深(shēn)圳市科翔模具(jù)有限公司
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1.熱固性塑料模具的工(gōng)藝特性
常用熱固性塑料模具有酚(fēn)醛、氨基塑料模具等。主要用於壓塑、擠塑(sù)、注射成型,環氧樹脂塑料模具和矽銅塑料模具等(děng)主要作為低壓擠塑封裝電子元件及澆注成型等用。
塑料模具的成型工藝性能
(1)成型收縮性(xìng)
塑件(jiàn)從模具(jù)中取出冷卻到室溫後,發生尺寸收縮,這種性能稱為收(shōu)縮性。塑件的收縮與樹脂本身(shēn)的熱脹冷縮有關,同時也取決於各(gè)種成型(xíng)因素,所以成型後塑件的(de)收縮應稱為成型收縮。
①成型收縮(suō)的(de)形式及(jí)特(tè)點:塑件成型收縮(suō)主要表(biǎo)現在以下幾個方麵;
a.塑件線性尺寸的收縮。由於熱脹冷縮,塑件脫模時(shí)的彈性恢複、塑性變(biàn)形等因素導致塑件脫模冷卻到室溫後其尺(chǐ)寸縮小,因此,在設計模具型腔或型芯時必須考慮並予以補償。
b.塑件(jiàn)收縮方向性。成型時塑料模具分子按方向排列,使塑件呈現各向(xiàng)異(yì)性,沿料(liào)流方向則收縮大、強度高,沿料流直角方向則收縮小、強度低。另外,因塑件各部位密度及填料分布不勻,也會引起塑件收縮的不均勻,這使塑件容易發生翹曲、變形、裂紋,尤(yóu)其在擠塑及注射成型時(shí)其方向性更為明顯。因此,在設(shè)計模具時應考慮收縮方向性(xìng),按塑件形(xíng)狀、料流方(fāng)向(xiàng)選取收縮率。
c.塑件的(de)後收縮。塑件成型時,由(yóu)於受各(gè)種成型(xíng)因素的影響,會(huì)引起一係列的應力作(zuò)用,在黏流態時不能全部消失,塑(sù)件在應力狀態下成型(xíng)時存(cún)在殘餘應力。當脫模後應力趨(qū)向平衡和儲(chǔ)存條件的影響,使殘餘應力發生變化而(ér)使塑件發生再收縮稱為後收縮。一(yī)般塑件(jiàn)在脫模後10h內變化大,24h後基本定型,但(dàn)穩定要經30至60d.通常(cháng)熱固性塑料模具的後收縮比熱塑性塑料模具小,擠塑及注射成型的(de)比壓塑成型的大。
d.塑(sù)件後處理收縮。由(yóu)於塑件按其性能及工藝要求,在成型後需進行熱(rè)處理,熱處理後亦會導致塑件尺寸(cùn)發生變化,稱為後處理收縮。因此,在模具(jù)設計時,對高精(jīng)度的塑件則應(yīng)考慮後收縮及後處理收縮的誤差並予以補償。
②收縮(suō)率計算:期件成型收縮值可用收瘤率來表示,實際收縮率表(biǎo)示塑件實際所發生的收縮,因其值與計算收縮率相差很小,所以模具(jù)設計時(shí)以計(jì)算收縮率S為設計參數來設計型腔及型芯尺寸。
③影響收縮率變化的因素:在實際成型時不僅不同品種塑料模具其(qí)收縮率(lǜ)各不相同,而且(qiě)不(bú)同批次的同品種塑料模具或同一塑件的不同部位其收縮值也經常不同。影響收縮率變化的主(zhǔ)要(yào)因素如下:
a、塑料(liào)模具品種。各種塑料模(mó)具都有其各自的收縮範圍,同種塑料模具由於填料、分子量及配(pèi)比等不同、則其收縮率及各向異性也各不相同。
b.塑件特性。塑件的形(xíng)狀、尺寸、壁(bì)厚、有無嵌件、嵌件的數量及布局對收縮率都有很(hěn)大的影響。
c.注塑模具結(jié)構(gòu)。注塑模具的分型麵及(jí)加壓方向,澆注係統的形式(shì)、布局及尺寸對收縮率及方向性影響也較大,尤其在擠塑及注射成型(xíng)時更為明顯(xiǎn)。
d.成型(xíng)工藝。擠塑和注射成型工藝一般收縮率較(jiào)大,方向性明顯。預(yù)熱情(qíng)況、成型溫度(dù)、成型壓力、保壓時間、填裝料形式及硬化均勻性對收縮率及方向性均有影響。
綜上所述,注塑模具(jù)設計時應根據各種塑料模具的收縮率範(fàn)圍,並按塑件形狀、尺寸、壁厚、有無嵌(qiàn)件情況、分型麵及加壓成型方向、注塑模具結構、進料口(kǒu)形式、尺寸和位置、成型工藝等諸(zhū)因素綜合來(lái)考慮選取收縮率數值。另外(wài),成型收縮還(hái)受各成型因素的影響,但主要取(qǔ)決於塑(sù)料模具品種、塑件形狀及尺寸,所以成型時調整各項成型(xíng)條件(jiàn)也能夠適當地改變塑件的收縮情況。
(2)流動性
