熱流道模具是指利用加熱裝置使流道內(nèi)熔體始終不凝固的模具。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)模具成形周期短,而且更節(jié)約原料,所以熱流道模具在當(dāng)今世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均得到極為廣泛的應(yīng)用。
發(fā)展歷史在世界上工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)熱流道模具生產(chǎn)極為活躍。熱流道模具比例不斷提高。許多10人以下的小模具廠都進(jìn)行熱流道模具的生產(chǎn)。從總體上講北美,歐洲使用熱流道技術(shù)時(shí)間較久,經(jīng)驗(yàn)較多水平較高。在亞洲,除日本外,新加坡,韓國(guó),中國(guó)臺(tái)灣,中國(guó)香港處于領(lǐng)先地位。北美,歐洲雖然模具制造水平較高,但價(jià)格較高交貨期較長(zhǎng)。相比之下,亞洲的熱流道模具制造商在價(jià)格與交貨期上更具競(jìng)爭(zhēng)性。而中國(guó)大陸的熱流道模具尚處于起步階段,但是正在快速增長(zhǎng),比例不斷提高。
結(jié)構(gòu)熱流道系統(tǒng)一般由熱噴嘴、分流板、溫控箱和附件等幾部分組成。熱噴嘴一般包括兩種:開(kāi)放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統(tǒng)選用和模具的制造,因而常相應(yīng)的將熱流道系統(tǒng)分成開(kāi)放式熱流道系統(tǒng)和針閥式熱流道系統(tǒng)。分流板在一模多腔或者多點(diǎn)進(jìn)料、單點(diǎn)進(jìn)料但料位偏置時(shí)采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩大類,其結(jié)構(gòu)形式主要由型腔在模具上的分布情況、噴嘴排列及澆口位置來(lái)決定。溫控箱包括主機(jī)、電纜、連接器和接線公母插座等。熱流道附件通常包括:加熱器和熱電偶、流道密封圈、接插件及接線盒等。1
組成盡管世界上有許多熱流道生產(chǎn)廠商和多種熱流道產(chǎn)品系列,但一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)均由如下幾大部分組成:
1. 熱流道板 (MANIFOLD)
2. 噴嘴 (NOZZLE)
3. 溫度控制器
4. 輔助零件
將在以后系列文章深入討論這些零件的種類與應(yīng)用。
分類一般說(shuō)來(lái),熱流道系統(tǒng)分為單頭熱流道系統(tǒng)、多頭熱流道系統(tǒng)以及閥澆口熱流道系統(tǒng)。單頭熱流道系統(tǒng)主要由單個(gè)噴嘴、噴嘴頭、噴嘴連接板、溫控系統(tǒng)等組成。單頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。將熔融狀態(tài)塑料由注塑機(jī)注入噴嘴連接板,經(jīng)噴嘴到達(dá)噴嘴頭后,注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通過(guò)調(diào)整噴嘴連接板的厚度尺寸,使定模固定板壓緊噴嘴連接板的端面,控制噴嘴的軸向位移,或者直接利用注塑機(jī)噴嘴頂住噴嘴連接板的端面,也可達(dá)到同樣目的。在定模固定板的合適位置設(shè)置一條引線槽,讓電源線從模具內(nèi)引出與安裝在模具上的接線座連接。
多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。熔融狀塑料由注塑機(jī)注入噴嘴連接板,經(jīng)熱流道板流向噴嘴后到達(dá)噴嘴頭,然后注入型腔。熱流道系統(tǒng)的噴嘴與定模板有徑向尺寸D配合要求和軸向尺寸限位要求。噴嘴頭與定模鑲塊有徑向尺寸d配合要求,保證熔融狀態(tài)的塑料不溢流到非型腔部位,并要求定模鑲塊的硬度淬硬50HRC左右。分型面到熱噴嘴軸向定位面之間的距離L必須嚴(yán)格控制,該尺寸應(yīng)根據(jù)常溫狀態(tài)下噴嘴的實(shí)際距離L′加上模具正常工作溫度下噴嘴的實(shí)際延伸量ΔL確定。