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解決高光PP注塑件表面縮痕可以從下面三種方法來實(shí)現(xiàn)。
一、模具設(shè)計(jì)上的解決措施
1.1 水路設(shè)計(jì)
合理的水路設(shè)計(jì)使得型腔表面的模溫盡可能一致。必要時(shí),在局部壁厚較大或者散熱不好的區(qū)域加強(qiáng)冷卻。在筋對應(yīng)的模面加強(qiáng)冷卻,使得表面固化層較快形成,當(dāng)表面固化層較厚時(shí),剛性較大,不容易產(chǎn)生縮痕。
當(dāng)形成筋的動定模對應(yīng)面都是鋼材時(shí),容易產(chǎn)生縮痕,若在筋的下面改成陶瓷或者塑料鑲件,使得上面的固化層形成較快,剛性較大,最后固化的高光PP塑料向內(nèi)吸入,上面不至于塌陷,也可以防止縮痕產(chǎn)生。
1.2 澆口設(shè)計(jì)
制件的澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在壁厚大的區(qū)域,或者靠近縮痕和縮孔出現(xiàn)的位置,以利于保壓補(bǔ)縮。澆口的尺寸應(yīng)足夠大,減緩澆口的冷卻,使得更多的熔體能在保壓階段進(jìn)去型腔中補(bǔ)縮。一般情況下,澆口厚度不應(yīng)小于壁厚的50%,最好能達(dá)到壁厚的80%。
1.3 流道設(shè)計(jì)
優(yōu)先選用圓形流道,因?yàn)閳A形流道的有效截面積最大,其次是梯形流道,最好不要選用半圓形流道。流道的有效截面越大,保壓補(bǔ)縮的能力越強(qiáng),制件越不容易出現(xiàn)縮痕或縮孔。此外,流道的尺寸應(yīng)足夠大,減少充模阻力,給型腔提供足夠大的保壓壓力。
1.4 拉料桿設(shè)計(jì)
在三板模中常使用到拉料桿,拉料桿的設(shè)計(jì)應(yīng)避免伸到流道中,造成流道的有效截面變小,充模阻力增加,不利于制件的保壓補(bǔ)縮。對于聚碳酸酯(PC)等流動性較差的材料,尤其需要注意拉料桿的設(shè)計(jì),避免流道壓力損失過大引起實(shí)際保壓不足,導(dǎo)致制件產(chǎn)生縮痕或縮孔。
1.5 排氣設(shè)計(jì)
模具的排氣順暢,注塑時(shí)可以采用較高的壓力和速度,保壓補(bǔ)縮的效果更好,降低縮痕或縮孔產(chǎn)生的可能性。典型的排氣槽設(shè)計(jì),根據(jù)材料的不同,排氣槽的深度也會有所不同,但相同的是排氣槽的長度不能過長,最好在2mm左右。
二、成型工藝上的解決措施
2.1 模具溫度
模溫對縮痕或縮孔的影響是相對的。模溫太低時(shí),制件表層容易凝同變厚,芯層的厚度相對減小,保壓補(bǔ)縮的通道變窄,制件遠(yuǎn)端得不到足夠的補(bǔ)縮,形成縮痕或縮孔;此外,模溫較低使得澆注系統(tǒng)特別是澆口容易凍結(jié),制件得不到足夠的保壓補(bǔ)縮,也容易形成縮孔或縮痕。模溫太高時(shí),模具的冷卻效率較低,冷卻緩慢,由于冷卻時(shí)間過長,導(dǎo)致收縮也變大,如果得不到足夠的保壓補(bǔ)縮也容易導(dǎo)致縮痕或縮孔。但相對來說,模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生縮孔,模溫較高時(shí)容易產(chǎn)生縮痕。某項(xiàng)目的玩具燈零件,材料為透明PC,主體部分是1/4球形,壁厚不均,在厚度大的部分形成縮孔,將模溫從100℃提供至130℃,并采用高壓低速注塑,這樣一來縮孔就消失了。
2.2 有效保壓
有效保壓偏低,導(dǎo)致樹脂填補(bǔ)小于制件的收縮量,在模具溫度偏高時(shí)就容易形成凹痕,而在模具溫度偏低時(shí)容易形成空洞。保壓過低的主要原因如下:保壓設(shè)定值偏低、保壓時(shí)間偏短、澆口尺寸偏小、分流道偏細(xì)。
2.3 其他影響較大的工藝參數(shù)
其他對縮痕和縮孔影響較大的工藝參數(shù)還包括熔體溫度、注塑速度、V/P轉(zhuǎn)換位置、背壓和殘膠量等。熔體溫度越高,材料黏度越低,更有利于充模和保壓補(bǔ)縮,對防止縮痕和縮孔有利,但熔體溫度越高,相應(yīng)的冷卻時(shí)間也越高;合理的注塑速度,可以在澆口凍結(jié)前有效地進(jìn)行保壓補(bǔ)縮;V/P轉(zhuǎn)換位置一般選擇在制件填充到95%~98%左右,切換過早容易引起縮痕或縮孔;適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢栽黾尤垠w的密實(shí)性,有利于防止縮痕或縮孔;殘膠量一般控制在5~10mm,適當(dāng)?shù)臍埬z量才能保證保壓的效果。
2.4 后冷卻處理
對于一些外觀要求沒有縮痕但允許內(nèi)部有縮孔的制件,可以在出模后迅速浸泡到凍水中,使得制件短時(shí)間內(nèi)固化冷卻,防止縮痕的產(chǎn)生。這種方法對壁厚較大的產(chǎn)品比較有效。某項(xiàng)目的玩具恐龍,材料為熱塑性聚氨酯(TPU),在設(shè)計(jì)上很難避免壁厚不均和較大的壁厚,制件在模具內(nèi)也很難充分冷卻,出模后制件表面容易形成縮痕。解決的辦法是制件出模后立刻裝在夾具上放入凍水中定型,使得制件表面迅速冷卻,當(dāng)然這會導(dǎo)致制件中間產(chǎn)生縮孔,但不會影響到制件的外觀。
三、高光PP材料上的解決措施
3.1 結(jié)晶和無定型材料
結(jié)晶材料的收縮要大于無定型材料。因?yàn)榻Y(jié)晶材料從熔融狀態(tài)冷卻至室溫的過程中,分子鏈有序排布形成晶體,所以結(jié)晶材料的體積收縮要大于無定型材料。因此,相對而言,結(jié)晶材料更容易產(chǎn)生縮痕或縮孔。某項(xiàng)目的碎紙機(jī)外殼,采用增強(qiáng)PP取代ABS,雖然高光PP材料的收縮率近似,制件在尺寸方面沒有問題,但在筋位處縮痕比ABS明顯,需要調(diào)整筋位厚度或基面厚度,或者調(diào)整流道和澆口的尺寸,加強(qiáng)保壓補(bǔ)縮。
3.2 黏度
高光PP材料的黏度越高,充模阻力越大,填充越困難,保壓補(bǔ)縮效果越差,因此越容易產(chǎn)生縮痕或縮孔。因此,要改善制件的縮痕和縮孔,提高高光PP材料的流動性是一個(gè)可行的方案。
3.3 填充物
填充物的加入有利于增加制件表層的強(qiáng)度,抵抗芯層的收縮應(yīng)力,制件不容易產(chǎn)生縮痕,而傾向于產(chǎn)生縮孔。需要注意的是,纖維增強(qiáng)的材料,在平行和垂直流動方向上的收縮有較大的差別。由于玻纖取向平行于流動方向上,起到支撐作用,因此在該方向上收縮較小,而在垂直于流動方向上收縮較大。
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