降低製品內應力是耐熱ABS注塑成型的關鍵。本文從模具(jù)設計、材料幹燥、成型溫度、保壓壓力和時間(jiān)、模具溫度等5大方麵,分(fèn)享(xiǎng)了(le)筆者對耐熱ABS樹脂成型(xíng)的加工要點。
普通ABS耐熱性能不夠好,現在,通過添加ɑ-甲基苯乙烯共聚物和N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物等耐熱劑開發了一係列(liè)耐熱ABS樹脂,熱(rè)變形溫度(dù)(HDT)為90-120℃。如上海錦湖日(rì)麗的雙易(Economic&Easy)係列耐熱ABS樹脂能滿(mǎn)足(zú)95-109℃不(bú)同程(chéng)度(dù)的(de)耐熱需求,可廣泛應用於微波爐(lú)、電飯煲、電暖氣及電吹風等小家電;還有更高耐(nài)熱的(de)係列(liè)產品(pǐn),可耐熱(rè)109-120℃。
由於耐熱(rè)ABS的分(fèn)子結構中含有高剛性的苯環和N-苯基基團,提高耐熱性同時,也增加了分子鏈的空間位阻效應,使(shǐ)分子鏈的鬆弛速度降低,易使製品存(cún)在較(jiào)大的內應力,導致製品應力開裂、應力發白、產品發脆(cuì)等缺陷。因此,降低製品(pǐn)內應力是耐熱(rè)ABS注塑成型的關(guān)鍵。
產品模具設計
產品壁厚(hòu)要求(qiú)均一,ABS產品的壁厚差異應控製在25%以內(nèi),防止壁厚差異過(guò)大引起局部應力集中。強度較弱的柱子根部需增加R角或追(zhuī)加加強筋,防止柱子(zǐ)斷裂。卡扣設計(jì),卡扣的根部需要(yào)倒R角(jiǎo),R角的大(dà)小取決於產品的壁厚,R角(jiǎo)和(hé)壁厚比應在0.3以上,隨此比值增大,內(nèi)應力逐步減小,但也要考慮產品表麵縮水問題。模具冷卻水道的設計要保(bǎo)證冷卻的(de)均勻性,避免(miǎn)冷卻不均、收縮不一而造成(chéng)的內應力。
材料幹燥
通常,耐熱ABS樹脂在儲存(cún)運輸過程中會吸收空氣中的水分,吸水率隨空氣(qì)濕度有所(suǒ)變化,一般在0.2~0.4%之間,所以必須對材料進行充分幹燥,使材料含水率降至0.05%以下,最好(hǎo)在0.02%以下,否則可能出現水花、銀(yín)絲等表麵不良現象。耐熱ABS樹脂的(de)幹燥溫度比(bǐ)普通ABS高,通常為80-95℃,幹燥時間3-4小時。
成型溫度
成型溫度是耐熱ABS加工時需特別關注的一個參數,其設定是以(yǐ)確保耐熱(rè)ABS充分塑化(huà)為基準,應(yīng)盡量使用供應商建議的成(chéng)型(xíng)溫度之中間值偏上的溫度區域,成(chéng)型溫度提高會明顯地降低耐熱ABS的粘度,增加樹脂的流動(dòng)性,使流動距離變長,來保證材料有足夠的填充能(néng)力。例如,錦(jǐn)湖日麗的耐熱ABS HU600建議成型溫度為240-260℃。原則上,當使用建議的成型溫(wēn)度上限時,應使熔膠滯留時間盡可能短,避免材料高溫降(jiàng)解(jiě)。
保壓(yā)壓力和時間
對於耐熱ABS來說,保(bǎo)壓壓力和時間的設定是否合理,直接影響製件內應力(lì)的大小。保壓壓力的增加(jiā)會使(shǐ)分子間隙變小,鏈段活動(dòng)範圍減小,熔(róng)體的體積縮小,密度變大,分子之間的作用力增加,可(kě)以改(gǎi)善產品(pǐn)的縮水及內部質量(liàng),但(dàn)會導致內應力變大,因此,在保證產品(pǐn)外觀質量的前提下盡量(liàng)選用較低的保壓壓力。
保壓時間的設定是根據澆口隨著冷(lěng)卻完成其固化,螺杆(gǎn)再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間(jiān)。保壓(yā)時間過長(zhǎng),容易使材料填充過分,分子(zǐ)間隙變小,內(nèi)應力變大;保壓時間過短,產品(pǐn)容易產生縮(suō)水,尺寸不穩定。保壓時間設定(dìng)應以製品重量不再變化(huà)時的最短時間為最佳保(bǎo)壓時間。
模(mó)具溫度
筆者建議在成型耐熱ABS時使用模溫機來控製模具溫度,建(jiàn)議的模溫是60-80℃。較高的模具溫度,往往會產生良好的流動、較高的熔接線強度、較小的(de)產品內(nèi)應力。最後,各成型工藝要素還應綜合考慮,彼此協調。