為了保證噴嘴與熱流道板貼合可靠,不使熱流道板產(chǎn)生變形,在噴嘴的頂部上方設(shè)有調(diào)整墊,該調(diào)整墊與噴嘴自身的軸向定位面一起限制了噴嘴在軸向的移動(dòng),且有效地控制了熱流道板可能產(chǎn)生的變形。在常溫狀態(tài)下,調(diào)整墊與熱流道板和定模固定板之間控制0.025mm 間隙以便模具受熱后,在工作溫度狀態(tài)時(shí)調(diào)整墊恰好壓緊。熱流道系統(tǒng)的定位座和定位銷一起控制了熱流道板在模具中的位置。定位座與定模板有徑向尺寸D2配合要求,而且深度h必須控制準(zhǔn)確,定位座的軸向起著支承熱流道板的作用,直接承受注射機(jī)的注射壓力。定位銷與熱流道板固定板有配合要求。熱流道板與模板之間必須留有足夠的空隙,以便包裹隔熱材料。熱流道板和固定板必須設(shè)有足夠的布線槽,讓電源線從模具內(nèi)引出與安裝在模具上的接線座連接。噴嘴連接板與定模固定板之間有徑向尺寸D1配合要求,以便注塑機(jī)的注射頭與模具上的噴嘴連接板配合良好。在熱流道板附近,將定模板、熱流道板固定板、定模固定板用螺釘連接起來(lái),增強(qiáng)熱流道板的剛性。
閥澆口熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。它與普通多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具有相同的結(jié)構(gòu),另外還多了一套閥針傳動(dòng)裝置控制閥針的開(kāi)、閉運(yùn)動(dòng)。該傳動(dòng)裝置相當(dāng)于一只液壓油缸,利用注射機(jī)的液壓裝置與模具連接,形成液壓回路,實(shí)現(xiàn)閥針的開(kāi)、閉運(yùn)動(dòng),控制熔融狀態(tài)塑料注入型腔。
優(yōu)點(diǎn)縮短周期制件成型周期縮短,因沒(méi)有澆道系統(tǒng)冷卻時(shí)間的限制,制件成型固化后便可及時(shí)頂出。許多用熱流道模具生產(chǎn)的薄壁零件成型周期可在5秒鐘以下。
節(jié)省塑料在純熱流道模具中因沒(méi)有冷澆道,所以無(wú)生產(chǎn)費(fèi)料。這對(duì)于塑料價(jià)格貴的應(yīng)用項(xiàng)目意義尤其重大。事實(shí)上,國(guó)際上主要的熱流道生產(chǎn)廠商均在世界上石油及塑料原料價(jià)格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因?yàn)闊崃鞯兰夹g(shù)是減少費(fèi)料降低材料費(fèi)的有效途徑。
減少?gòu)U品減少?gòu)U品,提高產(chǎn)品質(zhì)量。在熱流道模具成型過(guò)程中,塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)里得到準(zhǔn)確地控制。塑料可以更為均勻一致的狀態(tài)流入各模腔,其結(jié)果是品質(zhì)一致的零件。熱流道成型的零件澆口質(zhì)量好,脫模后殘余應(yīng)力低,零件變形小。所以市場(chǎng)上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均由熱流道模具生產(chǎn)。如人們熟悉的MOTOROLA手機(jī),HP打印機(jī),DELL筆記本電腦里的許多塑料零件均用熱流道模具制作。
生產(chǎn)自動(dòng)化消除后續(xù)工序,有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品,無(wú)需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序。有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。國(guó)外很多產(chǎn)品生產(chǎn)廠家均將熱流道與自動(dòng)化結(jié)合起來(lái)以大幅度地提高生產(chǎn)效率。 許多先進(jìn)的塑料成型工藝是在熱流道技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。如PET預(yù)成型制作,在模具中多色共注,多種材料共注工藝,STACK MOLD等。
