性,所以需要在模具内专门设计气体的通道。 第三阶段为气体保压。该阶段使制件在保持气体压力的情况下冷却.进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部均匀地向外施压,并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩(二次穿透),保证制品外表面紧贴模壁。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注塑提供了可能,在汽车、家电、家具、电子器件、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛的应用,并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。气辅技术特别适用于制作以下几方面的注塑制品:
1)管状、棒状制品: 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等。采用中空结构,可在不影响制品功能和使用性能的前提下;大幅度节省原材料,缩短冷却时间和生产周期。
2)大型平板制件: 如汽车仪表板、内饰件格栅、商用机器的外军及抛物线形卫星天线等。通过在制件内设置式气道,可以显著提高制品的刚度和表面质量,减小翘曲变形和表面凹陷,大幅度降低锁模力,实现用较小的设备成型较大的制件。
3)厚、薄壁一体的复杂结构制品: 如电视机、计算机、打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型,采用气输技术提高了模具设计的自由度,有利于配件集成,如松下74cm电视机外壳所需的内部支撑和外部装饰件的数量从常规注塑工艺的17个减至18个,可大幅度缩短装配时间。
水辅助注射成型是IKV公司在气体辅助注射成型技术基础上开发的新技术,是用水代替氮气辅助馆体流动,最后利用压缩空气将水从制件中压出。与气体辅助注射成型相比,水辅助注射成型能够明显缩短成型时间和减小制品壁厚,可应用于任何热塑性塑料,包括那些分子量较低、容易被吹穿的塑料,且可以生产大直径(40mm以上)棒状或管状空心制件,例如,对于直径为10mm的制件,生产周期可从60s减至10s(壁厚l-1.5mm);而直径为30mm的制件,生产周期则可由180s减到40s(壁厚2.5~30mm)。
IKV公司和Ferromatik Milacron公司目前正在完善样机,其他一些气辅注塑厂商如Baitenfeld公司和Engel公司最近也加入到开发的队伍中来。水辅助注射成型主要用于生产内表面光滑、重要性的介质导管;其质量和经济效益都是气体辅助注射技术所不及的。
2.模具滑动注射成型
模具滑动注射成型是由日本制钢所开发的一种两步注射成型法,主要用于中空制品的制造。其原理是首先将中空制品一分为二,两部分分别注射形成半成品,然后将两部分半成品和模具滑动至对合位置,二次合模,在制品两部分结合缝再注入塑料熔体(2次注),最后得到完整的中空制品。与吹塑性品相比,该法型制品具有表面精度好、尺寸精度高、壁厚均匀且设计自由度大等优点。在制造形状复杂的中空制品时,模具滑动注射成型法与传统的二次法(如超声波熔接)相比,其优点是:不需要将半成品从模具取出,因而可以避免半成品在模具外冷却所引起的制品形状精度下降的问题;此处还可以避免二次熔接法因产生局部应力而引起的熔接强度降低问题。
3.熔芯注射成型
当注射成型结构上难以脱模的塑料件,如汽车输油管和进排气管等复杂形状的空心塑料件时,一般是将它们分成两半成型,然后再拼合起来,致使塑料件的密封性较差。随着这类塑料件应用的日益广泛,人们将类似失蜡铸造的熔芯成型工艺引入注射成型,形成了所谓的熔芯注射成型方法。
