《手机后壳注塑工艺与模具设计.docVIP

五 温控系统设计 注塑模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有极大的影响。每种塑料注射成型都有一个合理的模具温度区域，使熔体的流动性好容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小、尺寸稳定，力学性能和表面质量也高。为控制模具的温度，必须设计温度调节系统，一般采用模具冷却或加热的方法，必要时两种兼有，手机外壳模具中使用冷却装置较多。 1. 温度调节的必要性 模具温度对胶件的成型质量、成型效率有着较大的影响。在温度较高的模具里，熔融胶料的流动性较好，有利于胶料充填型腔，获取高质量的胶件外观表面，但会使胶料固化时间变长，顶出时易变形，对结晶性胶料而言，更有利于结晶过程进行，避免存放及使用中胶件尺寸发生变化；在温度较低的模具里，熔融胶料难于充满型腔，导致内应力增加，表面无光泽，产生银纹、熔接痕等缺陷。 不同的胶料具有不同的加工工艺性，并且各种胶件的表面要求和结构不同，为了在最有效的时间内生产出符合质量要求的胶件，这就要求模具保持一定的温度，模温越稳定，生产出的胶件在尺寸形状、胶件外观质量等方面的要求就越一致。因此，除了模具制造方面的因素外，模温是控制胶件质量高低的重要因素，模具设计时应充分考虑模具温度的控制方法[16]。 2. 模具温度控制的原则 为了保证在最有效的时间内生产出高外观质量要求、尺寸稳定、变形小的胶件，设计时应清楚了解模具温度控制的基本原则。 ① 不同胶料要求不同的模具温度，如表5-1。 ② 不同表面质量、不同结构的模具要求不同的模具温度，这就要求在设计温控系统时具有针对性。 ③ 前模的温度高于后模的温度，一般情况下温度差为20~30o左右。 ④ 有火花纹要求的前模温度比一般光面要求的前模温度高，当前模须通热水或热油时，一般温度差为40o左右。 ⑤ 当实际的模具温度不能达到要求模温时，应对模具进行升温，因此模具设计时，应充分考虑胶料带入模具的热量能否满足模温要求。 ⑥ 由胶料带入模具的热量除通过热辐射、热传导的方式消耗外，绝大部分的热量需由循环的传热介质带出模外。 ⑦ 模温应均衡，不能有局部过热、过冷。 表5-1 常见塑料温度特性表 胶料名称 ABS AS HIPS PC PE PP 注射温度(oC) 210~230 210~230 200~210 280~310 200~210 200~210 模具温度(oC) 60~80 50~70 40~70 90~110 35~65 40~80 胶料名称 PVC POM PMMA PA6 PS TPU 注射温度(oC) 160~180 180~200 190~230 200~210 200~210 210~220 模具温度(oC) 30~40 80~100 40~60 40~80 40~70 50~70 七 排气系统设计 1. 模具在制造制品时产生气体的原因 ①进料系统中物料夹带气体或型腔中原存有空气，在成形加工时，又没有及时将流道、型腔中的气体排出。 ②树脂中干燥不充分，含有水分，在注射温度下，蒸发而成为水蒸气。 ③注射温度较高，塑料分解产生气体。 ④树脂中某些添加剂，挥发或化学反应生成气体(如热固性塑料成形时，不仅塑料本身含有水分和挥发成分，而且在固化过程发生缩聚反应，产生缩合水和低分子挥发气体)。 ⑤树脂中残余气体。 2. 模具排气不良的后果 ① 气体经受大的压缩而产生反压力，而这种反压力增加了熔融料体充模流动的阻力，阻止熔融塑料正常快速充模，使模具型腔不能充满，导致塑料棱边不清。 ② 制品上呈现明显可见的流动痕和熔合缝，制件力学性能下降。 ③ 气体压缩后，会渗人到塑料内层，使塑料产生银纹、气孔、组织疏松、剥层等表面质量缺陷。 ④ 型腔内气体受到压缩后，产生热量而使塑料局部温度上升，塑料熔体分解变色，甚至烧焦碳化。 ⑤ 排气不良，降低充模速度，增加了制件成形的周期(尤其是高速注塑)，严重影响生产率[23]。 3. 模具排气系统的设计要点 ① 排气系统的设计，要保证迅速、完全排气，排气速度与充模速度相适应。 ② 排气系统中孔、槽的设计，使溢料产生的毛边应不妨碍制件的脱模。 ③ 排气系统中槽的设计，应便于制造、清理，尽量设计在凹模的一面。 ④ 排气孔(槽)尽量设计在塑料较厚的成形部位，其方向不应朝向操作面，防止注射漏料伤人，并且设计在料流的终点，如流道、冷料井的尽端。 ⑤ 排气孔(槽)，不应有死角，并且表面进行抛光处理，以防止积存冷料。 ⑥ 排气系统的设计与模具的分型面、浇口的合理选用进行综合考虑[24]。 4. 排气系统的设计方法 (1) 利用排气槽排气 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=0.02mm，高度 h=1.5mm ~2.0mm。 图7.1 排气槽结构图 排气槽的宽度b