模具在注塑成型中的作用和影響很大,學(xué)習(xí)評(píng)估和檢查一套模具時(shí),應(yīng)該考慮哪些方面, 當(dāng)開發(fā)一個(gè)工作項(xiàng)目的時(shí)候,模具是一個(gè)關(guān)鍵因素。一個(gè)設(shè)計(jì)糟糕或功能不匹配的模具可能會(huì)成為項(xiàng)目失敗的根本原因。即使在項(xiàng)目的持續(xù)改進(jìn),針對(duì)產(chǎn)品缺陷也會(huì)重點(diǎn)評(píng)估模具改進(jìn)的可能性。下面概述評(píng)價(jià)和檢查模具時(shí)應(yīng)該主要考慮哪些方面。(1)模具設(shè)計(jì)要求思考的正確順序1)塑料的流動(dòng)能力(FMI)和熱穩(wěn)定性。5)注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格與功能。6)注塑生產(chǎn)自動(dòng)化的要求。 模具設(shè)計(jì)是模具制造的第一步,模具設(shè)計(jì)是否滿足特定的應(yīng)用需求,模具的模擬軟件(CAE或Moldflow)是一個(gè)模具開發(fā)非常好的工具,它可以分析模具溫度,壓力波動(dòng)和模流可能的表現(xiàn)形式,大大提高了設(shè)計(jì)者為消除模具潛在問題而提前做出優(yōu)化調(diào)整的能力。
上面是Moldex3D模擬出熔膠充填模腔體積15%、32%、50%、65%、75%和100%時(shí)的情況。 從上圖可以看出:一旦熔膠前沿抵達(dá)(如上圖左上小圖標(biāo)示的)筋板根部,因該處的等效厚度5mm >> 周圍板厚2.5mm,筋板根部如同導(dǎo)流道(flow leader)般,導(dǎo)引熔料主流循粗厚筋板根部向左右快速流動(dòng),向前(圖中是向下)的料流因板壁(2.5mm厚)較薄和流阻較大而流動(dòng)遲緩,并在殼板表面形成了較厚的固化層而使得遲滯現(xiàn)象愈形嚴(yán)重(如上圖右上小圖所示),此時(shí)從澆口2和澆口3進(jìn)澆的熔膠已經(jīng)快要填滿粗厚的筋板和殼板的(如同導(dǎo)流道的)交會(huì)處,熔膠前沿進(jìn)入圖中筋板下方的殼板,并繞往前面提到的遲滯(此時(shí)或已停滯)前沿的下方,在居中的澆口1前方形成了熔接線(在上圖右下小圖的紅色虛線圓圈標(biāo)示區(qū)域內(nèi))。 Moldex3D將不好預(yù)測(cè)的熔接線的來(lái)龍去脈描繪得一清二楚,使用模塑CAE可以消除模具潛在問題的應(yīng)用 模具的驗(yàn)收涉及許多方面。驗(yàn)收的首要目標(biāo),就是模具生產(chǎn)出質(zhì)量好的零件,并能穩(wěn)定的控制在一個(gè)理想的生產(chǎn)周期(CT)。以下是模具驗(yàn)收所需要考慮的非常重要的幾個(gè)方面。 審核流道的平衡十分重要,流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則。1)模具型腔的布局應(yīng)對(duì)稱分布(尺寸緊湊、脹模力平衡)。2)熔料在流道內(nèi)的流動(dòng)時(shí)不宜過早冷卻。4)確保熔料均勻進(jìn)膠,同時(shí)到達(dá)型腔內(nèi)的深處及角落。7)流道的分布有利于模具內(nèi)的空氣能夠順利排出。8)防止出現(xiàn)注塑不良(如:缺料、縮水、流紋、射紋等)現(xiàn)象。10)在滿足注塑成型的條件下,流道的料耗盡量少,冷卻時(shí)間盡量短。 均勻加熱或冷卻模具的能力是建立穩(wěn)定的注塑成型加工過程的關(guān)鍵因素。模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)是注塑成型的核心,模具溫度可以調(diào)節(jié)進(jìn)入模腔內(nèi)熔料粘度的變化,降低流動(dòng)阻力,確保熔料順利充滿型腔各個(gè)角落,使其在均一的狀態(tài)冷卻收縮,并將熔料貼緊模面,提高注塑件的外觀質(zhì)量、提高產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性、減少注塑件的變形,提高產(chǎn)品的強(qiáng)度的韌性。模具冷卻系統(tǒng)的需要遵循以下原則:1)模具水道的數(shù)量盡可能開多一些(模溫均勻)。2)模具水道應(yīng)與模穴表面各處的距離盡量相同。3)模具內(nèi)的水(油)應(yīng)順著注塑件的形狀流動(dòng)。