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        塑膠產(chǎn)品在成型過(guò)程中披鋒的工藝改善方法

        2018-03-06 06:08:07蔣映娥
        家電科技 2018年2期
        關(guān)鍵詞:工藝產(chǎn)品

        蔣映娥

        美的集團(tuán)家用空調(diào)事業(yè)部模具工廠 廣東順德 528311

        1 引言

        隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步,塑膠行業(yè)的興起,很多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上已經(jīng)用塑膠替代了金屬,適應(yīng)輕量化時(shí)代的需求,成為市場(chǎng)的主要競(jìng)爭(zhēng)力。從消費(fèi)者的角度考慮,他們更希望這一類(lèi)塑膠產(chǎn)品既能滿足產(chǎn)品的使用性能,又能將美觀和舒適度相結(jié)合。以空調(diào)面板產(chǎn)品為例,產(chǎn)品邊緣出現(xiàn)了披鋒,如圖1所示,會(huì)極大的影響客戶及消費(fèi)者的選擇。因此,塑料產(chǎn)品的品質(zhì)缺陷會(huì)在很大程度降低產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此類(lèi)問(wèn)題對(duì)模具成型工藝來(lái)說(shuō)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題,普通的常規(guī)模具成型工藝已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,必須采用創(chuàng)新的方法才能夠滿足要求。為此筆者及所在團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年多的時(shí)間對(duì)塑料產(chǎn)品披鋒產(chǎn)生的原因、模具成型工藝進(jìn)行技術(shù)研究,成功解決了這一課題,并且獲得了國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)。

        2 塑膠產(chǎn)品披鋒產(chǎn)生的原因分析

        2.1 空調(diào)面板產(chǎn)品主體壁厚設(shè)計(jì)不合理

        如圖2所示,產(chǎn)品分型面附近的壁厚T1與產(chǎn)品主體壁厚T一樣,甚至比T更厚。此設(shè)計(jì)在后面成型的過(guò)程中,分型面附近的壁厚T1偏厚,模具型腔整體溫度過(guò)高,不能快速冷卻,產(chǎn)品表面凝固層不足,如圖3所示。在受到過(guò)高注射壓力的擠壓下,部分熔膠會(huì)溢出到產(chǎn)品分型面處,產(chǎn)生披鋒。

        2.2 成型工藝調(diào)試不恰當(dāng)

        第一段注射壓力與注射速度設(shè)定數(shù)值過(guò)高,不利于產(chǎn)品凝固層的形成。低速低壓下,可以形成合理厚度的凝固層。

        3 塑膠產(chǎn)品模具成型工藝要點(diǎn)及原理

        3.1 成型工藝要點(diǎn)概述

        本文提出一種模具成型工藝的改善方法。對(duì)塑料產(chǎn)品,在分型面、斜頂、鑲件等容易出披鋒的位置,如圖4中A、B、C三處所示。采用先填充滿產(chǎn)品,再用低速低壓進(jìn)行保壓0.5~2秒時(shí)間,使產(chǎn)品分型線或鑲拼位置形成凝固層,再用高的速度與壓力保壓,最終得到產(chǎn)品外觀質(zhì)量合格的產(chǎn)品。本文中的工藝改善方法適用所有塑料產(chǎn)品(注塑模具)。

        3.2 塑膠產(chǎn)品披鋒改善原理概述

        本文通過(guò)調(diào)整成型工藝,得到合理的凝固層,如圖3所示。低的注射壓力與注射速度,產(chǎn)生的剪切熱較少,溫度較低。再通過(guò)對(duì)保壓時(shí)間的調(diào)整,可以形成一個(gè)厚度合適的凝固層。凝固層在模具成型過(guò)程中可以防止產(chǎn)品中心高溫的料膠流動(dòng)到產(chǎn)品邊緣,并且溢出產(chǎn)品邊產(chǎn)生披鋒。相反,過(guò)高的注射壓力與注射速度會(huì)導(dǎo)致剪切熱多,溫度高,很難形成凝固層,其結(jié)構(gòu)原理如圖5所示。

        圖2 空調(diào)面板產(chǎn)品主體壁厚設(shè)計(jì)不合理

        圖3 產(chǎn)品凝固層圖

        圖4 產(chǎn)品易出披鋒的位置

        圖5 成型工藝改善原理圖

        4 模具成型工藝改善方案的細(xì)節(jié)方法

        4.1 確保產(chǎn)品的完整性

        在該實(shí)施案例中,通過(guò)將可使型腔注滿的注塑原料注入型腔中,使得模具型腔內(nèi)填滿無(wú)缺膠,有效地保證了產(chǎn)品的完整狀態(tài)。