熔芯注射成型的基本原理是:先用低熔点合金铸造成可熔型芯,然后把可熔型芯作为该件放入模具中进行注射成型,冷却后把含有型芯的制件从模腔中取出,再加热将型芯熔化。为缩短型芯熔出时间,减少塑料件变形和收缩。一般采用油和感应线圈同时加热的方式,感应加热使可熔型芯从内向外熔化,油加热熔化残存在塑料件内表面的合金表皮层。
熔芯注射成型特别适于形状复杂、中空和不宜机械加工的复合材料制品,这种成型方法与吹塑和气辅助注射成型相比,虽然要增加铸造可熔型芯模具和设备及熔化型芯的设备,但可以充分利用现有的注塑机,且成型的自由度也较大。
熔芯注射成型中,制件是围绕芯件制成的。制成后芯件随即被格去,这似乎与传统基础工业的做法类似,并不新奇。但是关键问题在于芯件的材料,传统的材料是不可能用来作为塑料加工中的芯件的,首先是不够坚硬,难以在成型过程保持其形状,尤其是不能承受压力和熔体的冲击,更主要的是精度绝不适合塑料制品的要求,所以,关键是要找到芯件的合适材料。目前常采用的Sn-Bi和Sn-Pb低熔点合金。
熔芯注射成型已发展成一专门的注射成型分支,伴随着汽车工业对高分子材料的需求,有些制件已实现批量生产地如,网球拍手柄是首先大批量生产的熔芯注射成型制品;而汽车发动机的全塑多头集成进气管已获得广泛应用;其它的新的用途有:汽车水泵、水泵推进轮、离心热水泵、航天器油泵等。
4。受控低压注射成型
传统的注射成型过程可分为控制熔体入口速度的充填过程和控制熔体入口压力对塑料冷却收缩进行补料的保压过程。充填过程中熔体的入口速度是一定的,随着充填过程的进行,熔体在模腔内的流动阻力逐渐增加,因而熔体入口压力也容易随着增高,在充填结束时入口压力出现较高峰值。由于高压在型腔内的作用,不仅会造成熔料溢边、涨模等不良现象,而且会使塑料件内部产生较大内应力,塑料件脱模后易出现翘曲和变形,使塑料件形状精度和尺寸精度难以满足较高要求,在使用过程中也易出现开裂现象。
为了降低或避免塑料在充填过程中因较高的型腔压力产生的内应力,将塑料件的变形限制在较低的范围内,应以塑料件充填所需的最低压力进行充填,这样就可降低型腔内压力。受控低压注射成型与传统注射成型的主要差别在于:传统注射成型充填阶段控制的是注射速率,而低压注射成型充填阶段控制的是注射压力。在低压注射过程中,型腔入口压力恒定,但注射速率是变化的,开始以很高的速度进行注射,随着注射时间的延长,注射速率逐渐降低,这样就可以大幅度消除塑料件内应力,保证塑料件的精度。高速注射时,熔体高速流动所产生的剪切粘性热可提高熔体温度,降低熔体粘度,使熔体在低压下充满型腔成为可能。由于低压注射是以恒定压力为基准进行熔体充填,因而低压注射机有其独特的油压系统。
为了实现低压高速成型,需对传统注塑机的注射系统作必要的改进,目前国外已开发出多腔液压注射系统,其主要功能有:
1)在同一油压下可多级变换最高注塑压力;
2)可在低注塑压力下实施高速注射。
由于低压注射成型的基本原理与一般注射成型相同,所以两种成型方式所用模具的结构完全一样。但低压注射成型用低压充填,不出现压力峰值,可避免细小型芯的折断或损坏,有利于提高模具的使用寿命。另一方面由于低压注射成型对模具的磨损较小,对模具的温度控制和排气等要求也不很高。可采用由锌-铝合金材料制造和简易注塑模,这样不仅可以降低生产成本,而且能快速地生产出小批量精密塑料件,以适应目前市场上多品种、小批量生产的需要。
5。注射-压缩成型
这种成型工艺是为了成型光学透镜面开发的。其成型过程为:模具首次合模,但动模、定模不完全闭合而保留一定的压缩间隙,随后向型腔内注射熔体;熔体注射完毕后,由专设的闭模活塞实施二交合模,在模具完全闭合的过程中,型腔中的熔体再一次流动并压实。
与一般的注射成型相比,注射-压缩成型的特点是:
1)熔体注射是在模腔未完全闭合情况下进行的,因而流道面积大,流动阻力小,所需的注塑压力也小。
