薄壁注塑技術(shù)淺析

發(fā)布時(shí)間:2016-09-28

薄壁注塑

一、什么是薄壁注塑

薄壁注塑成型技術(shù)也稱(chēng)為薄壁塑件注塑成型技術(shù)。關(guān)于其定義有以下三種:
其一:流動(dòng)長(cháng)度與厚度之比 L/T,即從熔體進(jìn)入模具到熔體必須充填的型腔最遠點(diǎn)的流動(dòng)長(cháng)度 L 與相應平均壁厚 T 之比在100或者150以上的注塑為薄壁注塑;
其二:所成型塑件的厚度小于1 mm,同時(shí)塑件的投影面積在50 c㎡ 以上的注塑成型方法;
其三:所成型塑件的壁厚小于1 mm(或1.5mm),或者 t/d ( 塑件厚度 t、塑件直徑d、針對圓盤(pán)型塑件)在 0.05 以下的注塑成型定義為薄壁注塑成型。
由此可看出,薄壁注塑成型定義的臨界值也將發(fā)生變化,它應該是一個(gè)相對的概念。


二、原料的選擇

對原料的要求:大流動(dòng)長(cháng)度、高沖擊強度、高熱變形溫度、高熱穩定性、低方向性以及良好的尺寸穩定性;還要考慮塑料原料的低溫沖擊剛性、阻燃性、機械裝配性以及外觀(guān)質(zhì)量等。
目前常用的薄壁注塑原料有:聚碳酸酯(PC)、丙烯睛—丁二烯—苯乙烯(ABS)、PC /ABS共混物和 PA6 等。隨著(zhù)壁厚降低,需要使用具有更好物理性能的塑料來(lái)維持制品強度。