4)模具水道的排列應(yīng)與模穴的形狀盡量吻合。5)模具水道直徑應(yīng)盡可能大一點(diǎn)(水道孔徑一般10-14mm)。6)水道離穴的距離不要小于10mm(一般為15-20mm)。7)水道之間的距離(中心距)一般為水道直徑的3-5倍。8)流道和澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻(從流道附近進(jìn)水)。9)進(jìn)水溫度和出水溫度的溫差盡量?。ㄔ?度以內(nèi))。10)注塑件壁厚一致時(shí),水道離模穴的距離應(yīng)相同。11)注塑件壁厚不同時(shí),應(yīng)在壁厚處加強(qiáng)冷卻。12)冷卻水道應(yīng)盡量避免設(shè)在注塑件的熔接線處。13)滑塊內(nèi)側(cè)也應(yīng)開設(shè)冷卻水道。14)方形注塑件的四個(gè)角位應(yīng)加強(qiáng)冷卻。15)較大模具的導(dǎo)柱/導(dǎo)套也應(yīng)開設(shè)冷卻水道。16)冷卻水道離頂針孔、螺絲孔的距離不宜太近(需大于5mm)。17)水道通過鑲塊時(shí),應(yīng)加“O”型密封圈(防止鑲套管漏水)。18)增加冷卻水道進(jìn)出口的數(shù)量,以縮短水流的長(zhǎng)度,縮小進(jìn)出水的溫差。19)對(duì)于流動(dòng)性較差(粘度高)的塑料,或薄壁處應(yīng)設(shè)置加熱裝置。20)細(xì)長(zhǎng)型芯的冷卻應(yīng)采用冷卻環(huán)繞芯或使用熱傳導(dǎo)率較高的材料(如:鈹青銅)制作細(xì)長(zhǎng)型芯。21)在型芯內(nèi)部較粗(直徑大于8mm)的部分加入細(xì)銅棒,再將細(xì)銅棒的一端并聯(lián)形式連接到模板內(nèi)的冷卻水路內(nèi)。22)進(jìn)出水孔接口應(yīng)設(shè)在不影響開模作業(yè)的位置,并且盡量設(shè)在同一側(cè)(注塑機(jī)后面)。23)小模水路的進(jìn)出孔的位置不能靠的太近,以免安裝水嘴和固定水管時(shí)困難。24)冷卻水道的進(jìn)出水嘴不能正對(duì)著注塑機(jī)格林柱的位置,以免安裝水管困難。26)多模腔精密注塑件,每個(gè)模腔分別單獨(dú)使用模溫機(jī)進(jìn)行溫度控制。27)高溫模具外側(cè)(四面)及底部需加裝隔熱板(防止熱量散失)。 核實(shí)模具是否有足夠的排氣,能否滿足生產(chǎn)過程的工藝要求。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化原則如下:1)排氣槽的位置一定要置于熔料流動(dòng)的末端封膠位。4)排氣槽封膠位的長(zhǎng)度盡量短(一般為0.8-1.2mm)。6)排氣槽的結(jié)構(gòu)應(yīng)正確(前面封膠位,后面需避空)。7)排氣針位置應(yīng)設(shè)在塑料件內(nèi)部的封膠位。10)塑料件的筋位/骨位需使用扁頂針頂出(利用其間隙排氣)。11)螺絲柱需用排氣式司筒頂出(利用其間隙排氣)。12)模具“死角”位需加鑲件(利用鑲件間隙排氣)。13)排氣時(shí)間要小于注射時(shí)間。14)薄壁產(chǎn)品(高速注射)的模具排氣要求更高。15)熱穩(wěn)定性差的塑料,排氣槽的間隙應(yīng)要加大一些。 工藝驗(yàn)證以確保設(shè)置的參數(shù)是可重復(fù)并穩(wěn)定的。下面是主要需要驗(yàn)證的工藝控制參數(shù):熔料溫度:應(yīng)確認(rèn)熔料溫度是否控制在材料制造商推薦的溫度范圍內(nèi)。料筒溫度:在成型時(shí)要比較熔料溫度和設(shè)定值。當(dāng)熔料溫度同設(shè)定溫度相差超出允許范圍值時(shí),需要對(duì)塑化參數(shù)等參數(shù)做出一定的調(diào)整。注射速率VS注射時(shí)間:根據(jù)黏度曲線測(cè)試確定適宜的注射速度。注射壓力峰值確認(rèn):應(yīng)確保設(shè)定的注射壓力滿足要求。通常注射壓力的上限設(shè)定值約高于可以達(dá)到的峰值壓力200PSI。鎖模力:鎖模力的數(shù)值是經(jīng)過驗(yàn)證的,并且在實(shí)際生產(chǎn)得到保持,防止鎖模力噸位設(shè)定值的變化導(dǎo)致模具排氣不良和產(chǎn)品飛邊。
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