现代工业对注塑件的要求不仅要求精度高,还需有极佳的内在质量,为适应这种要求,必须开发利用注塑模具新技术,目前在南方沿海地区正在逐步推广利用从国外引进的注塑模具新技术,对提高注塑件质量起了很大的作用。
通常用的注射机的锁模力与安装模具工作台的面积成正比,大吨位锁模力的注射机可安装注塑模的闭合高度也较大,在成形一些较大的扁平塑件时,往往是塑件的投 影面积虽大,但所需的锁模力却较小。为了充分利用注射机的锁模力,应采用叠层式模具,
如图1。这种新技术是将模具设计成两层型腔,脱模时从两个分型面脱出 塑件,由于塑件扁平,设计成两层型腔,模具的高度也不会超过注射机允许的闭合高度。这种模具的进料口必须延长到模具中部的浇道板处,以便对两边的型腔供 料,这样就在位于模具中间的浇道板的两侧各形成一副完整的单层注射模。这种叠层式模具有两个分型面和两个顶出系统。在叠层式模具的动模、中间浇道板和定模 之间还应设置联锁机构,可采用齿条齿轮联锁机构,开模时中间浇道板随动模一起后退打开第1 个分型面,当动模移动到一定位置时,中间浇道板停止运动,而劝模继续后退,打开第2个分型面。另外还有肘节式联锁机构和油压缸式联锁机构。这种模具还可以 在一副模具中同时成形相配塑件,以保证达到精密的配合。
注塑成形过程一般先闭模、熔体充满型腔、冷却收缩、保压补料。如果注射成形时,模具首先实施初次闭模,初次闭模并不将动、定模完全闭合,而保留一定的压缩 间隙,然后向型腔注入熔料,这种新技术模具一定要在型芯部分设置台阶,虽然模具尚未闭合,但能保证熔料不会泄漏,注射完毕后,由专设的闭模活塞实施第二次 闭模。在模具闭合的过程中,同时对型腔中的熔料进行压缩,塑料固化后,专用闭模活塞必须对模具撤消压力,然后再开模和顶出塑件。
这就是南方正在推广利用的 注塑―压缩模具。这种模具由于对型腔中的熔料进行了压缩,减少了注射时对分子取向的影响,提高了塑料的复映性能,还由于不采用保压补料,还可以降低所需注 射压力,同时可降低塑料的残余应力,使塑料冷却后的翘曲变形得以减少。这种模具可用于成形塑料光学透镜、激光唱片和人工肾透析过滤器等高精度塑件,以及难 以成形的薄壁塑件。
在生产中有许多塑料件在成形后再安装在金属底板上。例如在收录机、电视机的金属底板上都要安装许多塑料元件。现在南方有的厂家开发了将金属底板作为嵌件直 接放在模具中一次成形所有塑件的装配注塑成形工艺,这样不仅节约了大量人力,而且使装配质量也得到了提高。这种工艺由全自动注塑装置完成,这种装置是由带 转台的注射机、金属构件自动排列装置、安装金属构件的卡盘、取出浇道废料卡盘、取出塑料件卡盘、转台装置及塑料和浇道废料收集箱等组成。
工作时由金属构件 箱不断地向金属构件自动排列装置供应金属构件,金属构件插入金属底板后,由检验装置确认金属构件就位,由带有呈90°两臂的转位装置将插好金属构件的金属 底板放入位于旋转工作台一侧的下模中,此后旋转工作台回转180°,使已放入金属底板的下模进入注射机的成形位置,同时将已注塑成形的下模转到刚才放入金 属底板的下模位置。
这时注射机进入闭模及注塑成形过程,而从成形位置转出下模,由旋转位置取出装配注塑成形后的金属底板及浇道废料,同时放入插好金属构件 的金属底板,当上述两动作完成后,旋转工作台又进入下一个工作循环。由上述工作过程可见,在进行装配注塑时需要一只上模和完全相同的两只下模相配合。因而 模具必须具有很好的配合精度,并在旋转工作台的定位精度范围内,并且模具能够自动导正进行闭模。由于塑料是粘弹性体,如果只依靠收缩使它与金属板结合在一 起,经过一段时间缓解就会影响其结合的牢固程度,所以应该在金属底板上开槽、压花或设台阶来提高其结合的牢固程度。
在设计这种模具时应保证成形后的塑料滞 留在下模上,否则应在上模设计顶出机构。由于这种成形工艺可大量减少装配工时及库存中转塑件,因而是一种具有高附加值的成形工艺。这种成形工艺特别适合于 形状复杂、精巧或微小的难以装配的塑件制造。
注塑成形过程一般可分为熔料充填的注射速度控制过程及充填后对塑件冷却收缩进行补料的保压过程。在熔料的充填过程中注射速度恒定,充填压力随模具中的抗力 的增大而增高,在充填结束时出现注塑压力的峰值,由于此高压在模具型腔内的作用,在塑件内部便产生了内应力,塑件从模具中取出在冷却过程中,残留的内应力 就释放出来,塑件就会出现翘弯变形,塑件的形状及尺寸精度就会降低,严重的会超差。为了抑制塑件在充填过程中形成残余应力,将塑件的变形限制在最小的范围 内,以成形塑件所需的最低压力进行充填,并且保持充填压力恒定,即以低压注塑成形。这样就可以降低型腔内的熔料压力,型腔内熔料的压力分布也会比较均匀, 使熔料流动的取向性也达到了最小程度。这就是低压注塑新技术,该技术在南方的一些厂家也正在开发利用。采用低压注塑必须以高速注射,将所需的熔料在短时间 内充入模具型腔,否则如仍用低速成形,会因为充模时间长,使塑件各部位出现收缩率差异,也会产生变形。采用高速注射可以使熔料在模具内均匀冷却,使塑件各 单位收缩率差异减小到最低程度。高速注射还可使熔料通过喷嘴和浇口时产生剪切热使熔料温度上升,由于剪切速度较大,会使熔料的粘度降低。当熔料以高温、低 粘度状态进入型腔时,流动压力损失降低,并由于热熔料接触模具内表面急速冷却,会在模具内表面形成一层很薄的表皮,这层表皮减小了塑料流动的阻力。这就是 低压注塑新技术的机理。
随着我国塑料工业的不断发展,塑料行业的模具新技术正在不断涌现。只要我们紧跟塑料行业发展步伐,积极地开发新技术,在激烈的市场竞争中就会立于不败之地。（引自《机械研究与应用》2002年3月第15卷第一期）
