深圳市科(kē)翔(xiáng)模具有限公司
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在注塑生產(chǎn)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(zhì)較高的模溫通常可獲得較高的部件表麵質量。冷/熱(rè)循環模具注塑技術是在注(zhù)塑循環過程中,利用熱循環控製模具溫度的(de)一種方法。該技(jì)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(zhī)上,以利於注塑,然後快速冷卻模溫,使部件冷固(gù),以便於頂出。
熱(rè)/冷循環模具(jù)注(zhù)塑工藝(yì)可極大提高注塑(sù)部件(jiàn)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(ér)降低整個加工成本。在某些情(qíng)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(guāng)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(róng)接(jiē)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(tǒng)注塑機也可以利用熱(rè)/冷循(xún)環模具注塑工藝,首先,需要(yào)安裝一個特殊(shū)的輔助係統裝置,以實現模(mó)具表麵的快速加熱和冷卻。需要用(yòng)到過熱水和蒸汽,有部分係統需外置一個鍋爐,以(yǐ)產生蒸汽,另外的一些係統(tǒng)則在控製裝置內形成(chéng)蒸(zhēng)汽。
為了有效地控製(zhì)加工過程,必須在緊靠著模具的外表麵裝(zhuāng)配多個熱電偶,以(yǐ)監控溫度(dù)。模具、注塑機、熱/冷控製裝(zhuāng)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(huò)過熱水(shuǐ)循環流(liú)動,加熱模(mó)具表(biǎo)麵(miàn),使模溫比樹脂的(de)玻璃化轉變溫(wēn)度高出10℃~30℃左右。當達到該設定溫度後,注塑機獲得信號,將(jiāng)塑料熔體注入模腔內。待模腔充滿(mǎn)後即完成注射,冷卻水循環流入模具,將塑料部件(jiàn)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(guò)熱水(shuǐ),或是冷卻水。在部件冷卻之後,打開模具並頂出部件,係統(tǒng)轉換開關重新轉為模具加熱(rè)階段。
2、模具(jù)設(shè)計的要點
決定熱/冷循環(huán)模具注塑(sù)工藝在整個循環加工周期內能否成功(gōng)的因素不僅與(yǔ)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(zuì)小(xiǎo)化。型腔與(yǔ)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(rè)量損失和提高熱效率,這些嵌件可以在型腔和型芯的托(tuō)模板上盡量使用氣隙和隔絕材料進(jìn)行裝配。
除了需減小模具鋼材(cái)用量之外,還需考慮模具冷熱(rè)交替的(de)影響,模(mó)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(hé)金材料,以縮短加熱和冷卻(què)模具表麵所需的時間。另外,冷卻水通道設計(jì)要靠近模具表麵,從而加快響應(yīng)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(yòng)保型冷卻的(de)方式就非常合理有效,即冷(lěng)卻(què)水管道的布置(zhì)根據塑料部件的表麵形狀而設計。
3、技術優點
熱(rè)/冷循環模具注塑技術可(kě)極大地改善注塑部件的外觀質感,最具突出效果的是采用(yòng)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(shù)脂的Tg之後,在注射階段,樹脂熔體不會結成一層皮,並(bìng)且熔體可自由移動。其結果是(shì):當熔體碰到模具表麵時不會凍結,這點與傳統的注(zhù)塑工藝有所區別(bié)。
在(zài)充模時,有一層薄薄的(de)聚合物(wù)熔(róng)體逸(yì)出,留在墊(diàn)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(jiū)結果顯示,如果部件的光澤度提高50%~90%,對(duì)於玻纖增強材(cái)料來說,表(biǎo)麵粗糙度指數-Rmax可(kě)提高70%,相對於未填充材料(liào)的指數還要提高20%。
熱/冷模具注塑工藝對改善熔接痕(hén)的寬(kuān)度和可見度有著積極的影響。曾經在同一模具(jù)上進行了3種不同材料的加工對比測試,結(jié)果顯示,采用傳統注塑工藝加(jiā)工而成(chéng)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(diǎn)可省卻上漆等二次加工工序,特別適(shì)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(bù)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(cǎi)用熱/冷循環模具加工的塑料部件內應力較低,使用這種(zhǒng)溶劑也(yě)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(chù)理工序(xù)。
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