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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-09-22 13:00
隨著注塑件越來越廣泛的應(yīng)用,越來越多高尺寸精度要求的場(chǎng)合看到了注塑件的身影,隨之帶來的是對(duì)塑件尺寸精度越來越高的要求。那么問題就來了,如何才能做到高尺寸精度要求的精密注塑?在回答這一問題之前,你應(yīng)該首先理解模腔壓力和塑件尺寸之間的關(guān)系!
你是否曾經(jīng)遇到過這樣的場(chǎng)景,你們?yōu)橐患铱蛻糸_了一套模具,在你們公司的機(jī)器上可以生產(chǎn)出滿足所有尺寸要求的零件,但當(dāng)模具移到客戶機(jī)器上運(yùn)行時(shí),尺寸立即就出現(xiàn)了超差?然后客戶通知你們模具有問題,讓你們調(diào)整或者修模。你應(yīng)該從何從下手?
首先,你需要清楚塑料是可以被壓縮的
首先,你需要清楚熔融態(tài)的塑料是可以被壓縮的。塑料在成型過程中所受到的壓力越大,成型后的材料密度越高,材料的收縮率就越低。反之,如果所受的壓力越小,那么成型后的材料密度就越低,材料的收縮率就越高。
造成這個(gè)現(xiàn)象的基本原理是,在注塑成型過程在,當(dāng)注塑機(jī)螺桿對(duì)模腔施加更多的壓力時(shí),更多的塑料會(huì)被推入模腔,塑料分子鏈之間的空間所被壓縮變小,使塑料收縮發(fā)生的空間更小。其結(jié)果可能會(huì)造成塑件的尺寸要比設(shè)計(jì)要求高。反之,如果壓力較低,更少的塑料會(huì)被推入模腔,塑料分子鏈之間的空間變大,會(huì)使塑料收縮發(fā)生的空間更大,會(huì)造成塑件的尺寸要比設(shè)計(jì)的要求低。
如果尺寸偏差是由模腔壓力變化導(dǎo)致的,修模顯然會(huì)是一個(gè)錯(cuò)誤的方向。因?yàn)樾弈V螅绻G粔毫υ俅尾▌?dòng),產(chǎn)品的尺寸又會(huì)發(fā)生變化,問題得不到根本上的解決。
塑料收縮率和模腔壓力之間的關(guān)系
塑料收縮率和模腔壓力之間的關(guān)系是什么?不同塑料的收縮率和模腔壓力之間的關(guān)系會(huì)不會(huì)有差異?這些信息可以從下圖中找到

通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,每1000psi的塑料壓力可以造成0.5%~1%的塑料收縮。相對(duì)來說非結(jié)晶塑料的收縮率更低,而半結(jié)晶料的收縮率更高。也也能夠解釋為什么PC,ABS的尺寸更好控制,而PA,PP等的尺寸更不好控制。
注射速動(dòng)和塑料粘度的關(guān)系

另一個(gè)需要理解的問題是塑料粘度會(huì)隨注射速度發(fā)生變化(通常較慢的注射速度粘度較高,較快的注射速度粘度較低),大多數(shù)材料也表現(xiàn)出正負(fù)10%的粘度變化波動(dòng)。
以上兩個(gè)問題和塑件尺寸之間關(guān)系非常密切
當(dāng)塑料粘度變化時(shí),它將以1:1的比例影響整個(gè)模腔的壓力損失。例如,下圖中的零件澆口位置的壓力為12000psi,末端的壓力為2000psi,由此可以得知整個(gè)模腔的壓力損失為10000psi。

如果塑料的粘度增加10%,整個(gè)零件的壓力損失將變?yōu)?1000psi。從12000psi中減去11000psi,模腔末端的壓力就剩下1000psi。對(duì)于高結(jié)晶性材料,塑料的收縮率為每1000磅/平方英寸1%。模腔中該點(diǎn)的尺寸也會(huì)被影響1%。因此,該點(diǎn)的尺寸將會(huì)從0.500變?yōu)?.495。
我們?cè)倏匆豢锤哒扯鹊牟牧希蛘呤褂梅浅B淖⑸渌俣鹊那闆r。這會(huì)導(dǎo)致塑料粘度發(fā)生20%的變化。10000psi的壓力損失將變?yōu)?2000psi。12000psi的澆口壓力減去12000psi的新壓力損失后,在模腔末端將會(huì)產(chǎn)生0psi的模腔壓力,很可能出現(xiàn)短射的情況。在這個(gè)例子中,當(dāng)塑料粘度上升時(shí),壓力損失將變得更大。
解決方案
模具在試模過程中嘗試去測(cè)量型腔中的塑料壓力,并將其與產(chǎn)生良好零件尺寸相關(guān)聯(lián)。必須在每次取樣運(yùn)行期間重復(fù)此操作,直到完成所有調(diào)整。如果沒有模內(nèi)壓力傳感器和監(jiān)控系統(tǒng),讀取峰值填充壓力也具有一定的參考價(jià)值,盡管它沒有模內(nèi)壓力來的那么直接,并且沒法辦法反映模內(nèi)壓力損失的情況和變化。
綜上所述,在生產(chǎn)工藝建立并記錄在案之前改變模具的尺寸是不明智的,特別是在不清楚模腔壓力的變化情況之前。塑料材料由于其分子結(jié)構(gòu),在整個(gè)模具中承受著巨大的壓力損失。雖然單個(gè)零件的尺寸要求將決定需要多大程度的控制(是否匹配的機(jī)器壓力足夠好,或者是否需要型腔內(nèi)壓力傳感),但在模具和工藝開發(fā)過程中,必須在塑料壓力改變的事實(shí)下,盡最大的努力得到一致的模內(nèi)壓力。DIII三段成型工藝是一個(gè)很好的嘗試。

當(dāng)然,壓力并不是塑件成型的唯一變量。調(diào)整模具尺寸時(shí)還必須考慮的其他項(xiàng)目包括塑料流量(即,型腔填充時(shí)間)、塑料冷卻速度和時(shí)間以及熔體溫度。以最小的變化量重復(fù)所有這些塑性變量是很重要的。然而,在大多數(shù)情況下,模腔內(nèi)的塑性壓力對(duì)零件尺寸的影響最大。

來源:科學(xué)大注塑