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精密注塑加工之(zhī)技術把控
針對精(jīng)密(mì)注塑過程中出現尺寸(cùn)偏差缺陷現(xiàn)象,從注塑設備,模具設計與製造, 注塑工藝條件及成型原料等方麵, 分析了影響注(zhù)塑製品尺(chǐ)寸(cùn)精度的各種因素, 並給出了控製製(zhì)品(pǐn)尺寸誤(wù)差的相應(yīng)措施, 以提高製品尺寸的準確性。
一、精密注塑加工的重要性
隨(suí)著注塑成型技(jì)術的不斷發展, 對製品的尺寸精度要求越來(lái)越高。但在生產實踐中, 經常會因製品尺寸偏差給裝配造成困難, 導致資源浪費(fèi)。如何提高注塑製品的尺寸精度(dù), 是成型加(jiā)工領域中非常重要的課(kè)題之一。
針對塑料製品(pǐn)產生尺寸偏(piān)差這一缺陷,国产综合久久久久影院塑業對其產生因(yīn)素進行了分析和研究,導致其產生尺寸誤差的因素很多, 也很複雜。既有外部的溫度(dù)、濕度因素, 也有內部的(de)分子結晶(jīng)、取向和內應力變化等因素。經分析認為造成(chéng)製品尺寸(cùn)誤(wù)差的(de)主要因素(sù), 可歸(guī)結為模具設計與製造(zào)和注塑工藝條件的(de)影響, 此二者引起的(de)製品(pǐn)尺寸誤差約占(zhàn)製品尺寸誤差(chà)的2/3 ;其次是塑(sù)料(liào)材(cái)料性(xìng)能,製品設計及注塑(sù)設備等(děng)其它因素的影響。
二、產生尺寸偏差的(de)原因(yīn)
尺(chǐ)寸偏差是由於收縮率(lǜ)、流動性及工藝參數等原因,造成加工好的塑件實際尺寸(cùn)與規定尺寸間出現的誤差。
1.注塑設(shè)備(bèi)的影響
⑴注(zhù)塑機塑化容量小
當(dāng)製品質量超(chāo)過注塑機實際最(zuì)大注射質(zhì)量時,顯然地供料量是入不敷出的。若製(zhì)品質量(liàng)接近注(zhù)塑機(jī)實際注射質(zhì)量時,就有一(yī)個塑化不(bú)夠充(chōng)分的問題,料(liào)在機筒內受熱(rè)時間不足,結果不能及(jí)時地向模具提供適當的熔料。
⑵液壓係統不穩定(dìng)
液壓係統不穩定, 直接影響注射(shè)壓力、保壓壓力和鎖(suǒ)模壓力的穩(wěn)定, 造成製品尺寸穩定性(xìng)下降。
⑶噴嘴的影響
注塑機通常都因顧及壓力(lì)損失而隻(zhī)裝直通式噴嘴(zuǐ)。但是如果機筒前端和噴嘴
溫度過高,或在高壓狀(zhuàng)態下機筒(tǒng)前端儲料過多,產生“流涎”,使塑料在未開始注射而模(mó)具敞開的(de)情況下,意外地搶先進入主(zhǔ)流道入口並在模板的冷卻(què)作用下變硬(yìng),而妨礙(ài)熔料順(shùn)暢地進入型腔。
此外(wài),噴嘴太小(xiǎo),則由於流通直徑小,料條的比容增大,容易致冷,堵塞進料通道或消耗注射(shè)壓力;太大,則流通截麵積大,塑料進模的單位麵積壓力低,形成射力小的狀況。
⑷其他的影響
加料係統供料不穩定,螺杆的轉速不穩定,停止作用失常,溫度控製係統出現熱電偶燒壞,加(jiā)熱器斷路等,都會(huì)導致塑件的成型尺寸不穩定[1]。
2.模具設(shè)計與製(zhì)造的影響
模具設計製造的水平高低(dī),直(zhí)接反映了塑件尺寸精度的高低。模具設計的結構(gòu)選擇,澆注係統形(xíng)式,型腔結構,脫模頂出係統,冷卻係統等設計,都會影響塑件成型(xíng)後的尺寸精度高低(dī)。模具(jù)製造的工藝設備不(bú)同,手段不同,加工精(jīng)度不同等也都在改變著(zhe)塑件尺寸精度有的(de)不同命運。模具設計不合理, 零件加工不精確(què), 裝配誤差較大, 將直接造成製品尺寸誤差。
模(mó)具製造誤差(chà)對製(zhì)品尺寸精度的影響很大,尤(yóu)其是成型零件的加工精度及裝配尺寸誤差等(děng)直接(jiē)影響製品(pǐn)尺寸。型腔尺寸必須正確,保證在要求的公差範圍之內, 任何方向的偏差都將影響製品尺寸的(de)準確性。此外, 模具總體加工(gōng)質量也應保證(zhèng), 因模具是由多個零件組合而成, 尤其當型腔采用鑲拚結構時, 相關零(líng)件的尺寸必須準確裝配是保證模具最終質(zhì)量的關鍵環節。
