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模具溫度對注塑功能件性能和精度的影響

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一、模具溫度對外觀的影響:


首先,模溫過低,會降低熔體流動性,比如ABS來言,模具溫度過低,則產品光潔度低。另外,對玻璃纖維增強的塑料件來講,塑料和填料相比,在溫度高的時候,塑料更容易向表面遷移。所以注塑模具溫度高的時候,塑料成分就更貼近注塑模具表面,填充會更好,表觀和光澤都會更好。但是注塑模具溫度也不能太高,太高容易粘模,還會在塑件局部地方出現明顯的亮斑。


而注塑模具溫度太低,也會造成塑件抱模太緊,脫模的時候容易拉傷塑件,特別是塑件表面的花紋。多段注塑可以解決位置上的問題,比如產品進膠時有氣紋的話可以采取分段注塑的方式。注塑行業,光面產品,模具的溫度越高,產品表面的光澤度就越高,相反溫度低的話,表面的光澤度也比較低。但是對于曬紋PP料的產品來講,溫度越高,產品表面的光澤度則會比較低,光澤度越低,色差越高,光澤和色差成反比。


所以,模具溫度導致的最常見的問題是模塑零件粗糙的表面光潔度,這通常是由模具表面溫度過低造成的。


半結晶聚合物(比如尼龍66,PBT,POM等)的模塑收縮和后模塑收縮主要取決于模具的溫度和零件壁厚。模具中溫度分布不均勻將導致不同的收縮,從而無法保證零件符合規定公差。最差的情形是,無論加工的是未增強樹脂還是增強樹脂,收縮都超過了可修正值。


二、模具溫度對產品尺寸的影響:


模溫過高,制品出來以后在空氣中收縮率增大,產品尺寸會變小,模具在低溫使用條件中,如果零件尺寸變大,一般情況下是由于模具表面溫度太低造成的。這是因為模具表面溫度過低,則產品在空氣中收縮也較低,所以尺寸較大!原因是:低的模溫使分子“凍結取向”加快,使得模腔內熔體的凍結層厚度增加,同時模溫低阻礙結晶的生長,從而降低制品的成型收縮率。相反,模具溫度高,則熔體冷卻緩慢,松弛時間長,取向水平低,同時有利于結晶,產品的實際收縮率較大。


模具某些部位熱分散不均會導致大大延長生產周期,從而使模塑成本加大!模溫恒定,可減少成型收縮率的波動,提高尺寸穩定性。結晶性塑料,模溫高有利于結晶過程的進行,充分結晶的塑件,在存放或使用中不會發生尺寸變化;但結晶度高收縮大。對較柔軟的塑料,成形中宜用低模溫,有利于尺寸穩定。任何一種材料,模溫恒定,收縮一致,均有利于提高尺寸精度!


三、模具溫度對變形的影響:


如果模具的冷卻系統設計不合理或模具溫度控制不當,塑件冷卻不足,都會引起塑件翹曲變形。對于模具溫度的控制,應根據制品的結構特征來確定前模與后模、模芯與模壁、模壁與嵌件間的溫差,從而利用控制模塑各部位冷卻收縮速度的不同,塑件脫模后更趨于向溫度較高的一側牽引方向彎曲的特點,來抵消取向收縮差,避免塑件按取向規律翹曲變形。


對于形體結構完全對稱的塑件,模溫應相應保持一致,使塑件各部位的冷卻均衡。模溫穩定,冷卻均衡,可以減小塑件變形。模具溫差過大,會使塑件冷卻不均勻,收縮不一致,由此產生應力而引起塑件翹曲變形,尤其壁厚不均和形狀復雜的塑件更為突出。模具溫度高的一邊,產品冷卻后,變形方向一定是往模具溫度高的一邊變形!建議前后模具溫度根據需要進行合理選擇。模具溫度請參考材料供應商提供的各種材料物性表!


四、模具溫度對注塑件內應力的影響


模溫低,塑件熔接痕明顯,降低了產品強度;對PC一類高粘度的非結晶型塑料,其應力開裂與塑件內應力大小有關,升高模溫有利于減小內應力,減小應力開裂趨勢。


內應力的表示方式其中一種是應力痕明顯!原因是:成型內應力的形成基本上是由于冷卻時不同的熱收縮率造成,當制品成型后,它的冷卻是由表面逐漸向內部延伸,表面首先收縮硬化,然后漸至內部,在這過程中由于收縮快慢之差而產生內應力。當塑件內的殘余內應力高于樹脂的彈性極限,或在一定的化學環境的侵蝕下時,塑件表面就會產生裂紋。對PC與PMMA透明樹脂所作的研究顯示,殘余內應力在表面層為壓縮形態,內層為伸張形態。


