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一、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計(jì)算如前(qián)所述,影響熱塑性(xìng)塑料成型(xíng)收縮(suō)的因(yīn)素如下:
1.1塑料品種熱塑性塑料成型過程中由於還存(cún)在結晶化形起(qǐ)的體積變(biàn)化,內應力強,凍結在塑件內的(de)殘餘應力大,分子取向性強等因素,因此與熱固(gù)性塑料相比則收縮率較大,收縮率範圍寬、方向性明顯,另外成型後的。
1.2塑(sù)件(jiàn)特性成型時熔融料與型(xíng)腔表(biǎo)麵接觸外層立即冷卻(què)形成低密度的(de)固態外殼。由於塑料的導熱性差,使塑件內層緩慢冷卻而形成收(shōu)縮大的高密度固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另(lìng)外,有無嵌件及嵌件布局、數量都直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響料流方向,密度分布及收縮阻力大小等,所以塑(sù)件的特性對收縮大小、方向性影響較大。
1.3進料口形式、尺寸、分布這些因素直(zhí)接影(yǐng)響料流方向、密度分布、保(bǎo)壓補(bǔ)縮作用及(jí)成型時間。直接進料(liào)口、進料口截麵大(尤其截麵較厚的)則收縮小但(dàn)方向性大(dà),進料口寬及長度短的則(zé)方(fāng)向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
1.4成型條件模具溫度高,熔融料冷(lěng)卻慢、密度高、收縮大(dà),尤其對結晶料則因結晶度高,體積變化大,故收縮更大。模溫分布與塑件內外冷卻及密度(dù)均(jun1)勻性也有關,直接影 響到各(gè)部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時間(jiān)對收縮也影響較大,壓力大、時(shí)間長的則收縮小但方向性大。注塑(sù)壓力高,熔融料粘度差小,層(céng)間剪切應力小(xiǎo),脫模後彈性(xìng) 回跳大,故收縮也可適量的減(jiǎn)小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫(wēn)、壓力、注塑速度及(jí)冷卻時間等諸因素也可適當改變塑件收縮(suō)情況。
模具設計時根據各(gè)種塑料的收縮範圍(wéi),塑件壁厚(hòu)、形狀,進料(liào)口形式尺寸及分布情況,按經驗確定(dìng)塑件各部位的收縮(suō)率,再來計算型腔尺寸。對高精度塑件及難以掌(zhǎng)握收縮率時,一般宜用如(rú)下方法
設計(jì)模具:
①對塑件(jiàn)外徑取較小收縮率,內(nèi)徑取較大(dà)收縮率,以留有試模後修正的餘地。
②試模確(què)定澆(jiāo)注係(xì)統形式、尺寸及成型條件。
③要後處理的塑件經後處理確定(dìng)尺寸變化情況(kuàng)(測量時必須在脫模後24小時以後(hòu))。
④按實際收縮情況修正模具。
⑤再試模並可適當地改(gǎi)變(biàn)工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。
二、流動性
2.1熱(rè)塑性塑料流動性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流動長度、表現粘度及流動比(流程長度/塑件壁(bì)厚)等一(yī)係列指數進行分析。分子量小,分子量分布寬,分子結構規整(zhěng)性(xìng)差,熔融指(zhǐ)數高、螺(luó)流動(dòng)長度(dù)長、表現粘度小,流動比大的則(zé)流動性就好,對同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動性是否適用於注塑成型(xíng)。按模具設計要求大致可將常用塑料的
流動(dòng)性分為(wéi)三類:
①流動性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯;
