薄壁注塑技術(shù)

薄壁注塑技術(shù)薄壁注塑技術(shù)薄壁注塑技術(shù)xxx公司薄壁注塑技術(shù)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度薄壁注塑技術(shù)何謂薄壁？當(dāng)壁厚小于1mm時(shí)稱(chēng)為薄壁。更全面地，薄壁的定義與流程/壁厚比、塑料的粘度及傳熱系數(shù)均有關(guān)系。從模具的主流道到成品最遠(yuǎn)一點(diǎn)的流程L，除以成品的壁厚t，稱(chēng)為流程/壁厚比。當(dāng)L/t＞150時(shí)，稱(chēng)之為薄壁。如流程的厚薄不一致，可分段計(jì)算如圖1示。

圖1

流程/壁厚比PP的粘度因數(shù)是1。一次即棄飯盒的流程135mm，壁厚，流程/壁厚比=300。PC的粘度因數(shù)是2。手機(jī)電池外殼的流程38mm，t=，流程/壁厚比=152。乘上粘度因數(shù)是304，與飯盒的相若。

一般塑料的導(dǎo)熱不良。為了增加散熱效果或達(dá)到電磁波兼容性，一些外殼會(huì)采用高導(dǎo)熱性的塑料。金屬粉末亦屬于高導(dǎo)熱性的。上式是注塑成品的冷卻時(shí)間公式，其中t=壁厚，Tm=溶融溫度，TW=模壁溫度，T=脫模溫度，α=塑料傳熱系數(shù)。L/t的定義要包括粘度因數(shù)及傳熱因數(shù)在內(nèi)。為何要薄壁注塑？

塑料的成本通常占了成品成本的一個(gè)大比數(shù)，如50-80%。薄壁有助降低這個(gè)比數(shù)。由于消費(fèi)性電子設(shè)備如手機(jī)、MP3播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)的小型化及輕便化，有關(guān)的塑件設(shè)計(jì)便越來(lái)越薄。薄壁充填的本質(zhì)

