2. 防止长杆形胶件在注塑压力的作用下发生变形;见图9-21,在方案(a)中,型芯在单侧注塑压力的冲击下,会产生弯曲变形,从而导致胶件变形。采用方案(b),从型芯的两侧平衡的进胶,可有效地消除以上缺陷。
对于一模多腔的弧形流道结构,为了减少镶块的数量,应在后模将各弧形流道设置在大镶块的镶拼面上,如图9-29所示,后模由7块镶块组成,各个型腔的弧形流道在各镶块各出一半,这将简化加工工艺。
9.4 流动平衡分析
流动平衡是流道系统设计时保证胶件质量的一个重要原则。从单个型腔的角度来看,它要求所有的流动路径应该同时以相同的压力充满;从多个型腔而言,每个型腔都应在同一瞬时、以相同的压力充满。
9.4.1 不平衡的流动将产生以下弊病
( 1 )先充填的区域产生过压实。
过压实可能造成以下四个方面缺陷有:
a.浪费胶料,
b.不同区域的收缩率不同将导致胶件尺寸的不一致及翘曲 ;
c.粘模、顶白;
d.过高的应力状态将缩短胶件寿命。
( 2 )增加注塑压力。可能导致:
a.先充填型腔出现飞边;
b.需要加大机器的锁模力。
( 3 )不平衡的流动往往导致分子取向的不规则,引起收缩率不一致,使胶件产生翘曲
9.4.2 实行流动平衡的方法
除了调整流道系统的尺寸以外,我们还应考虑四个因素:
( 1 )正确的浇口位置及合理的浇口数量;
该模具由大小不同的八个型腔组成,首先考虑:
a.将体积最大的型腔A布置在离主流道最近的位置;
b.且该型腔采用两点进胶。
经流动分析发现,型腔B流程较短,最早被充填满,流动秩序与其它七个型腔相差很大。
继续比较充填压力的分布。
和最高充填压力71.7Mpa相比,型腔B将承受很大的额外压力,所以,该型腔将出现过压实。
为了获得较理想的流动平衡,应给型腔B选择合理的浇口位置,并对流道系统的尺寸进一步调整,重新进行流动分析。
先考察充填时间的分析结果:
由以上分析结果可知,流道平衡得到了很好的改善。
再比较充填压力的分布:
由分析结果可知,平衡后的流道系统有效地降低了整个模具的充填压力。
( 2 )改变型腔不同部位的壁厚;
由于结构和外观的原因,浇口位置可能是确定的,如图9-33所示,浇口定在矩形盘的中心,若采用一致的壁厚2.0mm,见9-34(a)图,显然,由于浅色区域流动路径最短,它将先于深色区域被充填满,形成不平衡流动。
可以通过以下方法来实行流动平衡:
a.导流,即增加壁厚以加速流动。该例中,将深色区域的壁厚从2.0mm增加到2.5mm;
b.限流,即减少壁厚以减慢流动。该例中,将浅色区域的壁厚从2.0mm减少到1.5mm.
通过调整胶件的壁厚,使胶件获得平衡的流动秩序,如图9-33(c)。
导流和限流各有其优缺点。
导流需增加塑料用量,并要延长冷却时间,从而可能会因冷却不均匀而造成胶件翘曲。然而,这种方法可以采用较低的注塑压力以降低浇口附近的应力水平,并且能得到较好的流动平衡,最后仍会使胶件翘曲变形减小。
限流可以节约材料,且不会延长冷却时间,但会增加充填压力。
竟采用哪一种,要取决于应力和压力的大小,有时两种方法同时采用能收到更好的效果。
主要应用于大型的箱盖、面壳,以防治胶件变形,或用于解决胶件局部困气。
( 3 )对于多腔模具,合理的型腔布置;
如图9-35所示,在原型腔布置的基础上,流道系统无法实现流动平衡。因为体积较大的型腔和体积较小的型腔共用了相当长的一段流道,限制了尺寸的调节。
调整型腔布置后,对流道的布置也进行调整,可以或得较好的流动平衡。
由以上分析结果可知,调整型腔布置后,流道系统的用料并没有增加。
( 4 )尽量采用平衡式流道。
如图9-37所示,非平衡示流道布置会导致很大的流动秩序差别。
把流道系统改为平衡示布置后,可获得很好的平衡流动,见图9-38:
以上几种实现流动平衡的方法,一般优先考虑调节流道系统的尺寸来达到平衡的流动,但往往很难通过一种方法来实现,可根据实际情况选用一种,或两三种的组合。
9.5 排气
模具内的气体不仅包括型腔里空气,还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时,这些气体都应顺利的排出。
9.5.1 排气不足的危害性:
( 1 ) 在胶件表面形成烘印、气花、接缝,使表面轮廓不清;
( 2 ) 充填困难,或局部飞边;
( 3 ) 严重时在表面产生焦痕;
( 4 ) 降低充模速度,延长成型周期。
9.5.2 排气方法
我们常用的排气方法有以下几种:
( 1 ) 开排气槽
排气槽一般开设在前模分型面熔体流动的末端,如图9-30所示,宽度b=(5~8)mm长度 L为8.0mm ~10.0mm左右。
排气槽的深度h因树脂不同而异,主要是考虑树脂的粘度及其是否容易分解。作为原则而言,粘度低的树脂,排气槽的深度要浅。容易分解的树脂,排气槽的面积要大,各种树脂的排气槽深度可参考表9-3。
表9-3 各种树脂的排气槽深度
树脂名称 | 排气槽深度(mm) | 树脂名称 | 排气槽深度(mm) |
PE | 0.02 | PA(含玻纤) | 0.03~0.04 |
PP | 0.02 | PA | 0.02 |
PS | 0.02 | PC(含玻纤) | 0.05~0.07 |
ABS | 0.03 | PC | 0.04 |
SAN | 0.03 | PBT(含玻纤) | 0.03~0.04 |
ASA | 0.03 | PBT | 0.02 |
POM | 0.02 | PMMA | 0.04 |
( 2 ) 利用分型面排气
对于具有一定粗糙度的分型面,可从分型面将气体排出。见图9-31。
( 3 ) 利用顶杆排气
胶件中间位置的困气,可加设顶针,利用顶针和型芯之间的配合间隙,或有意增加顶针之间的间隙来排气,见图9-32。
( 4 ) 利用镶拼间隙排气
对于组合式的型腔、型芯,可利用它们的镶拼间隙来排气,见图9-33、图9-34。
( 5 ) 增加走胶米仔
对于喇叭骨之类的封闭骨位,为了改善困气对流动的影响,可增加走胶米仔,米仔高出骨位h值0.50 mm左右。如图9-35所示。
( 6 ) 透气钢排气
透气钢是一种烧结合金,它是用球状颗粒合金烧结而成的材料,强度较差,但质地疏松,允许气体通过。在需排气的部位放置一块这样的合金即达到排气的目的。但底部通气孔的直径D不宜太大,以防止型腔压力将其挤压变形,如图9-36所示。由于透气钢的热传导率低,不能使其过热,否则,易产生分解物堵塞气孔。