何谓薄壁?
单一的见解,当壁厚幼于1 mm时称为薄壁。更全面地,薄壁的界说与流程/壁厚比、塑料的粘度及传热系数均有关系。
从模具的主流路到制品最远一点的流程L,除以制品的壁厚t ,称为流程/壁厚比。当L/t>150时,称之为薄壁。如流程的厚薄不一致,可分段推算如图1示。
PP的粘度因数是1。一次即弃饭盒的流程135mm,壁厚0.45 mm,流程/壁厚比=300。
PC的粘度因数是2。手机电池表壳的流程38 mm,t=0.25 mm,流程/壁厚比=152。乘上粘度因数是304,与饭盒的相若。
通常塑料的导热不良。为了增长散热成效或达到电磁波兼容性,一些表壳会选取高导热性的塑料。金属粉末亦属于高导热性的。
图3是注塑制品的冷却功夫公式,其中t=壁厚,Tm=溶融温度,Tw=模壁温度,T=脱模温度,
α=塑料传热系数。
L/t的界说要蕴含粘度因数及传热因数在内。
为何要薄壁注塑?
塑料的成本通常占了制品成本的一个大比数,如50-80%。薄壁有助降低这个比数。
由于消费性电子设备如手机、MP3播放机、数码相机、掌上推算机的幼型化及轻便化,有关的塑件设计便越来越薄。
薄壁充填的性质
模壁是冷的,在熔融充填模腔时,模壁会成立固化层,因而降低可流动通路的厚度。这个情况在壁厚越薄时越严沉。
1 mm壁厚有0.2 mm厚的固化层,流动路通剩下0.6 mm厚。 0.5 mm壁厚有0.2 mm厚的固化层,流动路通剩下0.1 mm厚。
当充填未实现,流动通路因固化层过厚而隐没的话,制品便填不满。
高快充填
薄壁注塑因而要求注塑机高快注射,在固化层不太厚时填满模腔。
高的注射压力是不必要的。他只是添补注射快率的不及,硬将熔融注入未填满的模腔。这不只增长了所需锁模力,高的内应力因而在制品里形成,在脱模后制品便变形。
通用注塑机的注射快率在100 mm/s左右,不能应酬薄壁注塑。
加大油泵能将注射快率提高25%。双泵注射则提高70%。
有厂家选取再生注射,以注射压力换取注射快率。当初段注射不必要高的注射压力时合用。注射快率能提高100%以上。
氮气瓶能将油泵的能量以压力的大局贮存起来,在注射时开释,是正规的大幅提高注射快率的步骤。以下将注射快率分为四类:
低快200-300 mm/s
中快300-600 mm/s
高快600-1000 mm/s
超高快1000-2000 mm/s
国产注塑机能达到中快档次。
氮气瓶
氮气瓶又称储能器。高压氮气储在橡胶囊内,而氮气瓶的渣滓空间则充以高压的压力油。
在注射时,压力油开释出来。氮气瓶是个根基上恒压的瞬间大流量动力源。
氮气瓶只能提供瞬间的大流量,如0.5秒之谱,但对高快的薄壁注射是足够的。
氮气瓶越大,压力则越恒定,贮存的压力油越多。
低惯性注射
只是高快注射不能满足薄壁注射的所有要求;挂伎嫉氖歉叩募涌旒案叩募蹩。
注射起头时,螺杆是静止的。从静止到全快,如400 mm/s,螺杆要加快。如整个注射功夫只有0.5 s,但愿能在0.05 s便达到全快,加快率超过8 G。相反,如加快功夫必要0.3 s,是不相宜的。原因是均匀快率被低的加快拉低了。
忽略熔融粘度阻力的话,a=F/m 。a是加快率,F是推力,m是质量。故薄壁注射还必要大的推力及幼的质量。
时下的油压注塑机以双注射缸设计为主。注射时,注射后座及油马达亦往前走,质量不算低。顺带一提,常见的全电注塑机设计,在注射时,掌管螺杆动弹的电机亦是往前走的。
单注射缸的设计,油马达在注射时不动,只有螺杆及注射缸的活塞及活塞杆往前,质量便降落了很多。
高刚性油路
压力油是有弹性的,在讲求0.05 s加快时是要思考的。大的油缸活塞面积、短的行程、短的油管均能降低弹性的影响。
能用硬管取代软管时,油路的刚性亦会提高。
伺服阀
伺服阀的反映比通常比例阀要快。它能在充填满模腔后转保压时阐扬最大效用。反映不实时便会溢料,制品产生毛边。
全关环节造
伺服阀的选取,通常共同全关环节造,能够做到注射快率、保压压力及背压压力的节造。全关环节造监察有关的变量(快率或压力),与设置量有误差时通知伺服阀更正。单一地说,全关环节造提高了注塑的不变性(沉复性),降低废品率。
节造器
节造器,俗称电脑,要在模腔填满的瞬间发出注射结束,转为保压的号令。当注射快率是400 mm/s而允许电子尺误差是0.1 mm时,节造器只能有0.25 ms的误差。要求节造器对注射电子尺每0.1 ms扫描一次。
如节造器选取“实时”节造,则不选取扫描,而在电子尺测出保压点已到时,产生中断,由节造器“即时”处置,亦能达到高不变性的要求。
短注塑周期
一次性的饭河注杯子、瓶盖等制品的量很大,售价很低,故还要两全出产效能。在此,四秒周期是一个有效的参考。
边开模边顶出能够节俭约一秒的周期功夫。
机械结构
要达到四秒的周期,模板的开合要快及不变(不产生震荡)。选取比例阀开合模有造动的职能。高刚性的机架亦有援手。
模板的变型直接影响模腔的厚度。当壁厚是0.5 mm时,模板变型要节造在0.05 mm以下。故模板的刚性要高(适合的加强筋,适当的模板厚度),四柱空间不宜过大。
塑化能力
在四秒的周期内要做好塑化,要将螺杆的塑化能力提高或选取气动封咀来耽搁塑化功夫。
双螺纹设计能提高塑化能力。
长的螺杆,长径比24-25,能增长吸热面积,亦有效增长塑化。
特高的螺杆转快将螺杆表表快率提升到1 m/s以上,对常用的PP料是没有负面的影响。
气动封咀答理开合模时持续塑化,但注塑机要有两个动力源,如两个油泵能力达到。
模具
如注塑机的模板一样,模具的模板要厚,降低变型。
高快注塑要做好排气。足够的排气槽、选取透气模具钢及抽真空都是步骤。
模具的加工精度要求很高,能力达到圆周或四壁的厚薄均匀。多腔模具的要求更高。
模具都设有顶出及吹风装置,使脱模后的制品加快坠落,顿时合模。
塑料
要选取高流动性的塑料。PP塑料的熔融指数(MI)有高达60(g/10min)的,如Basell的Moplen RP1086。
好多制品选取PS/ABS的原因是要求PC的韧性及ABS的流动性,在薄壁注塑时亦宜选取。