精密注塑--成型工藝解決方案

日期: 2020/10/30
作者: 日精注塑機
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1、精密注射成型的概念


日精注塑機全電動注塑機專業廠家2020年10月30日訊 精密注塑是指加工成型的注塑制品的尺寸重復精度很高,以致使用通用注塑機、常規的注塑成型工藝難以達到要求的一種注射成型方法。

“精密注射成型”這一概念,主要是區別于“常規注射成型”,它是基于高分子材料的迅速發展, 在儀表、電子領域里采用精密塑料部件取代高精度的金屬零件的技術。

目前針對精密注射制品的界定指標有2 個,一是制品尺寸重復精度, 二是制品質量的重復精度。

本文主要從制品尺寸重復精度方面闡述精密注射成型。但由于各種材料本身的性質和加工工藝不同,不能把塑料制件的精度與金屬零件的精度等同起來。


精密注射成型是一門涉及原材料性能、配方、成型工藝及設備等多方面的綜合技術。

精密塑料制品包括DVD數碼光盤、DVD激光頭、數碼相機零件、電腦接插件、導光板、非球面透鏡等精密產品,這類產品的顯著特點是不但尺寸精度要求高,而且對制品的內在質量和成品率要求也極高。

成型制品的模具是決定該制品能否達到設計要求的尺寸公差的重要條件,而精密注塑機是保證制品始終在所要求的尺寸公差范圍內成型,及保證極高成品率的關鍵設備。塑料制品最高的精度等級是三級。


1.1 精密注射的特點
(1)制件的尺寸精度高、公差小,即有高精度的尺寸界限;

(2)制品重量重復精度高,要求有日、月、年的尺寸穩定性;

(3)模具的材料好、剛性足,型腔的尺寸精度、光潔度以及模板間的定位精度高;

(4)采用精密注射機更換常規注射機;

(5)采用精密注射成型工藝;

(6)選擇適應精密注射成型的材料。 

評定制品最重要的技術指標,就是注塑制品的精度( 尺寸公差、形位公差和制品表面的光潔度) 。我國使用的標準是SJ1372―78,與日本塑料制品的精度和模具精度等級很接近。

欲注塑出精密的塑料制品,需從材料選擇、模具設計、注射成型工藝、操作者的技術水平等4大因素進行嚴格控制。

精密注塑機要求制品尺寸精度一般在0.01~0.001mm以內,許多精密注塑還要求注塑機具有高的注射壓力、高的注射速度;

要求合模系統具有足夠大的剛性和足夠高的鎖模精度,所謂鎖模精度是指合模力的均勻性、可調、穩定和重復性高,開合模位置精度高;

要求對壓力、流量、溫度、計量等都能精確控制到相應的精度,采用多級或無級注射,保證成型工藝再現條件和制品尺寸的重復精度等。


1.2 影響制品尺寸精度的因素
(1)模具精度;

(2)成型收縮率;

(3)制品使用環境的溫度、濕度以及波動的幅度。



2 、注塑精密成型材料的選擇原則


機械強度高、尺寸穩定性好、抗蠕變性能好、環境適應范圍廣。常用的有四種材料:
(1)POM及碳纖維增強( CF) 或玻璃增強(GF);這種材料的特點是耐蠕變性能好,耐疲勞、耐候性、介電性能好,難燃,加入潤滑劑易脫模。

(2)PA及玻纖增強PA66,其特點:抗沖擊能力及耐磨性能強,流動性能好,可成型0.4mm壁厚的制品。玻纖增強PA66具有耐熱性(熔點250℃),其缺點是具有吸濕性,一般成型后都要通過調濕處理。

(3)PBT增強聚酯,成型時間短。成型時間比較如下:

PBT≤POM≈PA66≤PA6。

(4)PC及GFPC特點:良好的耐磨性,增強后剛性提高,尺寸穩定性好,耐候性、難燃及成型加工性好。


3、精密注塑成型中的收縮問題


影響收縮的因素有四種:熱收縮、相變收縮、取向收縮以及壓縮收縮

3.1 熱收縮是成型材料與模具材料所固有的熱物理特性。模具溫度高,制品的溫度也高,實際收縮率會增加,因此精密注射的模具溫度不宜過高。


3.2 相變收縮由于結晶型樹脂在定向過程中,伴隨高分子的結晶化,由于比容減少而引起的收縮,即叫相變收縮。模具溫度高,結晶度高,收縮率大;但另一方面,結晶度提高會使制品密度增加,線膨脹系數減小,收縮率降低。因此實際收縮率由兩者綜合作用而定。



3.3 取向收縮,由于分子鏈在流動方向上的強行拉伸,使在冷卻時的大分子有重新卷曲恢復的趨勢,在取向方向將產生收縮。分子取向程度與注射壓力、注射速度、樹脂溫度及模具溫度等有關。但主要的是注射速度。


3.4 壓縮收縮與彈性復位,一般塑料都具有壓縮性。即在高壓下比容發生顯著變化。在一般溫度下,提高壓力成型制品比容會減小,密度會增加,膨脹系數減小,收縮率會顯著下降。對應于壓縮性,成型材料具有彈性復位作用,使制品收縮減小。影響制品成型收縮的因素與成型條件和操作條件有關。



4、精密注塑模具


4.1 模具精度,主要取決于模具型腔尺寸精度高,型腔定位準確或分型面精度是否滿足要求。一般精密注塑模具的尺寸公差,應控制在制品尺寸公差的1/3以下。



4.2 可加工性與剛性,在模具結構設計中,型腔數不宜過多,而底板、支承板、型腔壁都要厚一些,以避免零件在高溫、高壓作用下發生劇烈彈性形變。



4.3 制品脫模性,模具要盡量采取少的型腔數、少而短的流道以及比普通模具有更高的光潔度,這樣有利于脫模。



4.4 精密模具的材料,選擇機械強度高的合金鋼。制作型腔、澆道的材料要經過嚴格的熱處理,選用硬度高(成型零件要達到HRC52左右) 、耐磨性好、抗腐蝕性強的材料。
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