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注塑机技术――塑件变形(杨氏注塑法)


注塑件翘曲变形是指注塑件的形状与模具型腔的形状不同,这是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展,人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高,翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到注塑生产者的关注与重视。今天我们主要就注塑件翘曲变形在这和大家共同探讨。


首先我们要清楚注塑件翘曲变形是怎幺产生的。


注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩(收缩本身并不重要,重要的是收缩上的差异)

塑料在注塑机炮筒塑化阶段,也就是塑料颗粒由玻璃态转化为粘流态时。


1.熔体温度在轴向、径向(相对螺杆而言)的温差会使塑料产生应力;

2.注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。


塑料在填充模具型腔阶段,也就是熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固的过程。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。


1.较高的压力和流速会产生高剪切速率,从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大;

2.模具温度偏低,导致接触模具表层的塑料与中心流动层之间的塑料冷却与收缩的不均匀也引起内应力的增大;

3.模具型腔、型芯的温度相差过大,由于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继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲;

4.由于产品各部位壁厚不同,而导致各处冷却速度及收缩的不均匀也使塑胶件发生翘曲变形。


塑料制品在顶出阶段,也就是指产品在外力作用下从模具上脱离的过程。


1.较高的脱模温度及塑胶件较低的硬度使产品受到顶出力时变形;,

2.顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形;

3.顶出杆的截面积太小,使塑胶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;

4.大型深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,顶出时变形。


塑料本身的物性也会引起注塑件的翘曲变形。

结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大,而且其收缩率也较非结晶型塑料大;

由于纤维在垂直方向上的收缩率比流动方向上的收缩率大,对于纤维增强类塑料,要特别注意其收缩的方向性。


通过分析翘曲变形产生的原因,我们就可以根据具体情况来对症下药,采取有针对性的解决措施

选用合适吨位的注塑机及螺杆

采取多浇口以缩短流道降低内应力

采取正确的浇口形式,如大的平板型注塑件使用薄膜型浇口

通过调节型腔、型芯的温度来改变变形的方向,降低凸出面模温、升高凹陷面模温

通过调整设计,改变塑胶件的壁厚,是产品收缩均匀

优化冷却水回路,降低由于冷却介质温度变化而导致的模温改变

适当提高模具温度以低注塑件的冷却速度,减小因激冷过渡造成的温差变形,

增大射胶或保压压力,并大大地延长射胶或保压的时间,使注塑件的尺寸增大, 减小它的收缩量

设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡

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

应可能多设顶杆以减少塑件的总体变形

改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式

采用收缩方向性小的塑胶原料

模具设计时考虑翘曲变形,提前修正翘曲变形


如果以上方法任无法解决翘曲变形,我们还可以采取注塑件出模定型的方法来降低变形,首先,将注塑件提早出模,然后在塑料软化点温度附近将其放在工作台上用夹具定型,夹具要考虑注塑件的回弹程度,通常12小时之后回弹才会基本停止,而且出模温度越低回弹量就越大。所谓矫枉必须过正, 所以生产时要研究压过正的量。


影响注塑制品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及注射成型过程的条件和参数均对制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此,对注塑制品翘曲变形机理的研究必须综合考虑整个成型过程和材料性能等多方面的因素

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