        4.2 第一段保壓壓力與保壓速度的設(shè)定要點(diǎn)及影響

        保壓壓力與保壓速度的設(shè)定規(guī)則為,優(yōu)選的第一預(yù)定注塑速度小于第二預(yù)定注塑速度,第一預(yù)定壓力小于第二預(yù)定壓力。通過(guò)將第一預(yù)定注塑速度設(shè)置為小于第二預(yù)定注塑速度;第一預(yù)定壓力設(shè)置為小于第二預(yù)定壓力,使得在注塑過(guò)程中,先在小壓力的情況下形成外側(cè)壁凝固層,在凝固層足以防止塑料溢膠的情況下,再在大壓力下保壓,提高塑料件的密度和工件自身的強(qiáng)度。

        設(shè)定注射速度時(shí),優(yōu)選的第一預(yù)定注塑速度為注塑機(jī)的最大注塑速度的10%至20%。設(shè)定保壓壓力時(shí),優(yōu)選的第一預(yù)定壓力大于等于5MPa,小于等于25MPa。在該實(shí)施案例中,通過(guò)將第一預(yù)定注塑速度設(shè)置為注塑機(jī)最大注塑速度的10%至20%,將第一預(yù)定壓力設(shè)置為5MPa至25MPa,可有效避免型腔中的原料進(jìn)入到分型面中而形成披鋒。

        4.3 第一段保壓時(shí)間的設(shè)定及影響

        設(shè)定保壓時(shí)間時(shí),優(yōu)選的第一預(yù)定時(shí)間應(yīng)大于等于0.5s,小于等于2s。在該實(shí)施例中,通過(guò)將第一預(yù)定時(shí)間設(shè)置為0.5s至2s,避免在低速低壓下保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使塑膠件過(guò)多的定型,在低速低壓的情況下定型的塑膠件密度低,強(qiáng)度差,并且變形量大,所以在低壓低速的情況下的短時(shí)間內(nèi)使塑膠原料凝固出一個(gè)邊界層即可。再在高速高壓下保壓,對(duì)塑料件進(jìn)行補(bǔ)縮,形成完整無(wú)缺陷的產(chǎn)品。然后再繼續(xù)冷卻,有效地保證了塑膠件的力學(xué)性能。

        在此實(shí)施案例中,優(yōu)選的第一預(yù)定注塑速度為注塑機(jī)的最大注塑速度的15%,第一預(yù)定壓力為10MPa,第一預(yù)定時(shí)間為1s。通過(guò)設(shè)定合理的成型參數(shù),可使塑膠原料凝固出薄厚適當(dāng)?shù)倪吔鐚樱WC了成型后的塑膠件不會(huì)產(chǎn)生披鋒,有效地提高塑膠件的外觀質(zhì)量。

        4.4 第二段壓力與速度的設(shè)定

        在此實(shí)施例中,第二預(yù)定注塑速度為產(chǎn)品的額定注塑速度,第二預(yù)定壓力為產(chǎn)品的的額定注塑壓力,第二預(yù)定時(shí)間為產(chǎn)品的額定注塑時(shí)間。通過(guò)在額定的注塑速度和注塑壓力下保壓額定的注塑時(shí)間,有效地確保了塑膠件的密度及冷卻后的變形量,使塑膠件不僅具有良好的外觀質(zhì)量,還具有優(yōu)秀的力學(xué)性能。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        隨著人們生活水平的提高,他們對(duì)日常生活使用的產(chǎn)品要求也不斷提高,產(chǎn)品不但要實(shí)用而且要美觀。如何以客戶為導(dǎo)向,已經(jīng)成為新的攻關(guān)課題。對(duì)模具成型技術(shù)的不斷創(chuàng)新要求,已經(jīng)刻不容緩。本文通過(guò)產(chǎn)品披鋒缺陷原因分析、成型工藝改善方法等方面進(jìn)行了闡述及原理介紹,成功解決了塑膠類(lèi)產(chǎn)品披鋒的問(wèn)題。

        [1] 孫玲. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社, 2008.

        [2] 劉來(lái)英. 注塑成型工藝[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2013.

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