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模具溫度對(duì)注塑成型的影響
在模具設(shè)計(jì)中，模具溫度對(duì)注塑成型有影響嗎?下面yjbys為大家解開(kāi)這個(gè)問(wèn)題，希望對(duì)大家學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)有幫助!
模具溫度是注塑成型中最重要的變量——無(wú)論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤(rùn)。一個(gè)熱的模具表面使塑料表面長(zhǎng)時(shí)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(jié)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(fù)制就高。另一方面，如果在低壓下進(jìn)入型腔的塑料暫停了，不論時(shí)間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會(huì)造成污點(diǎn)，有時(shí)被稱為澆口污斑。
對(duì)于每一種塑料和塑膠件，存在一個(gè)模具表面溫度的極限，超過(guò)這個(gè)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(dòng)阻力更小。在許多注塑機(jī)上，這自然就意味著更快流過(guò)澆、澆口和型腔，因?yàn)樗玫淖⑺芰鲃?dòng)控制閥并不糾正這個(gè)改變，填充更快會(huì)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(jié)那些在高壓形成之前進(jìn)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(dòng)控制編程器也確實(shí)可以做到這點(diǎn)。
通常，模具溫度的升高會(huì)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(dòng)，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。同時(shí)，模具溫度的提高還會(huì)使零件張力強(qiáng)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(duì)較高的溫度下運(yùn)行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒(méi)有保溫，流失到空氣和注塑機(jī)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(jī)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(yù)熱時(shí)間。
• 溫度
溫度的測(cè)量和控制在注塑中是十分重要的。雖然進(jìn)行這些測(cè)量是相對(duì)地簡(jiǎn)單，但多數(shù)注塑機(jī)都沒(méi)有足夠的溫度采點(diǎn)或線路。
在多數(shù)注塑機(jī)上，溫度是由熱電偶感應(yīng)的。一個(gè)熱電偶基本上由兩條不同的電線尾部相接而組成的。如果一端比另一端熱，將產(chǎn)生一個(gè)微小的電訊;越是加熱，訊號(hào)越強(qiáng)。
• 溫度的控制
熱電偶也廣泛應(yīng)用作溫度控制系統(tǒng)的感應(yīng)器。在控制儀器上，設(shè)定需要的溫度，而感應(yīng)器的顯示將與設(shè)定點(diǎn)上產(chǎn)生的溫度相比較。在這最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，就會(huì)關(guān)閉，溫度下降后電源又重新開(kāi)啟。這種系統(tǒng)稱為開(kāi)閉控制，因?yàn)樗皇情_(kāi)就是關(guān)。
• 熔膠溫度
熔膠溫度是很重要的，所用的射料缸溫度只是指導(dǎo)性。熔膠溫度可在射嘴處量度或使用空氣噴射法來(lái)量度。射料缸的溫度設(shè)定取決于熔膠溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、背壓、射料量和注塑周期。
您如果沒(méi)有加工某一特定級(jí)別塑料的經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)從最低的設(shè)定開(kāi)始。為了便于控制，射料缸分了區(qū)，但不是所有都設(shè)定為相同溫度。如果運(yùn)作時(shí)間長(zhǎng)或在高溫下操作，請(qǐng)將第一區(qū)的溫度設(shè)定為較低的數(shù)值，這將防止塑料過(guò)早熔化和分流。注塑開(kāi)始前，確保液壓油、料斗封閉器、模具和射料缸都處于正確溫度下。
