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高光无痕注塑模具设计十大要素!

艾邦高分子 2018-05-15 13:38:41

目前,绝大部分的家用电器外观零部件都是注塑成型得到的。在注塑过程中,易出现熔接痕、气痕、变形等缺陷;高光无痕模具能够解决上述缺陷。下面我们就一起来看看高光无痕注塑模具设计十大要素。


高光无痕注塑的原理

1.温度较高

模具成型对温度要求较高(一般为80℃-130℃左右),在注塑转入保压后改用冷却水,使模具温度降至60-70℃。较高的模温下保压成型有利于消除熔接线、流痕、产品内应力等缺陷。因此模具在工作时需进行加热处理,为了防止热量损失,通常都会在定模侧加隔热板。

2.模腔表面极度光亮(一般为镜面2级或更高)

高光模具生产出的产品可以直接用于装机(装配),无需做任何表面处理。因此它对模具钢材及塑胶材料的要求都很高。

3.热流道系统的热喷咀较多

每个热喷咀必须带封针且有独立的气道,通过电磁阀及时间继电器等进行单独控制,实现分时进胶,从而达到控制甚至消除熔接痕的目的,控制方式复杂。

4.加热方式

模具加热的方式通常有水蒸气(热水)加热和电热棒(管)加热两种。水蒸气(热水)加热方式是通过特定的温控机在注塑过程中给模具输入蒸气(热水),从而使模具快速升温;在注塑完后用冷水冷却模具,使模具快速降温。电加热的方式与水加热温控机,在原理上是一样的,就是热源不一样,电加热是二次能源,水加热是三次能源,按原理来说电加热能源损耗少,利用率高、节能效益好。使用方便、所以说:如果是平板(面)产品还是采用电加热方式实慧。

图:水蒸汽加热

图:加热棒加热


模具材料

1 .产品表面普通要求的模具材料可用:NK80(日本大同)等;

2.高光要求材料选用:S136H(瑞典)、CEANA1(日本)等;

3.NK80可不用淬火处理;S136H应在粗加工后淬火至52度;CEANA1本身具备42度也不需要淬火处理(建议用此钢材,因不影响后续加工或改动);

4.德国葛利兹品牌中也有不错的选择:CPM40/GEST80


图 高光模具


模具水道设计

1.水道孔径大小设计

水道采用5-6mm大小的孔径;水嘴用1/8或3/8的牙(模具侧),另一侧用3/4英制螺纹(老式接法);管件材料用不锈钢管;现在我们改成一进一出,分流口最好是做在模具内,接口采用能径用DN25连接,这样热能损耗少,操作方便、接口方便。

2.产品面设计

水道一侧离产品面一般选用5-6mm;选大了对模具升温时间有影响,选小了对模具的强度有影响。水道平行产品面须要平均匀排布(原质中心15mm等距离分布)热电偶应设计在两水道中间,深度在50mm以上,最大不超过去100mm,视模具定结构而灵活掌握。每套模具PT100是一配一的,保持它的准确度,必须把它插到模具型腔模仁内,并加以固定。用引线连到模具外侧,再连接到温控机插座上。

3.模具水道接头设计

模具水道接头必须设计在模具上下侧端或后侧端;操作侧(站人一侧)不允许有水道进出口或水管排布,避免管子破裂汤伤生产人员。切记!

4.模具进出水嘴设计

模具进出水嘴处采用分流板设计,水热模具温控机系统只有一进一出接口,以减少过多的水管连接,减少热能不必要的损耗;且达到**与节能的目的。且波纹管外表用隔热胶带缠绕,起到保温与**的作用。

5.模具的施工孔洞

模具的施工孔洞(不要的孔洞),要用堵头堵塞,确保不漏气漏水,方法是先用铜堵,然后再用锥度喉牙加耐高温胶密封;高光模具对冷却水道的排布比较讲究(水热模具水道是共用的),好的水道排布不仅可以大大提高注塑效率,而且在改善产品质量方面也起到重要作用。高光模具的水道不仅要均匀而且必须要充分(要有足够的数量)。

这样对模具升温就很快;同时,采用加长水管直接将模芯运水引出而不采用密封圈,这样可防止模具长期在高温下作业,致使密封圈老化,也可降低许多模具的维修成本。值的一提的是,高光模具的运水管必须采用耐高温材料(250℃)波纹管。

高压1.6Mpa的波纹管,以防止高温高压下水管爆裂。对于圆型产品采用环形运水;对于长条形产品采用平行运水水道。对于高度落差大的产品采用水井形式;对于异形产品采用与产品外型一至的三维运水方式。


