聚丙烯织物衬里内饰件的热流道注射模塑选读.doc

聚丙烯织物衬里内饰件的热流道注射模塑 汽车内饰用长条的织物衬里的聚丙烯注射件，用低压注射成型模具生产。前些年，这类制品的注射模具依赖进口。它必须采用热流道浇注系统，并用多个开关式喷嘴串接，依次逐点地自动控制注射。在较低的注射压力下，让织物均匀覆贴在动模上。保证织物与塑料黏结复合。制品上无熔合缝，无明显的翘曲变形。这种在织物衬里上注射方法称为模内复合，即IML（in-mould lamination）。宁波华众塑料制品有限公司生产的轿车顶棚后压条，如图1所示。我公司设计和生产了该模具的热流道系统。 1. 模具的结构设计 1.1 制品特征 制品用于轿车顶棚，四周有大圆弧，并有里弯翻边。制品总长970～1007mm，宽 125mm，板厚2.5mm。塑料板投影面积1224mm2。乳白色聚丙烯PP板的里侧，有六个竖立夹卡和六个夹槽座，用来紧固在汽车顶板上。制品上还均布三个十字插头，用作对准定位。图2是PP塑料注射衬里板的造型，上表面有装夹结构和筋条。织物的外表面是斜纹纺织面料，与塑料粘结面是衬绒。注射模开启时，四周放有余量的织物衬布，紧绷在动模的型芯上。 1.2 低压串接注射原理 织物衬里内饰件注射的流动和变形分析如图3所示。塑料熔体在型腔里充模流动时，一侧是光滑模具钢壁面；另一侧是合成纤维衬绒。引起PP熔料的流动剪切速率，对间隙中心层分布不对称。冷却固化后制品中有颇大的残余流动应力。另一方面，动模一侧铺放的织物绒布，使制品两侧的冷却效率相差大。固化制品中有较大残余温差应力。这将使成型制品产生如图3c所示的翘曲变形。因此，制品一侧设有翻边；在长度方向有凸起弧和筋条，提高刚性。要求注射时低压慢充，降低制品的残余应力。实行多浇口顺序开启，无熔合缝，也减小了翘曲变形。 串接式注射原理如图4。注射从中央的开关式喷嘴Z1开始，临近的喷嘴Z2和Z3，只有当熔料前沿经过它们时才打开。最后打开的喷嘴Z4和Z5射出熔料，将型腔充满后，所有的喷嘴必须打开，以实施保压过程。喷嘴的数目和热流道的几何参数应该用计算机模拟软件建立。生产现场已经使用了，具有时间顺序控制的气路(或油路)的多组换向阀。从型腔的中央起始完成的熔料充填，由时间继电器控制这些开关式喷嘴。这种时间控制器与热流道温度控制器合成一个仪表，已经商品化。 在型腔被熔体充填时，从相反方向与熔料前峰相遇是不充许的。这会使织物衬里萎缩起皱。用串接式的几个注射点，传输料流的前锋，保证织物被均匀压在模壁上。在保压阶段，众喷嘴对每个充填区提供相同的低压力降。 1.3 模具结构特征 在IML模具内，塑料层在定模一边注射，织物放置在动模型腔内。脱模顶出系统和热流道系统必须设置在定模上。 热流道系统的开关式喷嘴的针阀由气缸启闭，而且脱模顶出板也用气缸驱动。可防止任何漏油污染织物衬里。制品的多余衬里在专用切割机床上切除。 动模上的织物衬里制品必须强化冷却。由于织物的绝热性能使注射制品冷却困难。织物衬里也使注射充模的料流不对称，导致向衬里翘曲变形。在定模的喷嘴区需加强冷却固化，来抵消制品条朝中央的翘曲变形。 2 热流道浇注系统设计 2.1 热流道浇注系统 注塑模采用上海克朗宁KLN技术设备有限公司生产，有五个VMS32气动针阀式分喷嘴。图5所示Z1～Z5喷嘴有长5mm倒锥的大浇口，3～3.9mm口径。喷嘴的阀针直径7.5mm，流道直径16mm。由于定模成型面凹进，从图中件6的定位支承座算起，喷嘴长度482～495mm。由于驱动气缸安装在定模固定板中，分喷嘴相对模具中心偏置106～122mm安装。 主流道喷嘴长112mm。下游横流道总长736mm，直径16mm。抵达Z1～Z5喷嘴的各支流道长106～122mm，直径16mm。 流道板长888mm，宽196mm，厚60mm。以平均25mm的空气间隙支架在定模的空腔中。流道板上有五个加热区，各自测温并调节。主流道喷嘴单独加热。由于定模上设置脱模机构，五个分喷嘴很长。本公司对各喷嘴设计二个加热和温控区。有效防止了沿喷嘴流道的温度分布不均匀，消除塑料熔体过热分解的现象。该热流道系统有十六个加热和温度控制区。 1主流道单喷嘴2定模固定板3喷嘴阀针的驱动气缸4-导气管道5-热流道扳 6喷嘴的定位支承座7定模板8分喷嘴9喷嘴阀针10浇口套11横流道 12主喷嘴位置13支流道14加热线圈15分喷嘴位置 2.2 moldflow流动分析 开关式针阀控制的五个浇口，如果不能正确实现顺序控制；或五浇口同时注入型腔如图6所示，则会产生如图7所示的四条熔合缝。这些熔合缝使注塑件的强度严重下降，且有严重的翘曲变形。 在织物衬里的注射量412cm3，而热流道系统中加热塑料有780cm3。设置环境温度25，熔体温度265，模具温度60。必须用注射时间控制充模，设定时间3s。让型腔充模流