• 注塑壓力
這是引起塑料流動(dòng)的壓力，可以用在射嘴或液壓線上的傳感器來(lái)測(cè)量。它沒(méi)有固定的數(shù)值，而模具填充越困難，注塑壓力也增大，注塑線壓力和注塑壓力是有直接關(guān)系。
• 第一階段壓力和第二階段壓力
在注塑周期的填充階段中，可能需要采用高射壓，以維持注塑速度于要求水平。模具經(jīng)填充后便不再需要高壓力。不過(guò)在注塑一些半結(jié)晶性熱塑性塑料(如PA及POM)時(shí)，由于壓力驟變，會(huì)使結(jié)構(gòu)惡化，所以有時(shí)無(wú)須使用次階段壓力。
• 鎖模壓力
為了對(duì)抗注射壓力，必須使用鎖模壓力，不要自動(dòng)地選擇可供使用的最大數(shù)值，而要考慮投影面積，計(jì)算一個(gè)適合的數(shù)值。注塑件的投影面積，是從鎖模力的應(yīng)用方向看到的最大面積。對(duì)大多數(shù)注塑情況來(lái)說(shuō)，它約為每平方英寸2噸，或每平方米31兆牛頓。然而這只是個(gè)低數(shù)值，而且應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)很粗略的經(jīng)驗(yàn)值，因?yàn)椋坏┳⑺芗腥魏蔚纳疃龋敲磦?cè)壁便必須考慮。
• 背壓
這是螺桿后退前所須要產(chǎn)生及超越的壓力，采用高背壓雖有利于色料散布均勻及塑料熔化，但卻同時(shí)延長(zhǎng)了中螺桿回位時(shí)間，減低填充塑料所含纖維的長(zhǎng)度，并增加了注塑機(jī)的應(yīng)力;故背壓越低越好，在任何情況下都不能超過(guò)注塑機(jī)注塑壓力(最高定額)的20%。
• 射嘴壓力
射嘴壓力是射嘴里面的壓力。它大約就是引起塑料流動(dòng)的壓力。它沒(méi)有固定的數(shù)值，而是隨模具填充的難度加大而增高。射嘴壓力、線壓力和注射壓力之間有直接的關(guān)系。在螺旋式注塑機(jī)上，射嘴壓力大約比注射壓力少大約百分之十左右。而在活塞式注塑機(jī)時(shí)壓力損失可達(dá)到百分之十左右。而在活塞式注塑機(jī)時(shí)壓力損失可達(dá)到百分之五十。
• 注塑速度
這是指螺桿作為沖頭時(shí)，模具的填充速度。注塑薄壁制品時(shí)，必須采用高射速，以便于熔膠未凝固時(shí)完全填充模具，生產(chǎn)較為光滑的表面。填充時(shí)使用一系列程序化的射速，避免產(chǎn)生噴射或困氣等缺陷。注射可在開(kāi)環(huán)式或閉環(huán)式控制系統(tǒng)下進(jìn)行。
無(wú)論采用那種注射速度，都必須將速度值連同注射時(shí)間記錄于記錄表上，注射時(shí)間指模具達(dá)到預(yù)定的首階段射壓所須的時(shí)間，乃螺桿推進(jìn)時(shí)間的一部分。
• 模具排氣
由于快速填充模具的緣故，模具必須讓氣體排出，多數(shù)情況下這氣體只是模腔中的空氣。如果空氣不能排出，它會(huì)被熔融壓縮，使溫度上升將引起塑料燃燒。排氣位須設(shè)于夾水紋及最終注塑部份附近。一般排氣位為6至13毫米寬，0.01至0.03毫米深的槽，通常設(shè)于其中一個(gè)半模的分模面處。
• 保壓
在注塑周期的填充階段中，可能需要采用高射壓，以維持注塑速度于要求的水平。模具填充后，就進(jìn)入保持階段，這時(shí)螺桿(起沖壓器作用)推進(jìn)額外的塑料以補(bǔ)償塑料收縮。這可在較低或同樣高的壓力下完成。通常若首階段采用高壓，次階段便采用較低壓力。不過(guò)，在注塑一些半結(jié)晶性熱塑性塑料(如PA及POM時(shí))，由于壓力驟變，會(huì)使結(jié)晶體結(jié)構(gòu)惡化，所以有時(shí)無(wú)需使用次階段壓力。
• 再生塑料的使用
許多注塑機(jī)使用新塑料和回用再生塑料(即通常所說(shuō)的水口料)的混合物。令人驚奇的是，使用再生塑料可以改善注塑機(jī)的表現(xiàn)，即它的使用產(chǎn)生了更一致的注塑件，但值得注意的是，再生料在使用前最好要先除去粉塵，以免引起塑料進(jìn)料量的差異而導(dǎo)致注塑件顏色分布偏差。再生塑料的確切使用比例要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)來(lái)確定，這個(gè)數(shù)據(jù)必須是在不影響注塑件的物理性質(zhì)的前提下得來(lái)的，一般的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是在15%至25%之間。
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