缺點(diǎn)盡管與冷流道模具相比,熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),但模具用戶亦需要了解熱流道模具的缺點(diǎn)。概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)。
成本上升熱流道元件價(jià)格比較貴,熱流道模具成本可能會(huì)大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小,模具工具成本比例高,經(jīng)濟(jì)上不劃算。對(duì)許多發(fā)展中國(guó)家的模具用戶,熱流道系統(tǒng)價(jià)格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問(wèn)題之一。
設(shè)備要求高制作工藝設(shè)備要求高,熱流道模具需要精密加工機(jī)械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴(yán)格,否則模具在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多嚴(yán)重問(wèn)題。 如塑料密封不好導(dǎo)致塑料溢出損壞熱流道元件中斷生產(chǎn),噴嘴鑲件與澆口相對(duì)位置不好導(dǎo)致制品質(zhì)量嚴(yán)重下降等。
操作維修復(fù)雜與冷流道模具相比,熱流道模具操作維修復(fù)雜。如使用操作不當(dāng)極易損壞熱流道零件,使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于熱流道模具的新用戶,需要較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)積累使用經(jīng)驗(yàn)。
設(shè)計(jì)程序首先,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和使用要求,確定進(jìn)料口位置。只要塑件結(jié)構(gòu)允許,在定模鑲塊內(nèi)噴嘴和噴嘴頭不與成型結(jié)構(gòu)干涉,熱流道系統(tǒng)的進(jìn)料口可放置在塑件的任何位置上。常規(guī)塑件注射成形的進(jìn)料口位置通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇。對(duì)于大而復(fù)雜的異型塑件,注射成形的進(jìn)料口位置可運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)模擬熔融狀塑料在型腔內(nèi)的流動(dòng)情況,分析模具各部位的冷卻效果,確定比較理想的進(jìn)料口位置。
然后,確定熱流道系統(tǒng)的噴嘴頭形式。塑件材料和產(chǎn)品的使用特性是選擇噴嘴頭形式的關(guān)鍵因素,塑件的生產(chǎn)批量和模具的制造成本也是選擇噴嘴頭形式的重要因素。
第三,根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量和注射設(shè)備的噸位大小,確定每模的腔數(shù)。
第四,由已確定的進(jìn)料口位置和每模的腔數(shù)確定噴嘴的個(gè)數(shù)。如果成形某一產(chǎn)品,選擇一模一件一個(gè)進(jìn)料口,則只要一個(gè)噴嘴,即選用單頭熱流道系統(tǒng);如果成形某一產(chǎn)品,選擇一模多腔或一模一腔二個(gè)以上進(jìn)料口,則就要多個(gè)噴嘴,即選用多頭熱流道系統(tǒng),但對(duì)有橫流道的模具結(jié)構(gòu)除外。
第五,根據(jù)塑件重量和噴嘴個(gè)數(shù),確定噴嘴徑向尺寸的大小。相同形式的噴嘴有多個(gè)尺寸系列,分別滿足不同重量范圍內(nèi)的塑件成形要求。
第六,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)確定模具結(jié)構(gòu)尺寸,再根據(jù)定模鑲塊和定模板的厚度尺寸選擇噴嘴標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列尺寸,最后修整定模板的厚度尺寸及其他與熱流道系統(tǒng)相關(guān)的尺寸。
