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精密注(zhù)塑加工之技術把控
針對精密注塑過(guò)程中出現(xiàn)尺寸偏差缺陷現象,從注塑設備,模具設計與製造, 注塑工藝條件及成型(xíng)原料等方(fāng)麵, 分析了影響注塑製品尺寸精度的各種(zhǒng)因素, 並給出了控製製品尺寸誤差的相應措施, 以提高製品尺寸的準(zhǔn)確性。
一、精密注塑加工的(de)重要性
隨著注塑成(chéng)型技術的不斷發展, 對製品的尺寸精度要求越來越高。但在生產實踐中, 經常會因製品尺寸偏(piān)差(chà)給裝配(pèi)造成困難, 導(dǎo)致資源浪費。如何提高注塑製品的(de)尺寸精度, 是成型加工領域中非常重(chóng)要(yào)的課題之一。
針對塑料製品產生尺寸偏差這一缺陷,草莓色版APP下载塑(sù)業對其產(chǎn)生因素進行了分析和(hé)研究,導致其產生(shēng)尺寸(cùn)誤差的因素很多(duō), 也(yě)很複雜。既有外部的溫度、濕度因素, 也有內(nèi)部的分子結晶、取向和內應力變化等因素。經(jīng)分析認為造成製品尺寸誤差的主要因素, 可歸結為模具設(shè)計與製(zhì)造和注塑工藝條件的影響, 此二者引起的製品尺寸誤差約占製品尺寸誤差的2/3 ;其次是(shì)塑料材(cái)料性能,製品設計及(jí)注塑設備等其它因素的影響。
二、產生尺寸偏差的(de)原因
尺寸偏差是由於收縮率、流動性及工藝參數等原因,造成加工好的塑件實際尺寸與規(guī)定尺寸間出現的誤差。
1.注塑(sù)設備的影響
⑴注塑機塑(sù)化容量小
當製品質量超過注塑機(jī)實際最(zuì)大注射(shè)質量時,顯然地供料量是入不敷出(chū)的。若製品質量接近注塑機實際注(zhù)射質量時,就有一個塑化不夠充分的(de)問題,料在機筒內受熱時間不足,結(jié)果不能及時地向模具提(tí)供適當的熔料。
⑵液壓係統不(bú)穩定
液壓係統不穩定, 直接影響注射壓力、保壓壓力和鎖模壓力的穩定, 造成製品尺寸穩定(dìng)性(xìng)下降。
⑶噴嘴的影響
注塑機(jī)通常都因顧及壓力(lì)損失而隻裝(zhuāng)直(zhí)通式噴嘴。但是如果機筒前端和噴嘴
溫(wēn)度過(guò)高,或在高壓狀態下(xià)機筒前端儲料過多,產生“流涎(xián)”,使塑(sù)料在(zài)未開始注射而模具敞開的情況下(xià),意外地搶先進入主流道入口並在模板的冷卻作用下變硬,而妨礙熔料順暢地進入型腔。
此外,噴嘴太小,則(zé)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壓(yā)力;太(tài)大,則流通截麵積大,塑(sù)料進模的單位(wèi)麵積壓力低,形成射力小的狀況。
⑷其他(tā)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(wēn)度控製係統出現熱電偶(ǒu)燒壞,加熱器斷路等,都會導致塑件的成型尺寸不穩定[1]。
2.模具設(shè)計與製造的影響
模具設計製造的水平(píng)高(gāo)低,直接反(fǎn)映了塑件尺寸精(jīng)度的高低。模具設計的結構選擇,澆注係統形式,型腔結構,脫模頂出係統,冷卻係統等設計,都會影響塑件成(chéng)型(xíng)後的尺寸精度(dù)高低。模具製造的工藝設(shè)備不(bú)同,手段不同,加工(gōng)精度不同等也都在改變著(zhe)塑件(jiàn)尺寸精度有的不同(tóng)命運。模具設計不合理, 零件加工不(bú)精確, 裝(zhuāng)配(pèi)誤差較大, 將直接造成製(zhì)品尺寸誤(wù)差。
模具製(zhì)造誤差對製品尺寸精度的影響很大,尤其是(shì)成型零件的加工精度及裝配尺寸誤差等直接影響(xiǎng)製品尺寸。型腔尺寸必須正確,保證在要求的公差範圍之內, 任(rèn)何方向的偏差都將影響製品尺寸(cùn)的準確性。此(cǐ)外, 模具總體加(jiā)工質量也應保證, 因模具是由多個零件組合而成(chéng), 尤其當型腔采用(yòng)鑲拚結構時, 相關零件的尺寸必須準(zhǔn)確裝配是保證模具最(zuì)終(zhōng)質(zhì)量(liàng)的關鍵(jiàn)環節。
單個零件加工(gōng)準確, 裝配時調整不好, 也會導致製品誤差大。裝配過(guò)程(chéng)中的零(líng)件碰傷(shāng), 型芯固定不牢, 零(líng)件相(xiàng)對位置偏移及配(pèi)合間隙過大等, 都(dōu)會造成製品(pǐn)尺(chǐ)寸偏差。因為注塑過程是多種因素綜合(hé)作(zuò)用的結果模具對製品尺寸精度的影響(xiǎng), 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被腐蝕等;也會影響製(zhì)品尺寸。有(yǒu)些材料,在成型時(shí)還會產生析出物附著於成型(xíng)部位表麵形成模垢, 嚴重時也影響製品尺寸[2]。