而表面壓應力依其表面冷卻狀況而定,冷的模具使熔融樹脂急速地冷卻下來,從而使得成型品產生較高的殘余內應力。模溫是控制內應力最基本的條件,稍許的改變模溫,對它的殘余內應力將有很大的改變。一般來說,每一種產品和樹脂的可接受內應力都有其最低的模溫限度。而成型薄壁或較長流動距離時,其模溫應比一般成型時的最低限度要高些。


五、模具溫度對制品的熱變形溫度的影響:


特別是對于結晶性塑料,如果產品在較低的模溫下成型,分子的取向和結晶被瞬間凍結,當一個較高溫的使用環境或二次加工條件下,其分子鏈會進行部分地重新排列和結晶的過程,使得產品在甚至遠低于材料的熱變形溫度(HDT)下變形。


正確的做法是使用所推薦的接近其結晶溫度的模溫下生產,使產品在注塑成型階段就得到充分的結晶,避免這種在高溫環境下的后結晶和后收縮。總之,模具溫度在注塑成型工藝中是最基本的控制參數之一,同時在模具設計中也是首要考慮的因素。

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2.PA12和TPEE齒輪,太軟扭矩太小,耐磨性不夠,在60攝氏度以上時,扭力下降比較快。


3.POM和PA66齒輪的耐腐蝕性不夠,以及斷齒的問題。


4.尼龍46齒輪的降噪性不夠,尺寸受水份影響比較大。


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關于控制模具溫度的一些建議:


現在,模具已變得越來越復雜,因此,創造適宜條件以有效控制模塑溫度變得越來越難。除了簡單零件以外,模塑溫度控制系統通常會是一個折衷方案。


在模具設計階段必須要考慮對被加工零件外型的溫度控制。


如果設計低注射量、大模塑尺寸模具時,重要的是要考慮傳熱性要好。


設計流體流過模具和進料管的截面尺寸時要留有余量。不要使用接頭,否則這將對由模溫控制的流體流動造成嚴重障礙。如果可能的話,請使用加壓水作為控制溫度介質。請使用耐高壓高溫的有韌性的管道和歧管。


給出與模具相匹配的控溫設備性能的詳細說明。模具制造商給出的數據表中應提供關于流速的一些必要的數字。


在模具和機器模板搭接處請使用絕緣板。對動模和定模分別使用不同的溫控系統,在任何一側面和中心,請使用隔離的溫控系統,這樣可使模塑過程中有不同的啟動溫度。


不同的溫控系統電路應串聯,不能并聯。如果電路并聯,電阻的差異將引起溫控介質的容積流速不同,從而會比在電路串聯情況下發生更大的溫度變化。(只有在串聯電路連接在模具入口和出口溫差變化小于5°C時其操作才良好)


在模具溫度控制設備上有供給溫度和返回溫度的顯示是一種優點。


工藝控制的目的就是要在模具中加入一個溫度傳感器,這樣就可以在實際生產中檢測溫度變化。


在整個生產周期中通過多次注射在模具中建立起熱平衡,一般最少應有10次注射。達到熱平衡中的實際溫度受許多因素影響。與塑料相接觸的模具表面的實際溫度可以用模具內部的熱電偶測出(距表面2mm處的讀數)。更常用的方法是手持一根高溫計測出,高溫計的探頭要響應快速。模具溫度的確定要測量許多點,而不是單點或一面的溫度。然后可根據設定的控溫標準進行修正。將模具溫度調整至適當值。不同原料的一覽表中都給出了建議的模具溫度。這些建議通常都是考慮了高表面光潔度、機械性能、收縮性及加工周期等因素間的最佳配置而給出來的。


對于要加工精密元件的模具和要滿足嚴格要求外觀條件或一定安全標準零件的模具,通常要使用較高模具溫度(可使后模塑收縮更低、表面更光亮、性能更一致)。對技術要求低、生產成本要盡可能低的零件,模塑加工時可使用較低的加工溫度。但是生產商應該明白這種選擇的缺點,并對零件進行認真檢查,以保證生產出來的零件仍可以滿足客戶要求。

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1.PBT和PA66接插件的脆斷問題,特別是有卡扣和鉸鏈結構的接插件容易脆斷的問題。

2.PA66接插件的拉拔力受水份的影響比較大的問題,Z63注塑汽車接插件,注塑完半天就具有強韌性和良好的拉拔力,不用水處理,同時Z63的吸水率只有PA66的六分之一,拉拔力不會受使用環境的濕度的影響。

3.PBT和PA66接插件在零下30攝氏度以下時,容易脆斷的問題。Z63注塑接插件具有良好的耐低溫性,不易脆斷。

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