②流動性中等(děng) 聚(jù)苯乙烯係列(liè)樹脂(如(rú)ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚;
③流動性差 PC、硬PVC、聚(jù)苯醚、聚碸、聚芳碸、氟塑料。
2.2各種塑(sù)料的流動性也因各(gè)成型因素而變,主要影響的因素有如下幾點:
①溫度料溫高則(zé)流動性(xìng)增大,但(dàn)不同塑料也(yě)各有差異(yì),PS(尤其耐衝擊型及MFR值較高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA等塑料的流動性隨溫度變化較大。對PE、POM、則溫度增減對其流動性影響(xiǎng)較小。所以前者在成型時宜調節溫度來(lái)控製流(liú)動性。
②壓力注塑壓力增大則熔融料受剪切作用(yòng)大,流動性也增大,特別是PE、POM較為敏感,所以成型時宜調節注塑壓力來控製流動(dòng)性。
③模具結構(gòu)澆注係統的形式,尺(chǐ)寸,布置,冷卻係統設計,熔融料流動阻力(如型麵(miàn)光(guāng)潔度,料道截(jié)麵厚(hòu)度,型腔形狀,排氣係統)等因素都直接影響到熔融料在型腔內的實際流動性,凡促(cù)使熔融料降低溫度,增(zēng)加(jiā)流動(dòng)性(xìng)阻力的則(zé)流動(dòng)性就降低。模具設(shè)計時應根據所用(yòng)塑料的流動性,選用合理的結構。成型時則也可控製料溫,模溫及注塑壓(yā)力、注塑速度等因素來適當地調節填充情況以滿足成型需(xū)要(yào)。
三、結晶性
熱(rè)塑性塑料按其冷凝時無(wú)出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型(又稱無定形(xíng))塑料兩大類。
所謂(wèi)結晶現象即為塑料(liào)由(yóu)熔融狀態到冷凝時,分子由獨立移動,完全處於無次序狀態,變成分子停止自由運動,按(àn)略微固定的位置,並有一個使分子排列成為(wéi)正規模型的傾向的一種現象。
作為判別這兩類(lèi)塑料的外觀標(biāo)準可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結(jié)晶性料為不透明或半透明(如POM等),無定形料為(wéi)透明(如PMMA等)。但也有例外(wài)情況,如(rú)聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明(míng)性,ABS為無(wú)定形(xíng)料但卻並不透明。
在模具設(shè)計及選擇(zé)注塑機時應注意對結晶(jīng)型塑料有下列:
要求及注意事項:
①料溫上升到成型溫度所需的熱量多,要(yào)用塑化(huà)能力(lì)大的設備。
②冷卻回化時放出熱量大,要充分冷卻。
③熔融態與固態的比重差大,成型收縮大,易發生縮孔、氣孔。
④冷卻快,結(jié)晶度低,收縮小,透明度高。結晶度與塑件壁厚有關,壁厚則冷卻慢(màn),結晶度高,收(shōu)縮大,物性好。所以結晶性料(liào)應按要求必須(xū)控製模溫。
⑤各向異性顯著,內應力(lì)大。脫模後未(wèi)結晶化(huà)的分子有繼續結晶化傾(qīng)向,處於能量不(bú)平衡狀(zhuàng)態,易發生變形、翹曲。
⑥結晶化溫度範圍窄,易發生未熔料末注入模具(jù)或堵(dǔ)塞進料口(kǒu)。
四、熱敏(mǐn)性塑料及易水解塑料
4.1熱敏性係(xì)指(zhǐ)某些塑料對熱較(jiào)為敏感,在高溫下受熱時間較長或進料口截麵過小,剪(jiǎn)切作用(yòng)大時,料溫增高易發生變色、降解,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,POM,聚三氟氯乙(yǐ)烯等。熱敏性塑料(liào)在分解時產生單體、氣體、固體等副產物,特別是有的分解氣體對人體、設(shè)備(bèi)、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此,模具設計、選擇注塑機及成型時都應注意,應選用螺杆式注塑機,澆注係(xì)統截麵宜大,模具和料筒(tǒng)應鍍鉻,不得有*角滯料,必須嚴格控製成型溫度、塑料中加入穩定(dìng)劑(jì),減弱其熱敏性能。
