一文教你如何避免解决注塑件尤其是厚壁注塑件缩水问题

机械前沿 2023-03-31
2837 字丨阅读本文需 8 分钟

功能注塑件在注塑完成后经常会遇到缩水问题(表面缩凹和内部缩孔),在常用的原料当中,由于冷却速度快,PC料的缩孔问题可谓最难解决,PP料的缩凹和缩孔问题也是比较难处理的。因此,当遇上厚大件比较严重的缩水问题时,就需要采取一些非常规的注塑技巧,不然就很难解决问题。本文就总结了一些如何避免注塑件尤其是厚壁注塑件缩水的方法和技巧。

注塑件为什么会缩水?

由于塑料的固有特性,在注塑成型冷却后,会存在一定程度收缩的情况。塑料外壳的收缩变形主要在厚壁的外表面产生凹痕,对大制件而言,外壳翘曲的现象更为常见,例如外观平直且面积大的加湿器外壳翘曲变形,多柱子结构的风扇底座表面缩水变形等。塑料材料由于其体积存在收缩的特性,导致厚壁处表面的原料出现拉入的现象。因此,成品表面就会出现凹陷的痕迹。对成品外观面而言,缩水是最为常见的不良现象,而且主要发生在壁厚处。实践证明,如果注塑压力出现下降,收缩的机率就会增大。但是我们有时会遇到无论如何加大压力,加大入水口,延长射胶时间,缩水问题就是无法解决的情况。

注塑工艺中两个不利于解决缩水难题的温度条件

1、 模具温度太低不利于解决缩水难题

硬胶件缩水问题(表面缩凹和内部缩孔)都是因为熔胶冷却收缩时,集中收缩留下的空间得不到来自入水口方向的熔胶充分补充而造成的缺陷。所以,不利于补缩的因素都会影响到我们去解决缩水的问题。

模具温度太高容易产生缩水问题,通常都喜欢降低模具温度来解决问题。但是有时如果模具温度太低,也不利于解决缩水的问题,这是很多人不太注意到的。

模具温度太低,熔胶冷却太快,离入水口处较远的稍厚胶位,由于中间部份冷却太快而被封死了补缩的通道,远处便得不到熔胶的充分补充,致使缩水问题更难解决,厚大注塑件的缩水问题尤为突出。

再者, 模具温度太低,也不利于增加注塑件的整体收缩,使集中收缩量增加,缩水问题更加严重明显。

因此,在解决比较难的缩水问题时,要记得检查一下模具温度会有好处。有经验的技术人员通常会用手去触摸一下模具型腔表面,看是否太冰凉或是太烫手了,每种原料都有它合适的模具温度。

2、注塑工艺中的熔胶温度过低也不利于解决缩水难题

熔胶温度太高,注塑件容易产生缩水问题,适当降低温度10~20℃,缩水问题就会得到改善。

但如果注塑件在某处比较厚大的部位出现缩水时,再把熔胶温度调得过低,比如接近注塑熔胶温度的下限时,反而不利于解决缩水问题 ,甚至还会更加严重 ,注塑件越厚情况就越明显。

原因和模温太低相似,熔胶冷凝太快,从缩水位置到水口之间无法形成较大的有利于补缩的温度差,缩水位置的补缩通道会过早被封死,问题的解决就变得更加困难了。由此也可看出,熔胶冷凝速度越快越不利于解决缩水问题, PC料就是一个冷凝相当快的原料,因此它的缩孔问题可以说是个注塑的大难题。

此外,熔胶温度太低也一样不利于增加整体收缩的量,导致集中收缩的量增加,从而加剧了缩水的问题。

因此,在调机解决较难的缩水问题时,检查一下熔胶温度是否调得过低了极为重要,除了看温度表,用空射的方法检查一下熔胶的温度和流动性比较直观。

3、射胶速度过快不有利于解决缩水严重的问题

解决缩水问题,首先会想到的是升高射胶压力和延长射胶时间。但如果射胶速度已调得很快,就不利于解决缩水问题了。因此有时缩水难以消除时,应配合降低射胶速度来解决。

降低射胶速度,可使走在前面的熔胶与入水口之间形成较大的温度差,因而有利于熔胶由远至近顺序凝固和补缩,同时也有利于距水口较远的缩水位置获得较高压力补充,对问题的解决会有很大的帮助。

由于降低射胶速度,走在前面的熔胶温度较低,速度又已放慢,注塑件便不易产生批锋,射胶压力和时间就可以再升高和放长一些,这样还更有利于解决缩水严重的问题。

此外,如果再采用速度更慢、压力更高、时间更长的最后一级末端充型和逐级减慢并加压的保压方式,效果将会更加明显。因此当无法一开始便采用较慢的速度射胶时,从射胶后期开始采用此法也是个很好的补救办法。