第七,根據(jù)熱流道板的形狀確定熱流道固定板的形狀,在其板上布置電源線引線槽,并在熱流道板、噴嘴、噴嘴頭附近設(shè)計(jì)足夠的冷卻水環(huán)路。
第八,完成熱流道系統(tǒng)塑料模具的設(shè)計(jì)圖繪制。2
應(yīng)用范圍材料種類熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。如PP,PE,PS,ABS,PBT,PA,PSU,PC,POM,LCP,PVC,PET,PMMA,PEI,ABS/PC等。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用熱流道模具加工。
尺寸與重量用熱流道模具制造的零件最小的在0.1克以上。最大的在30公斤以下。應(yīng)用極為廣泛靈活。
工業(yè)領(lǐng)域熱流道模具在電子,汽車,醫(yī)療,日用品,玩具,包裝,建筑,辦公設(shè)備等各工業(yè)部門都得到廣泛應(yīng)用。
流道模具與普通流道模具相比,具有注塑效率高、成型塑件質(zhì)量好和節(jié)約原料等優(yōu)點(diǎn),隨著聚合物工業(yè)的發(fā)展,熱流道技術(shù)正不斷地發(fā)展完善,其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。
熱流道是通過(guò)加熱的辦法來(lái)保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設(shè)有加熱棒和加熱圈,從注塑機(jī)噴嘴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài),使流道中的塑料保持熔融,停機(jī)后一般不需要打開(kāi)流道取出凝料,再開(kāi)機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。
熱流道注射成型法于20世紀(jì)50年代問(wèn)世,經(jīng)歷了一段較長(zhǎng)時(shí)間地推廣以后,其市場(chǎng)占有率逐年上升,80年代中期,美國(guó)的熱流道模具占注射模具總數(shù)的15%~17% ,歐洲為12%~15% ,日本約為10% 。但到了90年代,美國(guó)生產(chǎn)的塑料注射模具中熱流道模具已占40%以上,在大型制品的注射模具中則占90%以上。3
用途節(jié)約原料、降低制品成本是熱流道模具最顯著的特點(diǎn)。普通澆注系統(tǒng)中要產(chǎn)生大量的料柄,在生產(chǎn)小制品時(shí),澆注系統(tǒng)凝料的重量可能超過(guò)制品重量。由于塑料在熱流道模具內(nèi)一直處于熔融狀態(tài),制品不需修剪澆口,基本上是無(wú)廢料加工,因此可節(jié)約大量原材料。由于不需廢料的回收、挑選、粉碎、染色等工序,故省工、省時(shí)、節(jié)能降耗。
注射料中因不再摻入經(jīng)過(guò)反復(fù)加工的澆口料,故產(chǎn)品質(zhì)量可以得到顯著地提高,同時(shí)由于澆注系統(tǒng)塑料保持熔融,流動(dòng)時(shí)壓力損失小,因而容易實(shí)現(xiàn)多澆口、多型腔模具及大型制品的低壓注射。熱澆口利于壓力傳遞,在一定程度上能克服塑件由于補(bǔ)料不足而形成的凹陷、縮孔、變形等缺陷。
適用樹(shù)脂范圍廣,成型條件設(shè)定方便。由于熱流道溫控系統(tǒng)技術(shù)的完善及發(fā)展,熱流道不僅可以用于熔融溫度較寬的聚乙烯、聚丙烯,也能用于加工溫度范圍窄的熱敏性塑料,如聚氯乙烯、聚甲醛(POM)等。對(duì)易產(chǎn)生流涎的聚酰胺(PA),通過(guò)選用閥式熱噴嘴也能實(shí)現(xiàn)熱流道成型。
另外,操作簡(jiǎn)化、縮短成型周期也是熱流道模具的一個(gè)重要特點(diǎn)。與普通流道相比,縮短了開(kāi)合模行程,不僅制件的脫模和成型周期縮短,而且有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),與普通流道相比,改用熱流道后的成型周期一般可以縮短30%。
