注塑制品翘曲变形原因分析

发布者: 尼龙PA66厂家

    注塑制品翘曲变形起因剖析是指注塑制品的外形偏离了模具型腔的外形，它是PP改性料制品常见的缺点之一。PA改性料为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，其次是汽车、电器、电讯、电子、机械等产业自身。PA66由己二酸和己二胺缩聚而成。广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。随着PP改性料产业的发展，人们对PP改性料制品的外观跟利用机能请求越来越高，翘曲变形水平作为评定产品德量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与器重。模具设计者盼望在设计阶段料想出PP改性料件可能产生翘曲的起因，以便加以优化设计，从而进步注塑生产的效力跟品质，缩短模具设计周期，降落本钱。 　　本文重要对在注塑模具设计进程中影响注塑制品翘曲变形的因素加以剖析。 　　●模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响　　在模具设计方面，影响塑件变形的因素重要有浇注体系、冷却体系与顶出体系等。 　　1．浇注体系的设计 　　注塑模具浇口的位置、情势跟浇口的数量将影响PP改性料在模具型腔内的填充状况，从而导致塑件产生变形。 　　流动间隔越长，由解冻层与中心流动层之间流动跟补缩引起的内应力越大；反之，流动间隔越短，从浇口到制件流动末真个流动时光越短，充模时解冻层厚度减薄，内应力降落，翘曲变形也会因此大为减少。图1为大型平板形塑件，假如只利用一个中心浇口（如图1a所示）或一个侧浇口（如图1b所示），因直径方向上的紧缩率大于圆周方向上的紧缩率，成型后的塑件会产生扭曲变形；若改用多个点浇口（如图1c所示）或薄膜型浇口（如图1d所示），则可有效地避免翘曲变形。 　　a) 中心浇口 b) 侧浇口 c)多点浇口 d) 薄膜型浇口 　　当采取点浇进行成型时，同样因为PP改性料紧缩的异向性，浇口的位置、数量都对塑件的变形水平有很大的影响。图2为一箱形制件在不同浇口数量与散布下的实验图。 　　a)直浇口 b)10个点浇口 c)8个点浇口 　　d)4个点浇口 e) 6个点浇口 f) 4个点浇口 　　因为采取的是30％玻璃纤维加强PA6，而得到的是分量为4.95kg的大型注塑件，因此沿四处壁流动方向上设有很多加强肋，这样，对各个浇口都能获得充分的均衡。实验结果表明，按图f设置浇口存在较好的后果。但并非浇口数量越多越好。实验证明，按图c设计的浇口比图a的直浇口还差。 　　另外，多浇口的利用还能使PP改性料的流动比（L／t）缩短，从而使模腔内物料密度更趋均匀，紧缩更均匀。同时，全部塑件能在较小的注塑压力下充斥。而较小的注射压力可减少PP改性料的分子取向偏向，降落其内应力，因此可减少塑件的变形。 　　2．冷却体系的设计 　　在注射进程中，塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件紧缩的不均匀，这种紧缩差别导致曲折力矩的产生而使塑件产生翘曲。 　　假如在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大，如图3所示，因为贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来，而贴近热模腔面的料层则会连续紧缩，紧缩的不均匀将使塑件翘曲。因此，注塑模的冷却应当留神型腔、型芯的温度趋于均衡，两者的温差不能太大。 　　除了考虑塑件内名义面的温度趋于均衡外，还应考虑塑件各侧的温度一致，即模具冷却时要尽量坚持型腔、型芯各处温度均匀一致，使塑件各处的冷却速度均衡，从而使各处的紧缩更趋均匀，有效地避免变形的产生。因此，模具上冷却水孔的安排至关重要。在管壁至型腔名义间隔判断后，应尽可能使冷却水孔之间的间隔小，才干保障型腔壁的温度均匀一致。同时，因为冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而回升，使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此，请求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口邻近。对长条形塑件，应采取如图4所示的冷却回路，减少冷却回路的长度，即减少模具的温差，从而保障塑件均匀冷却，图5为回路设计计划。 　　3．顶出体系的设计 　　顶出体系的设计也直接影响塑件的变形。假如顶出体系安排不均衡，将造成顶出力的不均衡而使塑件变形。因此，在设计顶出体系时应力求与脱模阻力相均衡。另外，顶出杆的截面积不能太小，以防塑件单位面积受力过大（尤其在脱模温度太高时）而使塑件产生变形。顶杆的安排应尽量凑近脱模阻力大的部位。在不影响塑件品质（包含利用请求、尺寸精度与外观等）的前提下，应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形。 　　用软质PP改性料来生产大型深腔薄壁的塑件时，因为脱模阻力较大，而资料又较软，假如完全采取单一的机械式顶出方法，将使塑件产生变形，甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废，如改用多元件结合或气（液）压与机械式顶出相结合的方法后果会更好。 　　●塑化阶段对制品翘曲变形的影响　　塑化阶段即玻璃态的料粒转化为粘流态，供给充模所需的熔体。在这个进程中，聚合物的温度在轴向、径向(绝对螺杆而言)的温差会使PP改性料产生应力；另外，注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时候子的取向水平，进而引起翘曲变形。 　　●充模及冷却阶段对制品翘曲变形的影响　　熔融态的PP改性料在注射压力的作用下，充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固的进程是注射成型的要害环节。在这个进程中，温度、压力、速度三者彼此耦配合用，对塑件的品质跟生产效力均有极大的影响。较高的压力跟流速会产生高剪切速率，从而引起平行于流动方向跟垂直于流动方向的分子取向的差别，同时产生“解冻效应”。“解冻效应”将产生解冻应力，形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体当初以下多少个方面。 　　