模壁是冷的，在熔融充填模腔時(shí)，模壁會(huì)成立固化層，因而降低可流動(dòng)通道的厚度。這個(gè)情況在壁厚越薄時(shí)越嚴(yán)重。1mm壁厚有厚的固化層，流動(dòng)道通剩下厚。壁厚有厚的固化層，流動(dòng)道通剩下厚。當(dāng)充填未完成，流動(dòng)通道因固化層過(guò)厚而消失的話，成品便填不滿。圖2充填過(guò)程高速充填薄壁注塑因此要求注塑機(jī)高速注射，在固化層不太厚時(shí)填滿模腔。高的注射壓力是不需要的。他只是彌補(bǔ)注射速度的不足，硬將熔融注入未填滿的模腔。這不但增加了所需鎖模力，高的內(nèi)應(yīng)力因此在成品里形成，在脫模后成品便變形。通用注塑機(jī)的注射速度在100mm/s左右，不能應(yīng)付薄壁注塑。加大油泵能將注射速度提高25%。雙泵注射則提高70%。有廠家采用再生注射，以注射壓力換取注射速度。當(dāng)初段注射不需要高的注射壓力時(shí)合用。注射速度能提高100%以上。氮?dú)馄磕軐⒂捅玫哪芰恳詨毫Φ男问絻?chǔ)存起來(lái)，在注射時(shí)釋放，是正規(guī)的大幅提高注射速度的方法。以下將注射速度分為四類(lèi)：低速200-300mm/s；中速300-600mm/s；高速600-1000mm/s；超高速1000-2000mm/s。國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)能達(dá)到中速檔次。氮?dú)馄坑址Q(chēng)儲(chǔ)能器。高壓氮?dú)鈨?chǔ)在橡膠囊內(nèi)，而氮?dú)馄康氖Ｓ嗫臻g則充以高壓的壓力油。在注射時(shí)，壓力油釋放出來(lái)。氮?dú)馄渴莻€(gè)基本上恒壓的瞬間大流量動(dòng)力源。氮?dú)馄恐荒芴峁┧查g的大流量，如秒之譜，但對(duì)高速的薄壁注射是足夠的。氮?dú)馄吭酱?，壓力則越恒定，儲(chǔ)存的壓力油越多。圖3氮?dú)馄康蛻T性注射只是高速注射不能滿足薄壁注射的所有要求。還要考慮的是高的加速及高的減速。注射開(kāi)始時(shí)，螺桿是靜止的。從靜止到全速，如400mm/s，螺桿要加速。如整個(gè)注射時(shí)間只有，希望能在便達(dá)到全速，加速率超過(guò)8G。相反，如加速時(shí)間需要，是不合適的。原因是平均速度被低的加速拉低了。忽略熔融粘度阻力的話，a=F/m。a是加速率，F(xiàn)是推力，m是質(zhì)量。故薄壁注射還需要大的推力及小的質(zhì)量。時(shí)下的油壓注塑機(jī)以雙注射缸設(shè)計(jì)為主。注射時(shí)，注射后座及油馬達(dá)亦往前走，質(zhì)量不算低。順帶一提，常見(jiàn)的全電注塑機(jī)設(shè)計(jì)，在注射時(shí)，負(fù)責(zé)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)亦是往前走的。單注射缸的設(shè)計(jì)，油馬達(dá)在注射時(shí)不動(dòng)，只有螺桿及注射缸的活塞及活塞桿往前，質(zhì)量便下降了許多。高剛性油路壓力油是有彈性的，在講究加速時(shí)是要考慮的。大的油缸活塞面積、短的行程、短的油管均能降低彈性的影響。能用硬管取代軟管時(shí)，油路的剛性亦會(huì)提高。伺服閥伺服閥的反應(yīng)比一般比例閥要快。它能在充填滿模腔后轉(zhuǎn)保壓時(shí)發(fā)揮最大效用。反應(yīng)不及時(shí)便會(huì)溢料，成品產(chǎn)生毛邊。圖4伺服閥全閉環(huán)控制伺服閥的采用，一般配合全閉環(huán)控制，可以做到注射速度、保壓壓力及背壓壓力的控制。全閉環(huán)控制監(jiān)察有關(guān)的變量（速度或壓力），與設(shè)置量有偏差時(shí)通知伺服閥更正。簡(jiǎn)單地說(shuō)，全閉環(huán)控制提高了注塑的穩(wěn)定性（重復(fù)性），降低廢品率。控制器控制器，俗稱(chēng)電腦，要在模腔填滿的瞬間發(fā)出注射完畢，轉(zhuǎn)為保壓的命令。當(dāng)注射速度是400mm/s而允許電子尺偏差是時(shí)，控制器只能有的偏差。要求控制器對(duì)注射電子尺每掃描一次。如控制器采用“實(shí)時(shí)”控制，則不采用掃描，而在電子尺測(cè)出保壓點(diǎn)已到時(shí)，產(chǎn)生中斷，由控制器“即時(shí)”處理，亦能達(dá)到高穩(wěn)定性的要求。短注塑周期邊開(kāi)模邊頂出可以節(jié)省約一秒的周期時(shí)間。機(jī)械結(jié)構(gòu)要達(dá)到四秒的周期，模板的開(kāi)合要快及穩(wěn)定（不產(chǎn)生震動(dòng)）。采用比例閥開(kāi)合模有制動(dòng)的功能。高剛性的機(jī)架亦有幫助。模板的變型直接影響模腔的厚度。當(dāng)壁厚是時(shí)，模板變型要控制在以下。故模板的剛性要高（適合的加強(qiáng)筋，適當(dāng)?shù)哪０搴穸龋?，四柱空間不宜過(guò)大。塑化能力在四秒的周期內(nèi)要做好塑化，要將螺桿的塑化能力提高或采用氣動(dòng)封咀來(lái)延長(zhǎng)塑化時(shí)間。雙螺紋設(shè)計(jì)能提高塑化能力。長(zhǎng)的螺桿，長(zhǎng)徑比24-25，能增加吸熱面積，亦有效增加塑化。特高的螺桿轉(zhuǎn)速將螺桿表面速度提升到1m/s以上，對(duì)常用的PP料是沒(méi)有負(fù)面的影響。氣動(dòng)封咀容許開(kāi)合模時(shí)繼續(xù)塑化，但注塑機(jī)要有兩個(gè)動(dòng)力源，如兩個(gè)油泵才能達(dá)到。模具如注塑機(jī)的模板一樣，模具的模板要厚，降低變型。高速注塑要做好排氣。足夠的排氣槽、采用透氣模具鋼及抽真空都是方法。模具的加工精度要求很高，才能達(dá)到圓周或四壁的厚薄均勻。多腔模具的要求更高。模具都設(shè)有頂出及吹風(fēng)裝置，使脫模