為什么注塑機(jī)的模具溫度高,生產(chǎn)出的制件光澤度就高呢?模溫對制件的外觀、尺寸、變形、內(nèi)應(yīng)力有哪些影響?如何合理地設(shè)定模溫呢?
1、模溫對外觀的影響
首先,模溫過低,會降低熔體的流動性,可能發(fā)生欠注。另外,模溫影響塑料的結(jié)晶度,針對ABS材料而言,模溫低,則產(chǎn)品的光潔度就會低。但是注塑機(jī)的模溫也不能太高,太高容易粘模,還會在塑件局部地方出現(xiàn)明顯的亮斑。所以,模溫導(dǎo)致的最常見的問題是模塑零件粗糙的表面光潔度,這通常是由模溫過低造成的。
2、對產(chǎn)品尺寸的影響
模溫過高,可能會使熔體發(fā)生熱解,制品脫模后在空氣中收縮率增大,產(chǎn)品尺寸會變小。模具在低溫條件下,如果制品尺寸變大,一般是由于模溫太低造成的。這是因為,模溫低,分子“凍結(jié)取向”加快,熔體的凍結(jié)層厚度增加,結(jié)晶的生長受到阻礙,制品的成型收縮率降低。 相反,模溫高,則熔體冷卻緩慢,取向水平低,同時有利于結(jié)晶,產(chǎn)品的實際收縮率較大。
總之,對于結(jié)晶性塑料,模溫高有利于結(jié)晶過程的進(jìn)行,充分結(jié)晶后,在存放或使用中不會發(fā)生尺寸變化。對于較柔軟的塑料,成形中宜用低模溫。任何一種材料,模溫恒定,收縮一致,均有利于提高尺寸精度!
3、模溫對變形的影響
如果模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理或模溫控制不當(dāng),造成制件冷卻不足,都會引起制件翹曲變形。對于模溫控制,應(yīng)根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特征確定前模與后模、模芯與模壁、模壁與嵌件間的溫差,避免制件按取向規(guī)律翹曲變形。
對于形體結(jié)構(gòu)完全對稱的制件,模溫應(yīng)保持一致,使制件各部位的冷卻均衡。模溫穩(wěn)定,冷卻均衡,可以減小制件變形。模溫高的一邊,產(chǎn)品冷卻后,其變形方向一定是朝模溫高的一側(cè)!
4、模溫對力學(xué)性能的影響
模溫低,制件的熔接痕明顯,會降低制品的強(qiáng)度。對于結(jié)晶型塑料,結(jié)晶度越高,塑件應(yīng)力開裂的傾向越大。為了減小應(yīng)力,模溫不宜過高。對于非結(jié)晶型塑料,其應(yīng)力開裂與制件內(nèi)的應(yīng)力大小有關(guān),模溫高有利于減小內(nèi)應(yīng)力,減小應(yīng)力開裂趨勢。
內(nèi)應(yīng)力最直觀的表現(xiàn)就是應(yīng)力痕明顯!當(dāng)制件內(nèi)的殘余內(nèi)應(yīng)力高于材料的彈性極限,或在一定的化學(xué)環(huán)境下,制件表面就會產(chǎn)生裂紋。模溫低時,熔體急速地冷卻下來,從而使得成型品產(chǎn)生較高的殘余內(nèi)應(yīng)力。 模溫是控制內(nèi)應(yīng)力最基本的條件,模溫的一點(diǎn)點(diǎn)變化,對制件的殘余內(nèi)應(yīng)力將有很大的改變。一般來說,每一種產(chǎn)品的可接受內(nèi)應(yīng)力都有其最低的模溫限度。而成型薄壁或較長流動距離時,其模溫應(yīng)適當(dāng)高些。
5、模溫對熱變形溫度的影響
對于結(jié)晶性塑料,如果產(chǎn)品在較低的模溫下成型,分子取向和結(jié)晶被瞬間凍結(jié),在較高溫度下使用,其分子鏈會部分重排和結(jié)晶,使得產(chǎn)品在低于塑料的熱變形溫度(HDT)下發(fā)生變形。如何避免高溫環(huán)境下發(fā)生變形呢?選擇合適的模溫,使制件在注塑成型階段就得到充分結(jié)晶。
總之,模溫是注塑成型工藝中最基本的控制參數(shù),同時也是模具設(shè)計中首要考慮的因素。
如果在模具中加入一個溫度傳感器,就可以在實際生產(chǎn)中監(jiān)測溫度變化。在整個生產(chǎn)周期中通過多次注射(最少10次注射),在模具中建立起熱平衡。一種方法是通過模具內(nèi)部的熱電偶測出(距表面2mm處的讀數(shù)),另一種方法是手持高溫計測出,要測量許多點(diǎn)。然后根據(jù)設(shè)定的溫控標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正,將模溫調(diào)至合適值。
對于要加工精密元件的模具和要滿足嚴(yán)苛外觀條件的模具,通常要使用較高的模溫(可使后模塑收縮更低、表面更光亮、性能更一致)。對于技術(shù)要求低、生產(chǎn)成本要盡可能低的模具,模塑加工時可使用較低的模溫。但是生產(chǎn)商應(yīng)該對制件進(jìn)行認(rèn)真檢查,以保證生產(chǎn)出來的制件可以滿足客戶要求。