單個零件加(jiā)工準確, 裝配時調整不好, 也會導致(zhì)製品誤(wù)差大(dà)。裝配過程(chéng)中的零件碰傷, 型芯固定不牢, 零件相對位置偏移(yí)及配合間隙過大等, 都會造成製品尺(chǐ)寸偏差。因為注塑過程是多種因素綜合作(zuò)用的結果模具對製品尺寸精度的影響, 除上述一些因素外, 模具使用過程中造成的碰傷或型腔型芯表麵(miàn)被腐(fǔ)蝕(shí)等;也會影響製品尺寸。有(yǒu)些材料,在成型時還會產生析出物附著於成型部位表麵形成(chéng)模垢, 嚴重時也影響製品尺寸[2]。
3.注塑工藝條件的影響
想要實現精密注塑,塑件成形操作條件非常重要,如溫(wēn)度、壓力、時間以及在(zài)成形期間塑件中產生的分子取向、纖維狀填料取向以及分子結晶(jīng)等,均會對塑件尺寸精度產生影響。成形條
件變化表現為塑件收縮波動,是產生塑(sù)件尺寸(cùn)誤差的直(zhí)接原因,僅次於模具加工(gōng)精度的重要因素(sù)。
通常塑料(liào)熔體溫度(dù)高、模腔內壓力傳遞(dì)快、塑(sù)件收縮小,其尺寸精度高。模(mó)內壓力高(gāo)、保壓時間長,亦(yì)有塑件尺(chǐ)寸精度高的結果。但模溫高、溫差大、澆口凍結快,會得到塑件尺寸精度差的效(xiào)果。
⑴模具溫度的影響
注塑成型中的溫度以模具溫(wēn)度對製品尺寸精度影響最大。模具溫度是通過熔融態高分(fèn)子的取向(xiàng)與結(jié)晶(jīng)度高低, 直接影響(xiǎng)製(zhì)品收縮率變化,從而引起尺寸誤差。對於非結晶性樹脂,模溫(wēn)高, 熔體冷卻慢, 分子有充(chōng)分的鬆弛時間, 結晶趨於更完全, 結晶度高, 使收縮加大。
但對結晶性樹脂, 高模溫可(kě)減(jiǎn)小後收(shōu)縮, 使(shǐ)製品尺寸穩定。模溫低,則冷卻快,熔體分子被凍結取向來不及鬆(sōng)弛,不易結晶, 體積變化小,製品收縮小。但低模溫使製品後收縮加大,收縮(suō)時間加長,不易穩定尺寸。
溫度是結晶過程中最敏感的因(yīn)素,溫差1℃ ,結晶速度可相差幾倍。模(mó)具(jù)溫(wēn)度不均或不穩定,直(zhí)接影響結晶度大小(xiǎo),從而使製品收縮產(chǎn)生尺(chǐ)寸誤差。
⑵注射壓力的影(yǐng)響
注射壓力的變化導致製品(pǐn)尺寸的波動。其它工藝(yì)參數不變時, 提高注射壓力, 可改善(shàn)熔(róng)體充模(mó)流(liú)動(dòng)性,增加流動長度,充(chōng)模速度加快,製品密實,收縮減小,但易產生取向應(yīng)力。壓力低時,製(zhì)品得不(bú)到充(chōng)分壓實,收縮(suō)加大。
⑶保壓壓力的影響
保壓壓(yā)力對穩定製品尺寸(cùn)有重要作(zuò)用,提高保壓壓力,可對模內製品的收縮進行補料壓實,減小收縮。但保(bǎo)壓壓力太高,會造成製品脫模時的殘餘應力(lì)增大,引起變形或開裂,影響製品(pǐn)尺寸。
⑷注射時間的影響(xiǎng)
在澆口封閉(bì)前,注射時間越短,收縮率越大,而且收縮(suō)率的變(biàn)化幅度也越大;當注射時(shí)間達到或超過澆口的凝固時間時,即使再延長(zhǎng)注射時間(jiān),製(zhì)品質量和收縮率也不再(zài)發生變化,注射時(shí)間控製與所設計的澆口厚度(dù)關係密切,澆口厚度能夠在很大程度上左(zuǒ)右(yòu)澆口封閉時間。
⑸保壓時(shí)間的影響
保壓時(shí)間越長有利於熔體補塑壓(yā)實,塑件密度越大(dà),收縮率越小。當澆口(kǒu)凝封後,保壓對製品收縮的減(jiǎn)小不再(zài)起作用,過長的(de)保壓時間會延長成型周期。
4.成型原料的影響
成型原料的收(shōu)縮率對塑件(jiàn)尺寸精度影響很大。如果成型設備和模具的精度很高(gāo),但成型原料的(de)收縮率(lǜ)很大,則很難保(bǎo)證塑件的尺寸精度。一(yī)般情況下,成型(xíng)原料的收縮率越大,塑件的尺寸精度越難保證。
通常,結晶型和半結晶型樹脂的收縮率比非(fēi)結晶型(xíng)樹脂大(dà),而且收縮率變化範圍也比較大,與之對應的(de)塑件成型後產生的收縮率波動也比較(jiào)大;對(duì)於結晶型樹脂,結晶度高,分(fèn)子(zǐ)體積縮小,塑件的收縮大。此外(wài),如果成型原料的顆粒大小不均,幹(gàn)燥不良,再生料與(yǔ)新料混合不均勻,每批原料的性能不同,也會引起塑件成型尺寸的波動。
四、結語
注(zhù)射成型過程中尺寸偏差的(de)存(cún)在是普遍的,想要實現精密注塑加工,需要通過優化模具結構及成型工(gōng)藝參數,選擇合適的(de)原料,可以減少甚至避免尺寸偏(piān)差的產生,或(huò)減小尺寸偏差(chà),改善塑件產品的性能,從而使(shǐ)製品尺(chǐ)寸及(jí)性能能夠滿足設計(jì)要求.