2)熔体收缩是通过外部施加压力给模腔使模腔尺寸变小(模腔直接压缩熔体)来补偿的,因而型腔成压力分布均匀。
因此,注射-压缩成型可以减少或消除由充填和保压产生的分子取向和内应力,提高制品材质的均匀性和制品的尺寸稳定性,同时降低塑料件的残余应力。注射-压缩成型工艺已广泛用于成型塑料光学透镜。激光唱片等高精度塑料件以及难以注射成型的薄壁塑料件。此外注射一压缩成型在玻璃纤维增强树脂成型中的应用也日益普及。
6.剪切控制取向注射成型
剪切在制取向注射成型实质是通过浇口将动态的压力施加给熔体,使模腔内的聚合物熔体产生振动剪切流动,在其作用下不同熔体层中的分子链或纤维产生取向并冻结在制件中,从而控制制品的内部结构和微观形态,达到控制制品力学性能和外观质量的目的。将振动引入模腔的方法有螺杆和辅助装置加振两种。
1)螺杆加振
螺杆加振的工作原理是给注射油缸提供脉动油压,使注射螺杆产生往复移动而实现振动,注射螺杆产生的振动作用于熔体,并通过聚合物馆体把振动传入模腔,从而使模腔中的熔体产生振动,这种振动作用可持续到模具绕口封闭。此种装置比较简单,可以利用注塑机的控制系统,或对注塑机的液压和电气控制系统加以改造来实现。
2)辅助装置加振,辅助装置加振是将加振装置安装在模具与注塑机喷嘴之间,注射阶段与普遍注塑一样,通常熔体仅通过一个浇口,此浇口活塞后退以保持流道通畅,另一活塞则切断另一流道;模腔充满后,两个保压活塞在独立的液压系统驱动下开始以同样的频率振动,但其相位差180O。通过两个活塞的往复运动,把振动传入模腔,使模腔中的熔体一边冷却,一边产生振动剪切流动。实验证明这种工艺有助于消除制品的常见缺陷(如缩孔、裂纹、表面沉陷等),提高熔接线强度;利用剪切控制取向成型技术、通过合理设置浇口位置和数量,可以控制分子或纤维的取向,获得比普通注射成型制品强度更高的制品。
剪切控制取向注射成型过程中聚合物熔体被注入模腔后,模腔内开始出现固化层。由于固化层附近速度梯度最大,此处的熔体受到强烈的剪切作用,取向程度最大。中心层附近速度梯度小,剪切作用小,因而取向程度也小。在保压过程中引入振动,使模腔中的聚合物熔体一边冷却,一边受振动的剪切作用,振动剪切产生的取向因模具的冷却作用而形成一定厚度的取向层。同没有振动作用相比,振动剪切流动所产生的取向层厚度远远大于普通注射所具有的取向层厚度,这就是模腔内引入振动剪切流动能使制品的力学性能得到提高的原因。此外,由于振动产生的周期性的压缩增压和释压膨胀作用,可在薄壁部分产生较大的剪切内热,延缓这些部分的冷却,从而使厚壁部分的收缩能从浇口得到足够的补充,有效防止缩孔、凹陷等缺陷。
7。推-拉注射成型
这种成型方法可消除塑料件中熔体缝、空隙、裂纹以及显微疏松等缺陷,并可控制增强纤维的排列它采用主、辅两个注射单元和一个双绕口模具。工作时,主注射单元推动熔体经过一个绕口过量充填模腔。多余的料经另一浇口进人辅助注射单元,辅助注射螺杆后退以接受模腔中多余熔体;然后辅助注射螺杆往前运动向模腔注射熔体,主注射单元则接受模腔多余熔体。主、辅注射单元如此反复推拉,形成模腔内熔体的振动剪切流动,当靠近模壁的熔体固化时,芯部的熔体在振动剪切流动,当靠近靠近模壁的熔体固化时,芯部的熔体在振动剪切的作用下产生取向并逐渐固化,形成高取向度的制品.一般制品成型需10次左右的循环,最高的可达40次。
推-拉注射成型的周期比普通注射成型的周期长,但由于在推拉运动中材料被冷却固化,保压阶段对于控制收缩和翘曲已不是很重要了。在推-拉注射成型中,注射阶段和保压阶段合二为一。用此种注射工艺对玻璃纤维增强LCP的推-拉注射成型结果表明,与常规的注射成型相比,材料的拉伸强度和弯曲弹性模量可分别提高420%和270%。
8。层状注射成型
