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模具溫度對注塑成型的影響

文章來源: 科翔模具 人氣:8136 發(fā)表時間:2018-11-19 16:16:27

模具溫度是注塑成型中最重要的變量——無論注塑何種塑料,必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個熱的模具表面使塑料表面長時間保持液態(tài),足以在型腔內(nèi)形成壓力。

如果型腔填滿而且在凍結的表皮出現(xiàn)硬化之前,型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上,那么型腔表面的復制就高。另一方面,如果在低壓下進入型腔的塑料暫停了,不論時間多短,那么它與金屬的輕微接觸都會造成污點,有時被稱為澆口污斑。

對于每一種塑料和塑膠件,存在一個模具表面溫度的極限,超過這個極限就可能出現(xiàn)一種或更多不良影響(例如:組件可以溢出毛邊)。模具溫度更高意味著流動阻力更小。在許多注塑機上,這自然就意味著更快流過澆、澆口和型腔,因為所用的注塑流動控制閥并不糾正這個改變,填充更快會在澆道和型腔內(nèi)引起更高的有效壓力。

可能造成溢料毛邊。由于更熱的模型并不凍結那些在高壓形成之前進入溢料邊區(qū)域的塑料,熔料可在頂出桿周圍溢料毛邊并溢出到分割線間隙內(nèi)。這表明需要有良好的注射速率控制,而一些現(xiàn)代化的流動控制編程器也確實可以做到這點。

通常,模具溫度的升高會減少塑料在型腔晨有冷凝層,使熔融材料在型腔內(nèi)更易于流動,從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。同時,模具溫度的提高還會使零件張力強度增加。

?模具的保溫方法

許多模具,尤其是工程用的熱塑性塑料,在相對較高的溫度下運行,如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫,流失到空氣和注塑機上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。所以要將模具與機板隔熱,如果可能,將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具,嘗試減少熱道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預熱時間。

一、塑模溫度控制

【一】溫度控制必要性

(1)溫度控制對成形性之目的及作為

成形品外觀,材料物理性質(zhì),成形循環(huán)等,受模仁溫度之影響,頗為顯著。一般成型情況,模仁溫度保持于較低,可以提高射出次數(shù)較為理想,但與成形品形狀(模仁構造)及成品材料種類有關之成形循環(huán)亦寄賴于必需提高模仁充填之溫度。

(2)為防止應力作溫度控制

此為成形品材料問題,此項要求唯有※冷卻速度。入冷確時間短,即使有一部份硬化一部份尚軟之場合,仍能避免由于不均一收縮引起應力。亦即適當之溫度控制能對冷卻應力性質(zhì)改良。

(3)成形材料之結晶化程度調(diào)整之做之溫度控制

聚硫氨(尼龍),聚醋酸數(shù)脂,聚丙烯等結晶材料對結晶化程度調(diào)節(jié),及機械性質(zhì)改良,一般需要較高模仁溫度。

【二】技術問題

(1)溫度控制所需之熱傳面積

模仁熱傳面積之計算式為

t1:成形材之熔融溫度

t0:成形品取出時溫度

cp:成形材料之比熱

sh:每小時射出成形次數(shù)移動熱量

Q=shx*cp*(t1-t0)kacl /hr

hw:冷卻管路側之表膜熱傳系數(shù)

d:冷卻孔直徑(m)

u:粘度(kg/mses)

μ:流速(m/ses)

λ:冷媒之熱傳導率(kcal/m2 hrc)

ΔT:模型及冷(熱)媒間之平均溫度差則

Hw:λ d(dug/μ) (cp u /λ)

(kcal/ hr℃)

所需之熱傳面積可由下式求得之A=Q/hw x T (m2)

此際對外界空氣之放熱、型模板、噴嘴等之熱傳俱行略去不計。

圖1 熱傳路徑圖2 溫度變化曲線

(2)冷卻管路之分布

成形循環(huán)時間縮短雖有種種因素,但冷卻效果卓越之模型制造為重大之問題。冷卻不均一,實行急遽冷卻,將使成形品內(nèi)部產(chǎn)生應力,發(fā)生變形及龜裂。所以必需相應穴形狀及肉厚,考慮模仁構造,使能有實施均一而高效率之冷卻性能。

再者,就模型管路加工場合綜合考慮,選定管路之數(shù)量與大小。

例如圖1所示,相同成形品面積之場合,模仁(a)有5條較大管路,型模(b)有2條較小管路互作比較,依照熱傳路徑略圖所示,型模(a)之型穴表面幾乎有相等熱傳,有均一之冷卻效果,較為適用。

圖二示型穴管及管路表面間溫度變化約略之等溫曲線。圖(a)示使用較大管路之溫度變化,管中循環(huán)水之溫度為59.83℃,型穴表面作業(yè)循環(huán)時之溫度為60℃之60.5℃,而較小之管路(b)中,循環(huán)水溫為45℃,型穴表面溫度發(fā)生53.33℃至60℃之溫度變化。

此種模仁表面關聯(lián)之較大溫度變化雖亦可作為充份之成形條件,但對模仁之溫度控制亦有所不當。

再者,熱傳導率之高度熱傳導系統(tǒng)之效率較佳,熱量傳出之控制良好。亦即熱傳導率高之模仁表面溫度變化較小,反之,傳導率低者,溫度變化較大。

一般情形,對熱冷卻系統(tǒng)應加注意點為:

1)重型模仁設置有數(shù)條貫通水路孔者,冷水先行進入注道附近,然后溫水循環(huán)至外側(圖三)

2)使用聚乙烯時,成形收縮大,冷卻管路不宜沿收縮方向設置,使生變形。

3)心型冷卻(圖4)盡可能沿心型形廓設置管路。

二、塑料材料之物性介紹

【一】質(zhì)輕

在比重0.9~2.3之間,若發(fā)泡可降至0.01。(遠比鋁2.7,鐵7.8?。?/p>

【二】加工易

在30℃以下可融膠,以流動成型,少后加工。(熔點遠比鋁600℃,鐵1530℃低)

【三】性質(zhì)可隨需要改變

不同單體可合成不圖性質(zhì)塑料,不同塑料可復合性質(zhì),加入填充物或補強物可改善某些性質(zhì)。

【四】化學穩(wěn)定性好

耐蝕性佳,不受酸、堿、油、鹽、水、氣、蒸氣的侵蝕。

【五】光特性好及著色易

PS、PMMA、PC 透明;可取代易碎不易成型的玻璃;塑料加色??傻妹篮蒙{(diào)。

【六】絕緣性好且可調(diào)

抗電5~50千伏/毫米,并可藉加入導電填充物、導磁性。

【七】摩擦性好并耐磨

天然軸承材料。

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