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“塑料模具设计简介”
我从事精密注塑模具设计,设计标准包括德国HASCO标准、美国DME标准、日本MISUMI/PUNCH标准等。为客户解决招人难招好的设计更难的问题,利用模具设计软件进行模具的2D/3D设计,可以为客户提供详细、规范的图纸,解决模具制造过程中遇到的问题。通过科学系统的设计步骤,模具设计可以减少模具测试的次数和成本,大大缩短模具开发时间,有效控制模具开发进度。
“设计行业范围”
手机通讯产品、数码电子产品、汽车配件产品、打印机周边产品、日用品等产品的模具设计。
模具资料分享:
收缩率 影响热塑性塑料成型收缩的要素如下: 塑料种类热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的剩余应力大,分子取向性强等要素,因而与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处置后的收缩率普通也都比热固性塑料大。 塑件特性成型时熔融料与型腔外表接触外层立刻冷却构成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑件内层迟缓冷却而构成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件规划、数量都直接影响料流方向,密度散布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。 进料口方式、尺寸、散布这些要素直接影响料流方向、密度散布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(特别截面较厚的)则收减少但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。 成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,特别对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温散布与塑件内外冷却及密度平均性也有关,直接影响到各局部收缩量大小及方向性。另外,坚持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收减少但方向性大。注塑件压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小 。因而在成型时调整模温、压力、注塑件速度及冷却时间等诸要素也可恰当改动塑件收缩状况。 模具设计时依据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、外形,进料口方式尺寸及散布状况,按经历肯定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以控制收缩率时,普通宜用如下办法设计模具: ①对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。 ②试模肯定浇注系统方式、尺寸及成型条件。 ③要后处置的塑件经后处置肯定尺寸变化状况(丈量时必需在脱模后24小时以后)。 ④按实践收缩状况修正模具。 ⑤再试模并可恰当地改动工艺条件稍微修正收缩值以满足塑件请求。 活动性 a)热塑性塑料活动性大小,普通可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线活动长度、表现粘度及活动比(流程长度/塑件壁厚)等一系列指数停止剖析。分子量小,分子量散布宽,分子构造规整性差,熔融指数高、螺活动长度长、表现粘度小,活动比大的则活动性就好,对同一品名的塑料必需检查其阐明书判别其活动性能否适用于注塑件成型。按模具设计请求大致可将常用塑料的活动性分为三类: 活动性好PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯; 活动性中等聚苯乙烯系列树脂(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚; 活动性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 b)各种塑料的活动性也因各成型要素而变,主要影响的要素有如下几点: 温度料温高则活动性增大,但不同塑料也各有差别,PS(特别耐冲击型及MFR值较高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA等塑料的活动性随温度变化较大。对PE、POM、则温度增减对其活动性影响较小。所以前者在成型时宜调理温度来控制活动性。 压力注塑件压力增大则熔融料受剪切作用大,活动性也增大,特别是PE、POM较为敏感,所以成型时宜调理注塑件压力来控制活动性。 模具构造浇注系统的方式,尺寸,布置,冷却系统设计,熔融料活动阻力(如型面光亮度,料道截面厚度,型腔外形,排气系统)等要素都直接影响到熔融料在型腔内的实践活动性,凡促使熔融料降低温度,增加活动性阻力的则活动性就降低。模具设计时应依据所用塑料的活动性,选用合理的构造。成型时则也可控制料温,模温及注塑件压力、注塑件速度等要素来恰当地调理填充状况以满足成型需求。 结晶性 热塑性塑料按其冷凝时无呈现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑料两大类。所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立挪动,完整处于无次序状态,变成分子中止自在运动,按稍微固定的位置,并有一个使分子排列成为正轨模型的倾向的一种现象。作为判别这两类塑料的外观规范可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,普通结晶性料为不透明或半透明(如POM等),无定形料为透明(如PMMA等)。但也有例外状况,如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形料但却并不透明。在模具设计及选择注塑件机时应留意对结晶型塑料有下列请求及留意事项: 料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化才能大的设备。 冷却回化时放出热量大,要充沛冷却。 熔融态与固态的比重差大,成型收缩大,易发作缩孔、气孔。 冷却快,结晶度低,收减少,透明度高。结晶度与塑件壁厚有关,壁厚则冷却慢,结晶度高,收缩大,物性好。所以结晶性料应按请求必需控制模温。 各向异性显著,内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向,处于能量不均衡状态,易发作变形、翘曲。 结晶化温度范围窄,易发作未熔料末注入模具或梗塞进料口。 热敏性塑料及易水解塑料 热敏性系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发作变色、降解,合成的倾向,具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬PVC、聚偏乙烯、醋酸乙烯共聚物,POM,聚三氟乙烯等。热敏性塑料在合成时产生单体、气体、固体等副产物,特别是有的合成气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因而,模具设计、选择注塑件机及成型时都应留意,应选用螺杆式注塑件机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀铬,不得有*角滞料,必需严厉控制成型温度、塑料中参加稳定剂,削弱其热敏性能。 有的塑料(如PC)即便含有少量水分,但在高温、高压下也会发作合成,这种性能称为易水解性,对此必需预先加热枯燥。 应力开裂及熔体决裂 有的塑料对应力敏感,成型时易产生内应力并质脆易裂,塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发作开裂现象。为此,除了在原料内参加添加剂进步开抗裂性外,对原料应留意枯燥,合理的选择成型条件,以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件外形,不宜设置嵌件等措施来尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及**出机构,成型时应恰当的调理料温、模温、注塑件压力及冷却时间,尽量防止塑件过于冷脆时脱模,成型后塑件还宜停止后处置进步抗开裂性,消弭内应力并制止与溶剂接触。 当一定融熔体活动速率的聚合物熔体,在恒温下经过喷嘴孔时其流速追赶某值后,熔体外表发作明显横向裂纹称为熔体决裂,有损塑件外观及物性。故在选用熔体活动速率高的聚合物等,应增大喷嘴、浇道、进料口截面,减少注塑件速度,进步料温。 热性能及冷却速度 各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需求热量大,应选用塑化才能大的注塑件机。热变形温度高塑料的冷却时间可短,脱模早,但脱模后要避免冷却变形。热传导率低的塑料冷却速度慢(如离子聚合物等冷却速度较慢),故必需充沛冷却,要增强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低,热传导率高的塑料。比热大、热传导率低,热变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型,必需选用恰当的注塑件机及增强模具冷却。 各种塑料按其品种特性及塑件外形,请求必需坚持恰当的冷却速度。所以模具必需按成型请求设置加热和冷却系统,以坚持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却,以避免塑件脱模后变形,缩短成型周期,降低结晶度。当塑料余热缺乏以使模具坚持一定温度时,则模具应设有加热系统,使模具坚持在一定温度,以控制冷却速度,保证活动性,改善填充条件或用以控制塑件使其迟缓冷却,避免厚壁塑件内外冷却不匀及进步结晶度等。对活动性好,成型面积大、料温不匀的则按塑件成型状况有时需加热或冷却交替运用或部分加热与冷却并用。为此模具应设有相应的冷却或加热系统。 吸湿性 塑料中因有各种添加剂,使其对水分有不同的亲疏水平,所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种,料中含水量必需控制在允许范围内,不然在高温、高压下水分变成气体或发作水解作用,使树脂起泡、活动性降落、外观及力学性能不良。所以吸湿性塑料必需按请求采用恰当的加热办法及标准停止预热,在运用时避免再吸湿。
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