层状注射成型是一种兼有共挤出成型和注射成型特点的成型工艺,该工艺能在复杂制件中任意地产生很薄的分层状态。层状注射成型同时实施两种不同的树脂注射,使其通过一个多级共挤模头各股熔体在共挤模头中逐级分层,各层的厚度变薄而层数增加,最终进入注塑模腔叠加,保留通过上述过程获得的层状形态,即两种树指不是沿制品厚度方向呈无序共混状态存在的,而是复合叠加在一起。据报道,层状注射可成型每层厚度为0.1-10pm。层数达上千层的制品。因层状结构,保留了各组分材料的特性,比传统共混料更能充分发挥材料性能,使其制品在阻隔气全渗透、耐溶剂、透明性方面各具突出优点。
9。微孔发泡注射成型
在传统的结构发泡注射成型中,通常采用化学发泡剂,由于其产生的发泡压力较低,生产的制件在壁厚和形状方面受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体(CO2、N2)作为物理发泡剂.其工艺过程分为四步:
1)气体溶解:将惰性气体的超临界液体通过安装在构简上的注射器注人聚合物熔体中,形成均相聚合物/气体体系;
2)成核:充模过程中气体因压力下降从聚合物中析出而形成大量均匀气核;
3)气泡长大:气在精确的温度和压力控制下长大;
4)定型:当气泡长大到一定尺寸时,冷却定型。
微孔发泡与一般的物理发泡有较大的不同。首先,微孔发泡加工过程中需要大量惰性气体如CO2、N2溶解于聚合物,使气体在聚合物呈饱和状态,采用一般物理发泡加工方法不可能在聚合物一气体均相体系中达到这么高的气体浓度。其次,微孔发泡的成核数要大大超过一般物理发泡成型采用的是热力学状态逐渐改变的方法,易导致产品中出现大的泡孔以及泡孔尺寸分布不均匀的弊病。微孔塑料成型过 程中热力学状态迅速地改变,其成核速率及泡核数量大大超过一般物理发泡成型。
与一般发泡成型相比,微孔发泡成型有许多优点。其一是它形成的气泡直径小,可以生产因一般泡沫塑料中微孔较大而难以生产的薄壁(1mm)制品;其二是微孔发泡材料的气孔为闭孔结构,可用和阻隔性包装产品;其三是生产过程中采用CO2或N2,因而没有环境污染问题。
美国Trexel公司在MIT微孔发泡概念的基础上,将微孔发泡注射成型技术实现了工业化,形成了MuCell专利技术。MuCell艺用于注塑的主要优点是,反应为吸热反应,熔体粘度低,熔体和模具温度低,因此制品成型周期、材料消耗和注塑压力及锁模力都降低了,而且其独特之处还在于这种技术可用于薄壁制品以及其他发泡技术无法发泡制品的注塑。MuCell在注射成型技术上的突破为注塑制品生产提供了以前其他注塑工艺所不具有的巨大能力,为新型制品设计、优化工艺和降低产品成本开拓了新的途径。采用MuCell技术的注塑制品正被用于许多工业领域,包括汽车、医药、电子、食品包装等各个行业。
塑料原料的成本通常占制品成本的一个大比数,如50-80%。薄壁有助降低这个比数。由于消费性电子设备如手机、MP3播放机、数码相机、掌上计算机的小型化及轻便化,有关的塑件设计便越来越薄。
薄壁充填的本质
模壁是冷的,在熔融充填模腔时,模壁会成立固化层,因而降低可流动通道的厚度。这个情况在壁厚越薄时越严重。1mm壁厚有0.2mm厚的固化层,流动道通剩下0.6mm厚。0.5mm壁厚有0.2mm厚的固化层,流动道通剩下0.1mm厚。当充填未完成,流动通道因固化层过厚而消失的话,成品便填不满。
