盐城跋屏建材有限公司

在塑膠注射成型加工中，零件的壁厚是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數。薄壁注塑件有很多好處，它降低零件的重量、生產(chǎn)規模、減少材料開(kāi)支及縮短成型周期。但是，制造薄壁產(chǎn)品必須采用昂貴的高速注塑機，甚不劃算。和善德宸信小編一起了解下：

究竟傳統注塑機可否勝任，下面我們就這個(gè)問(wèn)題來(lái)進(jìn)行分析：

首先，我們要了解什么是薄壁注塑。一般意義上講，薄壁注塑是指在一個(gè)有50平方厘米表面積的注塑件上，其壁厚為1mm，這種級別的注塑可稱(chēng)之為薄壁注塑。

然而，傳統的注塑機往往不能適應薄壁注塑的要求。以一臺制作3mm壁厚零件的傳統注塑機為例：當熔化的熱塑性塑料的前沿部分流經(jīng)模具型腔時(shí)，它將會(huì )與溫度較低的型芯或型腔內壁接觸，并形成一個(gè)固化的薄表皮。這種提前固化的表皮大致要占整個(gè)壁厚的20%。在這層表皮內邊，注入的熔化材料仍在不斷地向前流動(dòng)。顯然，如果零件的壁厚減少并達到薄壁的程度，其冷卻速度也會(huì )加快，從而導致上述固化表皮占整個(gè)壁厚的比例將會(huì )增加，也就是說(shuō)，其后續流入型腔的熔融芯部將會(huì )縮小。相反，零件產(chǎn)生冷凝的時(shí)間的間隔卻在縮短。這都給材料的繼續流動(dòng)增加了難度，從而使得零件在冷凝之前實(shí)現填滿(mǎn)的要求變得更加困難。

為了攻克薄壁注塑的填充困難，通常要對注塑機進(jìn)行特別的設計或改裝，如采用多通道注入口，施加高達241Pa的注射壓力和1000MM/S的注射速度。然而，這些做法將要花費相當可觀(guān)的資金。

                                     
 

那么，能否在傳統的未經(jīng)改裝的標準注塑機上，對某些工藝參數進(jìn)行控制，以實(shí)現薄壁注塑的要求呢？

答案是肯定的。據報導，曾經(jīng)有人在一臺最大夾緊力為90公頃，最大注射量為170g的傳統注塑機上做過(guò)這方面的實(shí)驗：在這臺機器上安置了具有一個(gè)扇形注入內插件和一個(gè)注口，并有一個(gè)型腔的模具。該內插件的長(cháng)、厚比為140：1，型腔厚度為1mm。使用的塑料是Lexan SP7602和Magnum9015。

產(chǎn)品零件的重量是唯一可變輸了出值.在同一個(gè)模具型腔條件下,零件重量的變化,顯然與注塑過(guò)程熔化材料在型腔內填滿(mǎn)的程度密切相關(guān)。據稱(chēng)，對零件重量變化的分析，其結果的可信度能高達95%。因此，該實(shí)驗就是從有關(guān)工藝參數與零件重量的關(guān)系著(zhù)手進(jìn)行研究的。為此，在型腔里特別裝設了五個(gè)壓力與溫度轉換器。一個(gè)數據控測系統在腔內跟蹤壓力與溫度曲線(xiàn)。

該實(shí)驗采用了一個(gè)半分數因子（half fractional factorial）設計，用來(lái)研究噴嘴溫度、模具溫度、冷卻時(shí)間、注射速度和變白持壓力。據稱(chēng)，這五個(gè)參數都能影響零件之重量。為了建立這些參數以確定它們對零件重量的影響，采用了不同高低值的組合來(lái)進(jìn)行注射成型。

對PC和ABS兩種材料進(jìn)行了實(shí)驗。實(shí)驗條件是：各自的熔化溫度、標準的模具溫度和零件重量、標準的零件張力強度和最高的許用注射速度。另外，兩種材料的相對粘度也都能在不同的剪切率下得到確立。

實(shí)驗結果如下：

1、將ABS材料由其熔化溫度260℃升至280℃時(shí)，其零件重量會(huì )由6.6克增至7.4克，即有12%的增大。

2、對PC材料，將其熔化溫度由290℃升至300℃時(shí)，零件重量即從7.3克增至8.9克,即增大了22%.