不过要值得提醒的是,充型实在太慢了反而又会不利于解决缩水的问题。因为等到充满型腔的时候,熔胶都已经完全冷冻,就像熔胶温度太低一样,根本就没有能力再对远处的缩水进行补缩了。

降低注塑件缩水技巧

1、缩短注塑件冷却时间,降低注塑件内外温差

首先,在保证注塑件出模不变形的前提下,采取尽量缩短冷却时间的方法,让注塑件在高温下提早出模。此时注塑件外层的温度仍然很高,表皮没有过于硬化,因此内外的温差相对已不是很大,这样就有利于整体收缩,从而减少了注塑件内部的集中收缩。由于注塑件总体的收缩量是不变的,所以整体收缩得越多,集中收缩量就越小,内部缩孔和表面缩凹程度因此得以减小。

2、对注塑件进行冷却或冻水激冷加速硬化防止缩凹

缩凹问题的产生,是由于模具表面升温,冷却能力下降,刚刚凝固的注塑件表面仍然较软(不像PC件出模后表面较硬,极易产生缩孔),未被完全消除的内部缩孔由于形成了真空,致使注塑件表面在大气压力的压迫下向内压缩,同时加上收缩力的作用,缩凹问题就这样产生了。而且表面硬化速度越慢越易产生缩凹,比如PP料,反之越易产生缩孔。

因此在将注塑件提早出模后,要对其作适当的冷却,使注塑件表面保持一定的硬度,令其不易产生缩凹。但若缩凹问题较为严重,适度冷却将无法消除,就要采取冻水激冷的方法,使注塑件表面迅速硬化才可能防止缩凹,但内部缩孔还会存在。象PP这样表层较软的材料,由于真空和收缩力的作用,注塑件还会有缩凹的可能,但缩凹的程度已大为减轻。

在采取上述措施的同时,若再采用延长射胶时间来代替冷却时间的方法,表面缩凹甚至内部缩孔的改善将会更好。

在解决缩孔问题时,因模温过低会加重缩孔程度,因此模具最好用机水冷却,不要使用冻水,必要时还将模温再升高一些,例如注塑PC料时将模温升到100度,缩孔的改善效果才会更好。但若是为了解决缩凹问题,模温就不能升高了,反而需要降低一些。

3、如需要可适量加入防缩剂,塑料件偏壁则引进气体辅助注塑成型

有时以上方法未必能彻底将问题解决,但已经有了较大的改善,如果一定要将表面缩凹的问题彻底解决,适量加入防缩剂也是一个不得已的有效办法。当然,透明件就不能这样做了。

如果厚壁件表面还是存在缩痕,或者遇到偏壁等塑料件,那么引进气体辅助注塑成型将得到解决。

气体辅助注塑成型是通过把高压气体引入到制件的厚壁部位,在注塑件内部产生中空截面,完全充填过程、实现气体保压、消除制品缩痕的一项新颖的塑料成型技术。

传统注塑工艺不能将厚壁和薄壁结合在一起成型,而且制件残余应力大,易翘曲变形,表面时有缩痕。新发展的气辅技术通过把厚壁的内部掏空,成功地生产出厚壁、偏壁制品,而且制品外观表面性质优异,内应力低。轻质高强。

现已开发成功气辅产品结构和模具设计包括浇注系统、进气方式和气道分布设计技术,气辅注塑工艺设计技术,气辅注塑工艺设计技术,气辅注塑过程计算机仿真技术,气辅注塑产品缺陷诊断与排除技术,气辅工艺专用料技术。

电视机、家电、汽车、家具、日常用品、办公用品、玩具等为塑料成型开辟了全新的应用领域,气辅注塑技术特别适用于管道状制品、厚壁、偏壁(不同厚度截面组成的制件)和大型扁平结构零件。

气体辅助装置:包括氮气发生和增压系统,压力控制单元和进气元件。气辅工艺能完全与传统注塑工艺(注塑成型机)衔接。

减轻制品重量(省料)可高 40%,缩短成型周期(省时达30%,消除缩痕,提高成品率;降低注塑压力达60%,可用小吨位注塑机生产大制件,降低操作成本;模具寿命延长、制造成本降低,还可采用如粗根、厚筋、连接板等更稳固的结构,增加了模具设计自由度。

文章来源: 杨建宏谈注塑,维本工程塑料的周公,百度文库

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