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薄壁注塑成型中存在的主要问题 虽然塑件薄壁化有很多优点,但却降低了塑件的可成型性,以至于用常规的注塑成型方法无法成型这些薄壁塑件。在进行薄壁塑件的成型时,存在三个常见问题: 短射、翘曲变形和熔接线。 (1) 短射 短射( short shots)是指由于模具型腔填充不完全造成塑件不完整的质量缺陷,即熔体在完成填充之前就已经凝结。如果某塑件填充不完整,
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薄壁注塑成型中存在的主要问题

虽然塑件薄壁化有很多优点,但却降低了塑件的可成型性,以至于用常规的注塑成型方法无法成型这些薄壁塑件。在进行薄壁塑件的成型时,存在三个常见问题: 短射、翘曲变形和熔接线。

(1) 短射

短射( short shots)是指由于模具型腔填充不完全造成塑件不完整的质量缺陷,即熔体在完成填充之前就已经凝结。如果某塑件填充不完整,则无需考虑其他质量缺陷就可判为不合格产品。常规注塑成型的填充过程和冷却过程是交织在一起的。

当聚合物熔体流动时,熔体前沿遇到相对温度较低的型芯表面或型腔壁,就会在其表面形成一层冷凝层。熔体在冷凝层内继续向前流动,随着冷凝层厚度的增加,实际型腔流道变窄,冷凝层厚度对聚合物的流动有着显著的影响。

因为常规注塑成型时塑件的厚度较厚,所以此时冷凝层对注塑成型的影响还不是很大。但在薄壁注塑成型中,当冷凝层的厚度与塑件厚度之比随着塑件厚度的变薄逐渐增加时,这个影响就很大。特别是二者的尺寸可以相互比较时更为突出。 研究表明,当塑件的厚度减小时,冷凝层对流动的影响将会以指数形式增加,这也更说明了冷凝层在薄壁注塑成型中的影响之大。




(2) 翘曲变形 翘曲变形(warpage)是不均匀的内部应力导致的塑件缺陷。翘曲变形产生的原 因是收缩不均匀、取向不均匀和冷却不均匀。翘曲变形值超过一定数值后塑件将被视为不合格,而且薄壁塑件对翘曲的要求更为严格。可以通过平衡冷却系统、调节冷却时间、保压压力以及保压时间等措施来改善塑件的翘曲变形缺陷。

(3) 熔接线 熔接线(weldline)是型腔内两个或多个熔体流动前沿熔合时形成的界线。熔接线不但影响塑件的外观质量,而且在熔接线处易产生应力集中,削弱塑件的机械强度,对塑件特别是薄壁塑件的机械性能尤为不利,受外力后塑件非常容易在熔接线处开裂。在设计时可以通过减少浇口数目或改变浇口位置来减少或改变熔接线的位置,来满足塑件的设计要求。







薄壁注塑成型模具的设计技术

薄壁注塑成型时模具设计是至关重要的一环,成型薄壁制品时一般需要模具。与常规制品的标准化模具相比,薄壁制品模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都有发生重大变化。它主要表现在以下几个方面:

(1) 模具结构

为承受成型时的高压,薄壁注塑成型模具的刚度要大,强度要高。因此,模具的动、定模板及其支承板厚度通常比常规模具的模板要厚,支撑柱要多,模具内可能要多设置内锁紧定位机构,以保证和良好的侧支撑,防止弯曲和偏移。

(2) 浇注系统成型薄壁塑件,特别是塑件厚度非常小时,要使用大浇口,而且浇口应该大于壁厚。

如是直浇口应设置冷料井,以减少浇口应力, 协助填充, 减少塑件去除浇口时的损坏。为保证有足够的压力充填薄的型腔,流道系统中应尽可能减少压力降,流道压降不要超过注塑机提供压力的15%。为此,流道截面设计要比传统的大一些,同时要限制熔体的驻留时间,以防止塑料降解裂化。




(3) 冷却系统

薄壁塑件不像常规塑件那样可以承受较大的因传热不均而产生的残余应力。为保证塑件的尺寸稳定性,把收缩和翘曲控制在可以接受的范围内,就必须加强模具的冷却,确保冷却均衡。

(4) 排气系统

薄壁注塑成型模具一般需要有良好的排气性,可以进行抽真空操作。由于填充时间短,

注射速度高,模具的充分排气,尤其是流动前沿聚集区的充分排气非常重要,以防困气引燃。

(5) 脱模系统

因为薄壁塑件的壁和筋都很薄,非常容易损坏,而且沿厚度方向收缩很小,同时高保压压力使收缩更小,使得加强筋和其他小结构很容易粘合。为避免顶穿和粘模,薄壁注塑成型应使用比常规注塑成型数量更多、尺寸更大的顶杆。










疑难解答 | 低压注塑技术(2)

为什么低压注塑适合光学产品？

A：注射成型的光学产品的光学性能主要受双折射性能及表面几何结构的影响。根据光测弹性学理论，各向同性的高分子链的双折射现象主要与残余应力有关。以注射成型的透镜举例，残余应力来自于两部分成型基理：填充流动引起的以及热变化过程引起的残余应力。热变化过程引起的内应力来自于熔体从熔融状态冷却到固体状态（Tg温度以下），分子链的取向形态被冻结。而填充流动引起的应力，熔体在一定压力下被注射到型腔中，然后补缩。在不断冷却过程中，在流动和保压期间形成的剪切应力被冻结，从而形成了流动应力。相关研究表明，流动引起的残余应力在双折射现象中贡献了更多。

至于低压注塑，一种通用方式是，产品填充到一个更大的型腔（相较于标准注塑的型腔），然后合模压缩。填充时所产生的剪切应力降低了，则光学产品的光学质量提得到了改善。

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