3.注塑工藝條件的影響
想(xiǎng)要實現精密注塑,塑件成形操作條(tiáo)件非常重要(yào),如溫度、壓力、時間以及在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等,均會對塑件(jiàn)尺寸精度產生影響。成形條
件變化表現為塑件收縮波動,是產生塑件尺寸誤差的直接原(yuán)因,僅次於模具加(jiā)工精度的重要因素。
通常塑料熔體溫度高、模腔(qiāng)內壓力傳(chuán)遞快、塑件收(shōu)縮(suō)小,其尺寸精度高。模內壓力高、保壓時間長(zhǎng),亦有塑件尺寸精度(dù)高的結果。但模溫高、溫差大、澆口凍結(jié)快(kuài),會(huì)得到塑件尺寸精度差的(de)效果。
⑴模具溫度的影(yǐng)響
注塑成型(xíng)中(zhōng)的溫度以模具溫度對製品尺寸精度影響最大。模具(jù)溫度是(shì)通過熔融態高(gāo)分子的取向與結晶度高低, 直接影響製品收縮率(lǜ)變化,從而引起尺寸誤差。對於非結晶性樹脂,模溫高, 熔體冷卻慢, 分子有充分的鬆弛時間, 結晶趨於更(gèng)完全(quán), 結晶度高, 使(shǐ)收縮加大。
但對結晶性樹脂, 高(gāo)模溫可減小後收縮, 使製(zhì)品(pǐn)尺寸穩(wěn)定。模溫低,則(zé)冷卻快,熔體分子被凍結取向來不及鬆弛(chí),不(bú)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,收縮時間加長,不易(yì)穩定尺寸。
溫度是(shì)結(jié)晶過程中最敏感的因(yīn)素,溫差1℃ ,結晶速度可相差幾(jǐ)倍(bèi)。模具溫度不均或不穩定(dìng),直接影(yǐng)響結晶度大小,從而使製品收縮產生尺寸誤差。
⑵注射(shè)壓力(lì)的影響
注射壓力的變(biàn)化導致製品尺寸的波動(dòng)。其它工藝(yì)參數不變時, 提高注射壓力, 可改(gǎi)善熔體充模流動性(xìng),增加流(liú)動長度,充模速度加快,製品密實,收(shōu)縮減小,但易產生取向應力。壓力低時,製品得不到充分壓實,收(shōu)縮加大。
⑶保壓壓力的影響
保壓壓力對穩定製品尺寸有重要作用,提高(gāo)保壓壓力,可對模內製品的收縮進行補料壓實,減小(xiǎo)收縮。但保壓壓力太(tài)高,會(huì)造成製品脫模(mó)時的殘餘應(yīng)力增大,引起變形或開裂,影響製品尺寸。
⑷注(zhù)射時間的影響
在澆口封閉前,注射時間越短,收縮率越大,而且收縮率的變化幅度也越(yuè)大;當注射時間達到或超過澆口的凝固(gù)時(shí)間時(shí),即使再延長注(zhù)射時間,製品質量和收縮率也不再發生變化,注射時間控製與所設計(jì)的澆口(kǒu)厚度(dù)關(guān)係密(mì)切,澆口厚度能夠在很大程度上左右澆口封(fēng)閉時間。
⑸保壓時間的影響
保壓時間越長有利於熔體(tǐ)補塑壓實,塑件密度越大,收縮率越小。當澆口凝封後,保壓對(duì)製品(pǐn)收縮的減小不再起作用,過長的保壓時間會延長成型周期。
4.成型原料的影響
成型原料的收縮率對塑件尺寸精度影響很大。如果成型設備和(hé)模具的精度很高,但成(chéng)型(xíng)原料的收縮率很大(dà),則(zé)很難保證塑件的尺寸精度。一般情況下(xià),成型原料(liào)的收縮率越大,塑件的尺寸精度越難保證。
通常,結(jié)晶(jīng)型和半結晶型樹脂的收(shōu)縮(suō)率比非結晶型樹(shù)脂大(dà),而且收縮(suō)率變化範圍也比較(jiào)大,與之對應的塑件成型(xíng)後產生的收縮率波動也比較(jiào)大;對於結晶(jīng)型樹脂,結(jié)晶度高,分(fèn)子體積縮小,塑件的(de)收縮大。此外,如(rú)果成型原(yuán)料的顆粒大小不均,幹燥不良,再生料與新料混合不均勻,每批原料的性能不同,也會(huì)引起塑件成型尺寸的(de)波動。
四、結(jié)語
注射成型(xíng)過程中尺寸偏差的存在(zài)是普(pǔ)遍的,想要實現精密注塑加工,需要通過(guò)優化模(mó)具(jù)結構及成型工藝參數,選擇合適的原料,可以減(jiǎn)少(shǎo)甚至避免尺寸偏差的產生,或減小尺寸(cùn)偏差,改善塑件產品的性能,從而(ér)使(shǐ)製(zhì)品尺(chǐ)寸(cùn)及性能能夠滿足設計要求(qiú).