　　(1) 塑件上、下名义温差会引起热应力跟热变形； 　　
　　(2) 塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀紧缩； 　　
　　(3) 不同的温度状况会影响PP改性料件的紧缩率。增强尼龙在尼龙中添加玻璃纤维、增韧剂等共混材料的力学性能·结果表明随玻纤含量的增加，材料的拉伸强度、弯曲强度有大幅度的提高，冲击强度则较为复杂，增韧剂加入，材料的韧性大幅度的提高·添加30%～35%的玻纤，8%～12%的增韧剂，材料的综合力学性能最佳。 　　●脱模阶段对制品翘曲变形的影响　　塑件在脱离型腔并冷却至室温的进程中多为玻璃态聚合物。脱模力不均衡、推出机构活动不平稳或脱模顶露面积不当很轻易使制品变形。同时，在充模跟冷却阶段解冻在塑件内的应力因为失去外界的束缚，将会以变形的情势开释出来，从而导致翘曲变形。 　　●注塑制品的紧缩对翘曲变形的影响　　注塑制品翘曲变形的直接起因在于塑件的不均匀紧缩。假如在模具设计阶段不考虑填充进程中紧缩的影响，则制品的多少何外形会与设计请求相差很大，重大的变形会以致制品报废。除填充阶段会引起变形外，模具高低壁面的温度差也将引起塑件高低名义紧缩的差别，从而产生翘曲变形。 　　对翘曲剖析而言，紧缩自身并不重要，重要的是紧缩上的差别。在注塑成型进程中，熔融PP改性料在注射充模阶段因为聚合物分子沿流动方向的排列使PP改性料在流动方向上的紧缩率比垂直方向的紧缩率大，而使注塑件产生翘曲变形。个别均匀紧缩只引起PP改性料件体积上的变更，只有不均匀紧缩才会引起翘曲变形。结晶型PP改性料在流动方向与垂直方向上的紧缩率之差较非结晶型PP改性料大，而且其紧缩率也较非结晶型PP改性料大，结晶型PP改性料大的紧缩率与其紧缩的异向性叠加后导致结晶型PP改性料件翘曲变形的偏向较非结晶型PP改性料大得多。 　　●残余热应力对制品翘曲变形的影响　　在注射成型进程中，残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素，而且对注塑制品的品质有较大的影响。因为残余热应力对制品翘曲变形的影响十分庞杂，模具设计者可能借助于注塑CAE软件进行剖析跟料想。●论断　　影响注塑制品翘曲变形的因素有很多，模具的结构、PP改性料资料的热物感机能以及注射成型进程的前提跟参数均对制品的翘曲变形有不同水平的影响。因此，对注塑制品翘曲变形机理的研究必须综合考虑全部成型进程跟资料机能等多方面的因素。