發(fā)展方向發(fā)展趨勢(shì)熱流道系統(tǒng)存在一些缺陷,如模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加熱器組件易損壞、制造費(fèi)用高、需要較精密的溫度控制裝置、成型樹(shù)脂必須清潔無(wú)雜物、樹(shù)脂更換及換色較困難、維修保養(yǎng)較復(fù)雜等,不過(guò)這些缺陷正在逐漸被克服。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外熱流道模具的主要發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面。
元件的小型化,以實(shí)現(xiàn)小型制品的一模多腔和大型制品多澆口充模。通過(guò)縮小噴嘴空間,可在模具上配置更多型腔,提高制品的產(chǎn)量和注射機(jī)的利用率。在90年代,Master公司開(kāi)發(fā)的噴嘴最小可至15.875mm;Husky公司開(kāi)發(fā)的多澆口噴嘴,每個(gè)噴嘴有4個(gè)澆口,澆口距可近至9.067mm;Osco公司開(kāi)發(fā)的組合復(fù)式噴嘴,每個(gè)噴嘴有12個(gè)澆口探針,可用于48腔模具的成型。MoldMaters公司針對(duì)小型制件的空間限制,在2001年開(kāi)發(fā)了用于小制件的噴嘴,含整體加熱器、針尖和熔體通道,體積直徑小于9mm,澆口距僅為10mm,可成型重量為1~30g 的制品。 塑美熱流道技術(shù)人員在成功總結(jié)了幾千套熱流道系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又成功開(kāi)發(fā)了:小直徑耐磨噴嘴;彈簧針閥及內(nèi)加熱噴嘴
熱流道元件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。當(dāng)前,用戶要求模具設(shè)計(jì)和制造周期越來(lái)越短,將熱流道元件標(biāo)準(zhǔn)化不僅有利于減少設(shè)計(jì)工作的重復(fù)和降低模具的造價(jià),并且十分便于對(duì)易損零部件的更換和維修。據(jù)報(bào)道,Polyshot公司已開(kāi)發(fā)出快換熱流道模具系統(tǒng),尤其適于注射壓力為70kN的小型注射機(jī)。在疊層模方面,塑美的一模十六件薄壁產(chǎn)品的熱流道系統(tǒng);一模六十四件的PVC制品的疊層全熱流道系統(tǒng)都達(dá)到了國(guó)際最先進(jìn)水平,而一模三十二腔簡(jiǎn)易式瓶蓋模熱流道系統(tǒng)的大量推廣更使包裝行業(yè)的熱流道成本降低,雙層雙色模具使用的熱流道的系統(tǒng)也已開(kāi)發(fā)完畢處于調(diào)試階段……SM、Husky、Presto 和Moldmasters等公司的噴嘴、閥桿和分流板都作為標(biāo)準(zhǔn)型便于快速更換和交付模具,國(guó)外只需4 周即可交付模具。
熱流道模具設(shè)計(jì)整體可靠性提高。如今國(guó)內(nèi)外各大模具公司對(duì)熱流道板的設(shè)計(jì)和熱噴嘴相連接部分的壓力分布、溫度分布、密封等問(wèn)題的研究開(kāi)發(fā)極為重視。疊層熱流道注射模的開(kāi)發(fā)和利用也是一個(gè)熱點(diǎn)。疊式模具可有效增加型腔數(shù)量,而對(duì)注射機(jī)合模力的要求只需增加10%~15%。疊式熱流道模具在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已用于工業(yè)化。
改善熱流道元件材料的目的在于提高噴嘴和熱流道的耐磨性和用于敏感材料成型。如使用鉬鈦等韌性合金材料制造噴嘴,以金屬粉末注射成型經(jīng)燒結(jié)制成熱流道元件已成為可能。
開(kāi)發(fā)精確的溫控系統(tǒng)。在熱流道模具模塑中,開(kāi)發(fā)更精密的溫控裝置,控制熱流道板和澆口中的熔融樹(shù)脂的溫度是防止樹(shù)脂過(guò)熱降解和產(chǎn)品性能降低的有效措施。