图2充填过程 高速充填 薄壁注塑因此要求注塑机高速注射,在固化层不太厚时填满模腔。高的注射压力是不需要的。他只是弥补注射速度的不足,硬将熔融注入未填满的模腔。这不但增加了所需锁模力,高的内应力因此在成品里形成,在脱模后成品便变形。通用注塑机的注射速度在100mm/s左右,不能应付薄壁注塑。加大油泵能将注射速度提高25%。双泵注射则提高70%。 有厂家采用再生注射,以注射压力换取注射速度。当初段注射不需要高的注射压力时合用。注射速度能提高100%以上。 氮气瓶能将油泵的能量以压力的形式储存起来,在注射时释放,是正规的大幅提高注射速度的方法。以下将注射速度分为四类:低速200-300mm/s;中速300-600mm/s;高速600-1000mm/s;超高速1000-2000mm/s。国产注塑机能达到中速档次。 氮气瓶又称储能器。高压氮气储在橡胶囊内,而氮气瓶的剩余空间则充以高压的压力油。在注射时,压力油释放出来。氮气瓶是个基本上恒压的瞬间大流量动力源。氮气瓶只能提供瞬间的大流量,如0.5秒之谱,但对高速的薄壁注射是足够的。氮气瓶越大,压力则越恒定,储存的压力油越多。 图3氮气瓶 低惯性注射 只是高速注射不能满足薄壁注射的所有要求。还要考虑的是高的加速及高的减速。注射开始时,螺杆是静止的。从静止到全速,如400mm/s,螺杆要加速。如整个注射时间只有0.5s,希望能在0.05s便达到全速,加速率超过8G。相反,如加速时间需要0.3s,是不合适的。原因是平均速度被低的加速拉低了。 忽略熔融粘度阻力的话,a=F/m。a是加速率,F是推力,m是质量。故薄壁注射还需要大的推力及小的质量。 时下的油压注塑机以双注射缸设计为主。注射时,注射后座及油马达亦往前走,质量不算低。顺带一提,常见的全电注塑机设计,在注射时,负责螺杆转动的电机亦是往前走的。单注射缸的设计,油马达在注射时不动,只有螺杆及注射缸的活塞及活塞杆往前,质量便下降了许多。高刚性油路 压力油是有弹性的,在讲究0.05s加速时是要考虑的。大的油缸活塞面积、短的行程、短的油管均能降低弹性的影响。能用硬管取代软管时,油路的刚性亦会提高。 伺服阀 伺服阀的反应比一般比例阀要快。它能在充填满模腔后转保压时发挥最大效用。反应不及时便会溢料,成品产生毛边。图4伺服阀 全闭环控制 伺服阀的采用,一般配合全闭环控制,可以做到注射速度、保压压力及背压压力的控制。全闭环控制监察有关的变量(速度或压力),与设置量有偏差时通知伺服阀更正。简单地说,全闭环控制提高了注塑的稳定性(重复性),降低废品率。
控制器 控制器,俗称电脑,要在模腔填满的瞬间发出注射完毕,转为保压的命令。当注射速度是400mm/s而允许电子尺偏差是0.1mm时,控制器只能有0.25ms的偏差。要求控制器对注射电子尺每0.1ms扫描一次。 如控制器采用“实时”控制,则不采用扫描,而在电子尺测出保压点已到时,产生中断,由控制器“即时”处理,亦能达到高稳定性的要求。 短注塑周期 边开模边顶出可以节省约一秒的周期时间。 机械结构 要达到四秒的周期,模板的开合要快及稳定(不产生震动)。采用比例阀开合模有制动的功能。高刚性的机架亦有帮助。模板的变型直接影响模腔的厚度。当壁厚是0.5mm时,模板变型要控制在0.05mm以下。故模板的刚性要高(适合的加强筋,适当的模板厚度),四柱空间不宜过大。 塑化能力 在四秒的周期内要做好塑化,要将螺杆的塑化能力提高或采用气动封咀来延长塑化时间。双螺纹设计能提高塑化能力。长的螺杆,长径比24-25,能增加吸热面积,亦有效增加塑化。特高的螺杆转速将螺杆表面速度提升到1m/s以上,对常用的PP料是没有负面的影响。气动封咀容许开合模时继续塑化,但注塑机要有两个动力源,如两个油泵才能达到。 模具 如注塑机的模板一样,模具的模板要厚,降低变型。高速注塑要做好排气。足够的排气槽、采用透气模具钢及抽真空都是方法。模具的加工精度要求很高,才能达到圆周或四壁的厚薄均匀。多腔模具的要求更高。模具都设有顶出及吹风装置,使脱模后的成品加速坠落,马上合模。 塑料原料 要采用高流动性的塑料。PP塑料的熔融指数(MI)有高达60(g/10min)的 ,如Basell的Moplen RP1086。很多成品采用PS/ABS的原因是要求PC的韧性及ABS的流动性,在薄壁注塑时亦宜采用。