4.2有的塑料(如(rú)PC)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發(fā)生分解,這種性能稱為易水解性,對此必須預先加熱幹燥。
五、應力開裂及熔體破裂
5.1有的塑料(liào)對(duì)應力敏感,成型時易產生內應力並質脆易裂,塑件在外力作用下或在溶劑(jì)作用下即發生開裂(liè)現象。為(wéi)此,除(chú)了在(zài)原料內加入添加劑提(tí)高開抗(kàng)裂性外(wài),對原(yuán)料應注意幹(gàn)燥,合理(lǐ)的選擇(zé)成型條件(jiàn),以(yǐ)減少內應力和增加抗裂性。並應選擇合(hé)理的塑件形狀(zhuàng),不宜設置嵌件等措施來盡量減少應力集中。模具設計時(shí)應(yīng)增(zēng)大脫模斜度,選用合理的進料(liào)口及(jí)頂出機構,成型時應適當的調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間,盡量避免塑件過於冷脆時脫模,成(chéng)型後塑(sù)件還宜進行後(hòu)處(chù)理提高抗開裂性,消除內應力(lì)並禁止與溶劑接觸。
5.2當一定融熔體流動速率的聚(jù)合物熔體,在恒溫下通過噴嘴(zuǐ)孔時(shí)其流速(sù)超(chāo)過某值後,熔體表麵發生(shēng)明顯橫向(xiàng)裂紋稱(chēng)為熔體破裂,有損塑件外觀及物性。故在選用熔體流動(dòng)速率高的聚合物(wù)等,應增大噴嘴、澆道、進料口截麵,減少注塑速度,提高料溫。
六、熱性能(néng)及冷卻速(sù)度
6.1各種塑料有不同比熱、熱傳導率(lǜ)、熱變形溫度等(děng)熱(rè)性能。比熱高(gāo)的塑化(huà)時需要熱量大,應選用塑化能力大(dà)的注塑機。熱變形溫度高塑料的冷卻時間可短,脫(tuō)模早(zǎo),但脫模後(hòu)要防止冷卻變形。熱傳導率低的(de)塑料冷卻速度慢(如離子聚合物等冷卻速度極慢),故必須充分冷卻,要加強模(mó)具冷卻效果(guǒ)。熱澆道模具(jù)適用於比熱低,熱傳導率高的塑料。比熱大、熱傳 導率低,熱變形溫度低、冷卻速度慢的塑(sù)料則不利於高速(sù)成型,必須選用適當的注塑機及加強模具冷卻(què)。
6.2各種(zhǒng)塑料按其種類特(tè)性及塑件形狀,要求必須保持適當的冷卻速度。所以模具必須按成型要求設置(zhì)加熱和(hé)冷卻係統,以保持一定(dìng)模溫。當料溫使模溫升(shēng)高時應予冷卻,以防(fáng)止塑件脫模後變形(xíng),縮短成型周期,降低結晶度。當塑(sù)料餘熱不足以使模具保持一定溫度時,則模具(jù)應設有加熱係(xì)統(tǒng),使模具保持在一定溫(wēn)度,以控製冷卻速度,保證流動性,改善填充條件或用以控製塑件使其緩慢冷卻,防止厚壁(bì)塑件內外(wài)冷卻不(bú)勻及提高結晶度等。對流動性好(hǎo),成型(xíng)麵積大、料溫不勻的則按(àn)塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替(tì)使用或局 部加熱與冷卻(què)並用。為此模具應設有相(xiàng)應的冷卻或(huò)加熱係(xì)統。
七、吸濕性(xìng)
塑料中因有各種(zhǒng)添加劑,使其對水分有不同的親(qīn)疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、粘附水(shuǐ)分(fèn)及不吸水(shuǐ)也不(bú)易粘附水分的兩種,料中含水量必(bì)須控製在允許範圍內,不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發生(shēng)水解作用,使樹(shù)脂起泡、流動性下降、外觀及(jí)力學性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的加熱方法及規範進行預熱,在使用時防止再吸濕。
【本文標簽】 模(mó)具注塑加工 精(jīng)密(mì)注塑加工 注塑件(jiàn)加工
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