將熱流道用于共注。通過(guò)支管和熱噴嘴元件的有效組合設(shè)計(jì)可使共注成型與熱流道技術(shù)相結(jié)合,由此成型3層、5層甚至更多層的復(fù)合塑料制品。例如Kortec公司開(kāi)發(fā)出了熔體輸送系統(tǒng)和共注噴嘴;Incoe 公司的多出口、多模腔共注支管生產(chǎn)線能用于多材料多組分共注射;SM公司開(kāi)發(fā)出內(nèi)加熱噴嘴。
試模大多數(shù)成型產(chǎn)品的缺陷是在塑化和注塑階段造成的,但有時(shí)也與模具設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān),可能的影響因素包括:模腔數(shù),冷**/**熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì),射入口的類型、位置和尺寸,以及產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)等。因此,為了避免由于模具設(shè)計(jì)而造成的產(chǎn)品缺陷,我們需要在制作模具的時(shí)候,對(duì)模具的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)進(jìn)行分析。
在獲得試模結(jié)果后,操作者通常需要對(duì)模具的具體情況進(jìn)行評(píng)估,以免在對(duì)模具進(jìn)行修改的過(guò)程中增加不必要的成本和時(shí)間。多數(shù)情況下,這種評(píng)估還包括對(duì)機(jī)器工藝參數(shù)的設(shè)定。也就是說(shuō),為了彌補(bǔ)模具設(shè)計(jì)中的不足,操作者可能會(huì)在不知情的情況下進(jìn)行了不正確的設(shè)置。在這種情況下,設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程是不正常的,因?yàn)樯a(chǎn)合格產(chǎn)品所需的參數(shù)設(shè)置范圍非常小,一旦參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)任何微小的偏差,可能會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出所允許的誤差范圍,而由此產(chǎn)生的實(shí)際生產(chǎn)成本往往比事先進(jìn)行模具優(yōu)化所產(chǎn)生的費(fèi)用高得多。
試模的目的就是要找出優(yōu)化的工藝參數(shù)和模具設(shè)計(jì)。這樣,即便是材料、機(jī)器設(shè)定或者環(huán)境等因素發(fā)生了變化,依然能夠確保穩(wěn)定和不間斷的批量生產(chǎn)環(huán)境,而不僅僅是為了獲得一個(gè)好的樣品。這一點(diǎn)非常重要。
試模步驟**步驟1.**設(shè)置料桶的溫度
這里需要注意的是,初始的料桶溫度設(shè)置必須依據(jù)材料供應(yīng)商的推薦。這是因?yàn)椋煌瑥S家、不同牌號(hào)的相同材料可能具有相當(dāng)大的差異,而材料供應(yīng)商往往對(duì)自己的材料有著相當(dāng)深入的研究和了解。用戶可根據(jù)他們的推薦進(jìn)行基本的設(shè)置,然后再根據(jù)具體的生產(chǎn)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)。
除此之外,還需要使用探測(cè)器測(cè)量熔體的實(shí)際溫度。因?yàn)槲覀兯O(shè)定的料桶溫度往往由于環(huán)境、溫度傳感器的型號(hào)和位置深度不同等原因,并不能保證與熔體溫度100%的一致。有時(shí)由于油污的存在或其他原因,熔體的實(shí)際溫度和料桶的設(shè)置溫度差別很大(以前,我們?cè)羞^(guò)兩者溫差相差高達(dá)30℃的例子)。
**步驟2.**設(shè)置模具的溫度
同樣,初始的模具溫度設(shè)置也必須根據(jù)材料供應(yīng)商提供的推薦值。