塑料模具的成型工藝性能,塑料模具在一定溫度與壓力(lì)下填充型腔的能力稱為流動性。流動性(xìng)是模(mó)具設計時必須考慮的一個重(chóng)要(yào)工藝參數。流(liú)動性大易造成溢料過多(duō),填(tián)充型腔不密實(shí),塑料模具組織疏鬆,樹脂、助劑分頭聚積,易粘模、脫模及清理困難,硬化過早等弊端(duān)。但流動性小則(zé)填充不足,不易(yì)成型,成型壓力大。所以選用塑料模具(jù)的流動性(xìng)必須與塑件要求、成型(xíng)工藝及成型條件相(xiàng)適應。模具設計時應根據流(liú)動性能來考慮澆注係(xì)統、分型麵(miàn)及進料(liào)方向等。熱固性塑料模具流動性通常以拉西格流動性來表示,數值大則流動性好。每一品種(zhǒng)的塑料(liào)模具通常分三個不同等級的流動性(xìng),以供不同塑件及成型(xíng)工藝選用。一般塑件(jiàn)麵積大、嵌件多、型芯及嵌件細弱,有狹窄深槽及薄壁的複雜形狀對填充(chōng)不利時,應采用流動性較好的塑料模具。注射(shè)成型時應用拉西格流動性200mm以上的(de)塑料(liào)模具,擠(jǐ)塑成型時應選用拉西格流動(dòng)性(xìng)150mm以上的塑料模具(jù)。
為了保證每(měi)批塑料模具都有相同的流動性,在實際(jì)中常(cháng)用並批方法來調節,即(jí)將同一(yī)品種而流動性有差異的塑(sù)料模具加以配用,使(shǐ)各批塑料模具流動性互相補償,以保證塑件質量。但(dàn)必須指出塑料模具(jù)的流動性除了取決於塑料模具品種外,在(zài)填充型腔(qiāng)時還常受各種因(yīn)素的(de)影響而(ér)使塑料模具實際填充型(xíng)腔的能力發生變化。如粒度細勻,濕度大、含水分(fèn)及揮(huī)發物多、預熱及成型條件適(shì)當、模具表麵粗糙度好、模具結構適當等則都有利於改變(biàn)流動性。反之,預熱或成型(xíng)條件不良、模具結(jié)構不(bú)良(liáng)、流動阻力大或塑料模具儲存期過(guò)長,儲存(cún)溫度高等則都會導致塑料模具填充型腔時實(shí)際的流動性能下降而造成填充不良。
(3)質量體(tǐ)積及壓縮率
質(zhì)量體積為每(měi)一(yī)克塑料模具所占有的體積。壓縮率為塑粉與塑(sù)件兩者體(tǐ)積 cm3/g 或質量體積之比值.它們都可被用來確定壓(yā)模裝料室的大小,其數值大即要求裝料室體(tǐ)積要大,同時又說明塑粉內充氣多,排氣困難,成型周期長(zhǎng),生產效率低。質量體積小則相反,而且有利於壓製。但質量體積的值也常(cháng)因塑料模具的粒度大小及顆粒不勻而有所不同。
(4)水分(fèn)及揮發物含量
各種塑料模具中(zhōng)含有不同程度的水分、揮發(fā)物含量(liàng),過多時流動性增大、易溢料、保持時間長(zhǎng)、收縮增大,易發生波紋(wén)、翹曲等弊病,影響塑(sù)件機(jī)電(diàn)性(xìng)能。但當(dāng)塑料模具過於幹燥時也會導致流動性不良,成型困難,所以不同塑料模具應按要求進行預熱幹燥(zào),對收(shōu)濕性(xìng)強的原料,尤其在潮濕季節即使對預熱後的(de)原料(liào)也應防止(zhǐ)再吸濕(shī)。
由於各種塑料模具中含有不同成分的水分及揮發物,同時在縮合反應時會產生縮合(hé)水分,這些成分都需在成型時變成氣體排出模外,有的氣體對模具有腐蝕作用,因此在注塑模(mó)具設計時應(yīng)對各種塑料模具的此類特性有所了解,並采取相應措施,如預熱、模具鍍鉻、開排氣槽或成型時設排氣工序等措施。
(5)硬化特性(xìng)
熱固(gù)性塑料模具在成型過程(chéng)中在加熱受壓下軟化轉變成可塑性粘流狀態,隨(suí)之流動性增大填充型腔(qiāng),與此同時發生縮合反應,交聯密度不斷增加,流動性迅速下降,融料逐漸固化。注塑模具設計時對硬化速度快、保持流動狀態短的(de)物料則應注意便(biàn)於裝料,裝卸嵌件及選擇合理的成型(xíng)條件和操作等,以免過早硬(yìng)化或硬化不足(zú),導致塑件成型不良。
塑(sù)料模具的成(chéng)型工藝性能,東莞市馬馳科注塑模具廠表(biǎo)示硬化速度與塑料模具品(pǐn)種、壁厚(hòu)、塑件形狀、模(mó)具溫度有關,但還受其他因素影響,尤其是預熱狀態。適當的預熱(rè)是在使塑料模具能發揮出流動性的條件下,盡(jìn)量提高其(qí)硬化速(sù)度,一般預(yù)熱溫度高、時(shí)間長則硬化速度(dù)加快。另外,成型溫度高(gāo)、加壓時間長則硬化速度也隨(suí)之增加。因(yīn)此,硬化速度也可通過調節預熱(rè)或成型條(tiáo)件予以(yǐ)適當(dāng)控製(zhì)。硬化速(sù)度(dù)還應(yīng)適合成型方法要求,例如注射、擠塑成型時(shí)應要求在塑化、填充時化學反應慢、硬化慢,應保持較長時間的流動狀態,但當充滿型腔後在高(gāo)溫(wēn)、高壓下應快速硬化。
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