利用传统设备实现薄壁注射成形的方法介绍

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-30 08:47:39点击率：

利用传统设备实现薄壁注射成形的方法介绍

　　在塑胶注射成形加工中，零件的壁厚是一个十分关键的参数，薄壁注射件有很多好处，它降低零件重量、生产规模、减少材料开支缩短成形周期等，但是制造薄壁产品必须采用昂贵的高速注塑机，甚不化算，究竟传统注塑机可否胜任，我们为你祥尽分析。

　　　什么是薄壁注塑？一般的定义是在一个50cm2表面积的注塑件，其壁厚为1mm。这种级别则可称之为薄壁注塑件。然而，传统的注塑件往往不能适应薄壁注塑的要求，以一台制作3mm壁厚零件的传统机器为例，当熔化的热塑胶材料的前沿部分流经模具型腔时，它将会与温度较低的型芯或型腔内壁接触，并形成一层固化的薄表皮，这种提前固的表皮大致要占整个壁厚的20％。

　　　在这层表皮内边，注入的熔化材料仍在不断地向前流动，显然，如果零件的薄壁减少并达到“薄壁”的程度，其冷却速度也会加快，从恧地致上述固华表皮占整个壁厚的比例将会增加，也就是说，其后续流入型腔的熔融“芯部”将会缩小，相反，零件产生冷凝的时间间隔却在缩短。这都给材料的继续流动增添了难度，从而使零件在冷凝之前实现“填满”的要求变得更加困难。

　　　为了克服内壁注塑的填充困难，通常要对注塑机进行特别的设计或改装，如采用多通道注入口，施加高达241mpa的注射压力和1，000mm/s的注塑速度，然而，这些做法将要花费相当可观的资金，能否在传统的未经改装的标准注塑机上对某些工艺参数进行控制，以实现薄壁的要求呢？

　　　答案是肯定的，据报导，曾经有人在一台大夹紧力为90公吨，大注射量为170g的传统注塑机上做过这方面的实验。在这台机器上安置了一个具有一个扇形注入口内插件和一个注口，并有一个型腔的模具。该内插件的长/厚比为140：1,型腔厚度为1mm。使用树脂是Iexansp7602聚碳酸脂和ma-gunum9015。

　　　产品零件的重量，是的可变输出值，在同一个模具形腔条件下，零件重量的变化，显然与注塑过程熔化材料在型腔内“填满”的程度密切相关，据称，对零件重量变化的分析，其结果的可信度能高达95％，因此该实验就是从有关工艺参数与零件重量的关系着手进行研究的，为此，在型腔里特别装设了五个压力与温度转换器，一个数据探测系统在腔内跟踪压力与温度曲线。

　　　该实验采用了一个半分数因子设计，用来研究喷嘴温度，模具温度，冷却时间，注射速度和夹持压力，据称，这五个参数都能影响零件之重量，为了建立这些参数以确定它们对零件重量的影响，采用了不同高低值的组合（见下表）来进行注射成型。

薄壁注射研究的实验能数汇围参数聚碳酸酯（PC） ABS 喷嘴温度（℃）（290-300）（260-280）模具温度（℃）（80-90）（68-80）冷却时间（S）（40-50）（25-35）注射速度（mm/s）（203-272）（229-272）夹持压力（mpa）（4.8-5.5）（3.4--4.1）

　　　对PC和ABS两种材料进行了实验。实验条件是：各自的熔化温度；标准的模具温度和零件重量；标准的零件张力强度和的主用注射速度。另外两种材料的相对粘度也都能在不同的剪切率下得到确立。

◆将ABS材料由其熔化温度260℃升至280℃对其零件重量会由6.6g增至7.4g，即有22％的增大。
◆对PC材料，当将熔化温度由290℃升至300℃时零件重量即从7.3g增至8.9g，即增大了22％
◆当模具温度从80℃升至于90℃时，PC和ABS两种材料的零件重量都有增大，但PC更为敏感，后者的零件重量可以从8.4g增至8.8g，增长了4.8％。
◆熔化温度和模具温度的变化都会导致零件张力强度的改变。但熔化温度的增高将会使强度下降，而模具温度的升高则会使强度增加。
◆缩短冷却时间和提高注射速度都将使PC材料的零件重量得以增加，而ABS材料则不受这两个参数的影响。

结果分析：
★对PC材料而言，熔化温度、模具温度、冷却时间和注射速度都是影响零件重量的关键参数；而对于ABS影响其零件重量的参数只是熔化温度和模具温度。
★熔化温度的升高，将使材料有更高的热能，同时会导致熔融点滴度的降低，从而使得熔融材料更易于流动，其形成一个更长的流往长度，同时更加顺畅地填满型腔。但熔化温度过高，将会促使材料退化和降级，所以，这一参数仅可在该树脂允许的上限内被用来保证型胶的填满。
★模具温度的升高，会减小树脂在型腔里的冷凝层，使熔融化材在型腔内更易于流动，从而获得更大的零件重量和更好的表面质量。
★更短的冷却时间，可使熔化材在容器内停留的时间更短并减少了退化的可能性。据认为，减少壁厚50％，将导致冷却时间成4倍的减少。另外，冷却时间构成了约70％的生产周期，它的减少意味着生产效率的提高。
★机器注射量应尽可能达到大值，因为这也帮助熔化材料在容器内停留时间的减少。
★增加注射速度，也会使熔化材料的相对粘度下降，这是由于剪切变得更薄时，产生假塑胶体（pseudoblastic）影响的结果。同时，这种剪切的加热，仅发生在不到一秒钟的瞬间，这对于导致明显退化来说，是无足轻重的。
★注射速度的提高，对于ABS材料几乎不会造成任何影响，这是由于此时它的相对粘度没有产生明显的下降的缘故.通过在传统注塑机条件下对一些工艺参数的变更,取得了零件重量增加的效果。这一结果实际上反映了树脂在熔化状态下填满1mm型腔能力的增加也就是提高了薄壁成型的能力。
★综合实验情况，在传统注塑机上加工薄壁零件同样是可以做得到，进行操作时，可以将其注射速度调整到所允许的界限，在此基础上，可以按照该材料所推荐的熔化温度界限和模具温度标准，尽可能地提高这两个温度参数。这就是在传统注塑机，以低成本的选择，实现优质的薄壁注塑的主要对策。

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