需要注意的是,我們所說(shuō)的模具溫度指的是模腔表面的溫度,而不是模溫控制器上顯示的溫度。很多時(shí)候,由于環(huán)境以及模溫控制器的功率選擇不當(dāng)?shù)仍?,模溫控制器上顯示的溫度與模腔表面的溫度并不一致。因此,在正式試模之前,必須對(duì)模腔表面的溫度進(jìn)行測(cè)量和記錄。同時(shí),還應(yīng)當(dāng)對(duì)模具型腔內(nèi)的不同位置進(jìn)行測(cè)量,查看各點(diǎn)的溫度是否平衡,并記錄相應(yīng)的結(jié)果,以為后續(xù)的模具優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。
步驟3.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),初步設(shè)定塑化量、注射壓力的限定值、注射速度、冷卻時(shí)間以及螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù),并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。
步驟4.進(jìn)行填充試驗(yàn),找出轉(zhuǎn)換點(diǎn)。轉(zhuǎn)換點(diǎn)是指從注射階段到保壓階段的切換點(diǎn),它可以是螺桿位置、填充時(shí)間和填充壓力等。這是注塑過(guò)程中最重要和最基本的參數(shù)之一。在實(shí)際的填充試驗(yàn)中,需要遵循以下幾點(diǎn):
(1)試驗(yàn)時(shí)的保壓壓力和保壓時(shí)間通常設(shè)定為零;
(2)產(chǎn)品一般填充至90%~98%,具體情況取決于壁厚和模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
(3)由于注射速度會(huì)影響轉(zhuǎn)壓點(diǎn)的位置,因此,在每次改變注射速度的同時(shí),必須重新確認(rèn)轉(zhuǎn)壓點(diǎn)。
通過(guò)填充試驗(yàn),用戶可以看到材料在模腔里的流動(dòng)路徑,從而判斷出模具在哪些地方容易困氣,或者哪些地方需要改善排氣等。
步驟5.找出注射壓力的限定值。在此過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注意注射壓力與注射速度的關(guān)系。對(duì)于液壓系統(tǒng),壓力和速度是相互關(guān)聯(lián)的。因此,無(wú)法同時(shí)設(shè)定這兩個(gè)參數(shù),使其同時(shí)滿足所需的條件。
在屏幕上設(shè)定的注射壓力是實(shí)際注射壓力的限定值,因此,應(yīng)當(dāng)將注射壓力的限定值設(shè)定為始終大于實(shí)際的注射壓力。如果注射壓力限定過(guò)低,使得實(shí)際注射壓力接近或超過(guò)注射壓力的限定值,那么,實(shí)際的注射速度就會(huì)因?yàn)槭艿絼?dòng)力限制而自動(dòng)下降,從而影響注射時(shí)間和成型周期。
步驟6.找出優(yōu)化的注射速度。這里所指的注射速度,是同時(shí)滿足使填充時(shí)間盡量短,同時(shí)填充壓力盡量小的注射速度。在這一過(guò)程中,需要注意以下幾點(diǎn):
(1)大部分產(chǎn)品的表面缺陷,特別是澆口附近的缺陷,都是由于注射速度引起的。
(2)多級(jí)注射只在一次注射不能滿足工藝需求的情況下才使用,特別是在試模階段。
(3)在模具完好、轉(zhuǎn)壓點(diǎn)設(shè)定正確,且注射速度足夠的情況下,注射速度的快慢與飛邊的產(chǎn)生沒(méi)有直接關(guān)系。
步驟7.優(yōu)化保壓時(shí)間。
保壓時(shí)間也即是澆口的冷凝時(shí)間。一般,可以通過(guò)稱重的方式確定澆口的冷凝時(shí)間,從而得到不同的保壓時(shí)間,而最優(yōu)化的保壓時(shí)間則是使產(chǎn)品模重達(dá)到最大時(shí)的時(shí)間。
步驟8.優(yōu)化其他參數(shù),如保壓壓力和鎖模力等。
最后,需要強(qiáng)調(diào)的是,試模的目的和重點(diǎn)在于優(yōu)化模具和工藝,以滿足批量生產(chǎn)的要求,而不僅僅是試驗(yàn)出好的產(chǎn)品試樣。
本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:
石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)