3、當模具溫度從80℃升至90℃時(shí)，PC和ABS兩種材料的零件重量都有增大，但PC更為敏感，后者的零件重量可從8.4克增至8.8克，增長(cháng)了4.8%。

4、熔化溫度和模具溫度的變化都會(huì )導致零件張力強度的改變。但熔化溫度的增高將會(huì )使強度下降，而模具溫度的升高難度則會(huì )使強度增加。

5、縮短冷卻時(shí)間和提高注射速度都將會(huì )使PC材料的零件重量得以增加，而ABS材料則不受這兩個(gè)參數的影響。

結果分析：

對PC材料而言，熔化溫度、模具溫度、冷卻時(shí)間和注射速度都是影響零件重量的關(guān)鍵參數；而對ABS而言，影響其零件重量的參數只是熔化溫度和模具溫度。

熔化溫度的提高將使材料有更高的熱能，同時(shí)會(huì )導致材料粘度的降低，從而使得熔融材料更易于流動(dòng)，其形成一個(gè)更長(cháng)的流注長(cháng)度，同時(shí)更加順暢地填滿(mǎn)型腔。但熔化溫度過(guò)高，將會(huì )促使材料退化和降級。所以，這一參數僅可在該材料允許的上限之內被用來(lái)保證型腔的填滿(mǎn)。

模具溫度的升高，會(huì )減少材料在型腔里的冷凝層，使熔融材料在型腔內更易于流動(dòng)，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。

更短的冷卻時(shí)間可使熔化材料在容器內停留的時(shí)間更短，并減少退化的可能性。據認為，減少壁厚50%將導致冷卻時(shí)間成4倍的減少。另外冷卻時(shí)間構成了約70%的成型周期，它的減少意味著(zhù)生產(chǎn)效率的提高。

機器注射量應盡可能達到最大值。因為這也幫助熔化材料在容器內停留時(shí)間的減少。增高注射速度，也會(huì )使熔化材料的相對粘度下降，這是由于剪切變得更薄時(shí)，產(chǎn)生假塑膠體（pseudoplastic）影響的結果。同時(shí)，這種剪切的加熱僅發(fā)生在不到一秒鐘的瞬間，這對于導致明顯的退化來(lái)說(shuō)，是無(wú)足輕重的。

注射速度的提高，雖然會(huì )使PC材料粘度下降并造成零件重量的上升，但比起熔化溫度增高時(shí)零件重量的增加要少得多。不過(guò)，由于它還能使得材料更加不易退化，所以，提高注射速度還是有它可取之處的。

注塑速度的改變，對于A(yíng)BS材料幾乎不會(huì )造成任何影響，這是由于此時(shí)它的相對粘度沒(méi)有產(chǎn)生明顯的下降的緣故。

通過(guò)在傳統注塑機條件下對一些工藝參數的變更，取得了零件重量增加的效果。

這一結果實(shí)際上反映了塑料在熔化狀態(tài)下填滿(mǎn)1mm型腔能力的增加，也就是提高了薄壁成型的能力。

綜合實(shí)驗情況，在傳統注塑機上加工薄壁零件同樣是可以做得到的。進(jìn)行操作時(shí)，可以將其注射速度調整到所允許的最高上限，在此基礎上，可以按照該材料所推薦的最高熔化溫度界限和模具最高溫度標準，盡可能地提高這兩個(gè)參數，這就是在傳統注塑機上，以低成本的選擇，實(shí)現優(yōu)質(zhì)的薄壁注塑的主要對策。