三、常見(jiàn)缺陷分析

雖然塑件薄壁化有很多優(yōu)點(diǎn),但卻降低了塑件的可成型性,以致于用常規的注塑成型方法無(wú)法成型這些薄壁塑件。在進(jìn)行薄壁塑件的成型時(shí),存在如下常見(jiàn)問(wèn)題:
1、短射
短射是指由于模具型腔填充不完全造成塑件不完整的質(zhì)量缺陷,即熔體在完成填充之前就已經(jīng)凝結。
常規注塑成型的填充過(guò)程和冷卻過(guò)程是交織在一起的。當聚合物熔體流動(dòng)時(shí),熔體前沿遇到相對溫度較低的型芯表面或型腔壁,就會(huì )在其表面形成一層冷凝層 。熔體在冷凝層內繼續向前流動(dòng),隨著(zhù)冷凝層厚度的增加,實(shí)際型腔流道變窄,冷凝層厚度對聚合物的流動(dòng)有著(zhù)顯著(zhù)的影響。因為常規注塑成型時(shí)塑件的厚度較厚,所以此時(shí)冷凝層對注塑成型的影響還不是很大。但在薄壁注塑成型中,當冷凝層的厚度與塑件厚度之比隨著(zhù)塑件厚度的變薄逐漸增加時(shí),這個(gè)影響就很大。特別是二者的尺寸可以相互比較時(shí)更為突出。
當塑件的厚度減小時(shí),冷凝層對流動(dòng)的影響將會(huì )以指數形式增加,這也更說(shuō)明了冷凝層在薄壁注塑成型中的影響之大。如果僅從注塑成型考慮,則需要注塑機有高的注射速率,使塑料熔體填充型腔的速率超過(guò)冷凝層成長(cháng)的速率(或者使冷凝層的成長(cháng)速率變慢),這樣才可在流動(dòng)截面封閉前完成填充動(dòng)作,進(jìn)行薄壁塑件的注塑成型。
當流動(dòng)長(cháng)度為300mm、塑件壁厚為3.0 mm 時(shí),此時(shí) L/T為100,用常規注塑成型技術(shù)就很容易達到;但當塑件壁厚下降至1.0mm 以下時(shí),這個(gè)曾經(jīng)很容易達到的流長(cháng)厚度比(100)就變得非常難達到。
2、翹曲變形
翹曲變形是不均勻的內部應力導致的塑件缺陷。翹曲變形產(chǎn)生的原因是收縮不均勻、取向不均勻和冷卻不均勻。
 改善方法:可以通過(guò)平衡冷卻系統、調節冷卻時(shí)間、保壓壓力以及保壓時(shí)間等措施來(lái)改善塑件的翹曲變形缺陷。
3、熔接線(xiàn)
熔接線(xiàn)是型腔內兩個(gè)或多個(gè)熔體流動(dòng)前沿熔合時(shí)形成的界線(xiàn)。在熔接線(xiàn)處易產(chǎn)生應力集中,削弱塑件的機械強度,對塑件特別是薄壁塑件的機械性能尤為不利,受外力后塑件非常容易在熔接線(xiàn)處開(kāi)裂。
 改善方法:在設計時(shí)可以通過(guò)減少澆口數目或改變澆口位置來(lái)減少或改變熔接線(xiàn)的位置,來(lái)滿(mǎn)足塑件的設計要求。
4、缺料
成品的細小部位、角落處無(wú)法完全成型,因模具加工不到位或是排氣不暢,成型上由于注射劑量或壓力不夠等原因,造成設計缺陷(肉厚不足)。
改善方法:可修正缺料處模具,采取或改良排氣措施,加肉厚,澆口改善(加大澆口、增加澆口),加大注射劑量,增加注射壓力等措施進(jìn)行改善。
5、縮水
常發(fā)生于成形品壁厚或肉厚不均處,因熱熔塑料冷卻或固化收縮不同而致。如肋的背面、有側壁的邊緣、BOSS柱的背面偷肉,但至少保留2/3的肉厚。
  改善方法:可通過(guò)加粗流道、加大澆口、加排氣、升高料溫、加大注射壓力、延長(cháng)保壓時(shí)間等措施進(jìn)行改善。
6、表面影像
常發(fā)生于經(jīng)過(guò)偷肉的BOSS柱、或筋的背面,或是由于型芯、頂針設計過(guò)高造成應力痕降低。
改善方法:可通過(guò)修正型芯、頂針、母模面噴砂等方式處理,采用降低模面亮度、降低注射速度、減小注射壓力等方式。
7、氣紋
發(fā)生于進(jìn)澆口處,多由于模溫不高,注射速度、壓力過(guò)高,進(jìn)澆口設置不當,進(jìn)澆時(shí)塑料碰到擾流結構。
改善方法:可通過(guò)變更進(jìn)澆口、流道打光、流道冷料區加大、進(jìn)澆口加大、表面加咬花(通過(guò)調機或修模趕結合線(xiàn)亦可) 、升高模溫、降低注射速度、減小注射壓力等方式解決。
8、結合線(xiàn)
發(fā)生于兩股料流匯合處,如兩個(gè)進(jìn)澆口的料流交合,繞過(guò)型芯的料流交合,是由于料溫下降、排氣不良所致。
 改善方法:可通過(guò)變更進(jìn)澆口,加冷料井,開(kāi)排氣槽或公模面咬花等方式,也可升高料溫、升高模溫等。
9、毛邊
常發(fā)生公母模的結合處,由于合模不良所致,或是模面邊角加工不當,成型上常由于鎖模力不夠,料溫、壓力過(guò)高等。
 改善方法:可進(jìn)行模具修正,重新合模,增加鎖模力,降低料溫,減小注射壓力,減少保壓時(shí)間,降低保壓壓力等。
10、變形
細長(cháng)件、面積大的薄壁件、或是結構不對稱(chēng)的較大成品由于成型時(shí)冷卻應力不均或頂出受力不一所致。
改善方法:可進(jìn)行修正頂針,設置起張緊作用的拉料銷(xiāo)等,必要時(shí)公模加咬花調節變形,調整公母模模溫降低保壓等,小件變形的調節主要靠壓力大小及時(shí)間、大件變形的調節一般靠模溫。
11、表面不潔
是由于模具表面粗糙。
改善方法:對于PC料,有時(shí)由于模溫過(guò)高,模面有殘膠、油漬,需及時(shí)進(jìn)行清理模面,打光處理,降低模溫等。
12、拉白
易發(fā)生于成形品薄壁轉角處或是薄壁RIB根部,是由于脫模時(shí)受力不良造成,頂針設置不當或是拔模斜度不夠。
改善方法:加大轉角處R角,增大脫模角度,增加頂針或是加大其截面積,模面打光,頂針或斜銷(xiāo)打光,降低射速,減小注射壓力,降低保壓及時(shí)間等。
13、拉模
表現為脫模不良或模傷、拉花。主要由于拔模斜度不夠或模面粗糙,成型條件也有影響。
改善方法:增大拔模角度,模面打光,粘母模面時(shí)可以增加或變更拉料銷(xiāo),牛角進(jìn)料時(shí)注意牛角直徑,公模加咬花,減小注射壓力,降低保壓及時(shí)間等。
14、氣孔
透明成品PC料成形時(shí)容易出現。由于注塑過(guò)程中氣體未排盡,模具設計不當或是成型條件不當都有影響。
改善方法:增加排氣,變更澆口(進(jìn)澆口增大),PC料流道必須打光,嚴格烘料條件,增加注射壓力,降低注射速度等。
15、斷差
發(fā)生于公母模塊、滑塊、斜銷(xiāo)等的接合處,表現為結合面的層次不齊等,由于合模不當或是模具本身的問(wèn)題。
 改善方法:修正模具,或者重新合模。
16、尺寸超公差
模具本身的問(wèn)題,或是成型條件不當造成成型收縮率不合適。
改善方法:通常改變保壓時(shí)間、注射壓力(第二段)對尺寸的影響最大。例如:提高射壓、提高保壓補縮作用可明顯加大尺寸,降低模溫亦可,加大進(jìn)澆口或增加進(jìn)澆口可以改善調節效果。