模具隔热系统

1.模具镶芯设计

模具定模镶芯或动模镶芯四面要做到掏空处理;模框与镶芯要有一定的间隙(视模具材料的热膨胀系数,单面1mm)。防止模框膨胀,以减少模芯于模框的接触面,做到使热能损耗最小化;模芯与模框的锁定采用斜契式或其它类似方式,前端采用隔热效果明显的粉尘树脂或其它材料(如石棉板)。

2.模框设计

模框与镶芯的详细结构,模框的冷却水非常重要,为防止模仁中的热能传至模框,要在靠近导柱位置,上下排布一圈运水

3.导套设计

导套运动部位尽可能采用石墨材料或者把导柱前端避空处理,配合处只要保证25mm长度就足够了;


模具浇口设计

模具浇口设计要尽可能地减少熔接痕,并有利于排气及减少剪切。对采用水加热温控机的模具,浇口尺寸要开得大一些并且尽量采用大浇口进胶,在不影响产品机能及成型效率下,浇口应尽量缩短其长度、深度、宽度。

1.浇口过小

若浇口过小,则易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接线等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。

2.浇口过大

浇口过大,则浇口周围产生过乖的残余应力,导致产口变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。

最好选用一个浇口,除非流动比超过实际的极限。树脂的流动长度曲线图,将会提供在某一确定的成型条件下材料的流动长度。多个浇口经常产生熔接线与熔接痕。除了长、窄的产品,采用单浇口将会确保更一致的材料、温度、保压分布,以便更好的配合的效果。


模具排气

尽可能的在产品周围相隔10mm为一段,均匀分布开排气槽,深度为0.15mm;产品中间贴面也需要排气设计。


模具的分型面配合

因为高光模具的温度高低有很大的落差,所以贴面配合要求较高,同时要减少贴面的面积,分型面四周有10mm配合就够了。


加热棒(管)高光模具设计

1、在浇口处上下侧要有电热棒(管),冷却水孔一般为6mm(能大更好);两水孔中心距离为15-20mm;加热棒壁离产品表面距离为5mm,两加热棒之间的中心距离为20mm;冷却水于加热棒壁距离为6-8mm,有条件的话最好与电热棒穿插排布。

2、内模腔运水可以用耐高温密封圈密封或者采用硬密封方式。

3、加热棒直径为4.92mm,模具设计时为5mm,装配加热棒前先用5mm的顶针磨刃口把加热棒的毛刺去掉。

4、模具进出水嘴处采用与水蒸汽加热模具一样的分流板设计(冷却水),因为电热模具控制系统只有一进一出的水路管道。


高光模具对产品的要求

高光模具对产品结构要求很严格,越光亮的产品对光的折射效果越敏感,表面稍有缺陷很快就会被发现,因此如何解决缩水问题是高光产品的首要问题。一般的产品筋位厚度不超过主体胶位厚度的0.6mm倍便不缩水,或者说缩水较小不易被发现,可忽略不计。但对高光产品而言,这样的要求远远不够,还需将产品筋位的厚度减小到不超过主体胶位厚度的1倍,对于螺丝柱位还必须做火山口式斜顶结构。


高光模对塑胶材料的选择

目前常用高光塑胶材料一般是ABS+PMMA和ABS+PC、PMMA、ASA等。

作为常用的机壳材料,ABS+PC的产品在耐冲击性、表面光泽度以及硬度方面都比HIPS好,所以在生产高光产品时,通常选用的是高光ABS材料。如果需要耐候,可以能会选择ASA,在硬度方面可能就会选择PMMA合金材料。下面就具体说一下ABS材料。


1.ABS的熔体粘度如何控制?

ABS属于无定形聚合物,无明显熔点。由于其牌号品级繁多,在注塑过程中应按品级的不同制订合适的工艺参数,一般在160℃以上,270℃以下即可成型。在成型过程中、ABS热稳定性较好,可供选择的范围较大,不易出现降解或分解。且ABS的熔体粘度适中,其流动性比聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等要好,而且熔体的冷却固化速度比较快,一般在5~15秒内即可冷固。

2.ABS的吸水率如何控制?

ABS的流动性与注射温度和注射压力都有关系,其中注射压力稍敏感些。为此,在成型过程中可从注射压力入手,以降低其熔体粘度,提高充模性能。ABS因组分的不同,吸水及粘附水的性能各异,其表面粘附水及吸水率在0.2%~0.5%,有时可达0.3%~0.8%之间,为了得到较为理想的制品,在成型前作干燥处理,使含水量降至0.1%以下。否则制件表面将会出现气泡、银丝等瑕疵。通常塑胶材料需要加1%金属粉提高高光金属效果。

文章版权归原作者所有,艾邦高分子整理编辑

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