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注塑加工翹曲問(wèn)題解決辦法
1. 料管溫度太低
料管溫度太低時(shí),融膠溫度低,勉強以高速成形時(shí),殘余剪切應力大,又沒(méi)有足夠的時(shí)間將殘余應力釋放,容易翹曲。
提高料溫,翹曲減少。料溫的設定可以參考材料廠(chǎng)商的建議。料管分后、中、前、噴嘴四區,從后往前的料溫設定應逐步提高,每往前一區,增高6C。若有必要,有時(shí),將噴嘴區或前區的料溫設定的和中區的一樣。CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證不同料溫的適切性。
2. 噴嘴溫度太低
塑料在料管內吸收加熱帶釋放的熱量以及螺桿轉動(dòng)引起塑料分子相對運動(dòng)產(chǎn)生的磨擦熱,溫度逐漸升高。料管中的最后一個(gè)加熱區為噴嘴,融膠到此應該達到理想的料溫,但須適度加熱,以保持最掛狀態(tài)。如果噴嘴溫度設定得不夠高,因噴嘴和模具接觸帶走的熱太多,料溫就會(huì )降下來(lái),勉強以高速成形時(shí),殘余剪切應力大,又沒(méi)有足夠的時(shí)間將殘余應力釋放,容易翹曲。一般將噴嘴區溫度設定得比前區溫度高6C。CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證不同噴嘴溫度的適切性。
3. 融膠溫度太低或/和射出壓力太高
融膠溫度和射出壓力是塑膠成形過(guò)程中對翹曲影響較大的兩個(gè)參數。融膠溫度太低或/和射壓太高會(huì )產(chǎn)生高的殘余應力,容易翹曲。若要減少翹曲,融膠溫度要在可用范圍內調到最高,射出壓力要在可行范圍內調到最低。 CAE(如C-MOLD)模擬,可以幫助找出融膠溫度和射出壓力的最佳組合。
4. 保壓壓力或保壓時(shí)間不當
保壓壓力太高,不僅因補充料流動(dòng)而冷凝入塑膠的殘余剪切應力高,而且塑膠的壓應力也高,容易翹曲。
保壓壓力太低,澆口附近發(fā)生回流,不僅產(chǎn)生因流動(dòng)而冷凝入塑膠的殘余剪切應力,而且由于制品中央體積收縮率大(低壓故),外圍體積收縮率小,因內外體積收縮率差異大而產(chǎn)生的殘余張、壓應力大,容易翹曲。螺桿推到底后,螺桿至少停留2秒,以保持緩充。
保壓時(shí)間太短,螺桿松退時(shí)澆口附近發(fā)生回流,殘余應力大,容易翹曲。保壓壓力要適中,保壓時(shí)間要延長(cháng)到澆口凝固為止。
CAE(如C-MOLD)的輸出中包含了凝固層比剪切應力,體積收縮率。當澆口凝固時(shí),凝固層比變成1,剪切應力變成0,體積收縮率變成常數,這些參數和規則可以幫我們判定澆口何時(shí)凝固,以選定最適化保壓時(shí)間。
5. 停留時(shí)間不當
停留時(shí)間太短,融膠溫度低,即使勉強將模穴填滿(mǎn),保壓時(shí)還是無(wú)法將塑膠壓實(shí),冷卻時(shí)回旋空間太大,容易翹曲。
射料對料管料之比,應在1/1.5和1/4之間。
6. 循環(huán)時(shí)間不當
當冷卻時(shí)間太短時(shí),塑膠尚軟,若被頂出,在沒(méi)有約束的狀況下收縮,容易翹曲。冷卻時(shí)間須延長(cháng)到塑膠定型到足夠堅強為止;模穴是最好的Fixture,提供最合身的約束。CAE(如C-MOLD)模擬,可以預測塑膠溫度降到頂出溫度所須要的冷卻時(shí)間。照此冷卻時(shí)間進(jìn)行設定,可以避免因循環(huán)時(shí)間太短而引起翹曲。
7. 緩充不夠
緩充不夠時(shí),模穴內的塑膠填壓不足。塑膠在相對松退的情況下冷卻,回旋空間太大,容易翹曲。螺桿推到底后,至少停留原處2秒,以保持緩充,緩充最少要有3mm長(cháng)。
模具
1. 公、母模溫差大
公母模溫差大,因冷卻產(chǎn)生的殘余剪力對壁厚的中心面不對稱(chēng),彎曲力矩大,容易翹曲。
更改冷卻設計,減少公、母模溫差,可以減少翹曲。CAE(如C-MOLD)模擬,可以幫助找出公、母模溫最小的冷卻設計。
2. 模溫太低
模溫太低,殘余剪切應力大,又沒(méi)有足夠的時(shí)間將殘余應力釋放,容易翹曲。提高模溫,可以減少翹曲。
模溫可從材料廠(chǎng)商的建議值開(kāi)始設定。每次調整的增量為6C,射膠10次,成形情況穩定后,根據結果,決定是否進(jìn)一步調整。
CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證不同模溫的適切性。
3. 模穴厚、薄差異太大
這和制品設計有關(guān),薄的地方先冷,厚的地方后冷。厚薄差異大時(shí),體積收縮率差異大,殘余應力大。當殘余應力克服了零件的強度,就會(huì )產(chǎn)生翹曲。Shrinkage Fixture或許可以治標,但不能治本。因為Fixture無(wú)法消除殘余應力。當制品移至高溫或其他惡劣環(huán)境下,殘余應力會(huì )釋放出來(lái),翹曲還是有可能產(chǎn)生。治本之計是作好制品設計,使得制品厚度均一,冷卻時(shí)體積收縮率差異小,殘余應力小,翹曲自然小。CAE(如C-MOLD)模擬,可以找出殘余應力最小的制品設計。
4. 澆口的數目或位置不當
無(wú)論澆口的數目或位置不當,都會(huì )使得流長(cháng)太長(cháng),流阻太大,相應的射壓也須提高,塑膠分子被拉伸、壓擠,機械應力強行加入,殘余應力大,容易翹曲。澆口附近壓力高,塑膠體積收縮率小,最后充填處壓力低,塑膠體積收縮率大,流長(cháng)太長(cháng)時(shí),上下游塑膠體積收縮率差異大,殘余應力大,容易翹曲。參考材料廠(chǎng)商的建議,采用適當的流長(cháng)厚度比。澆口位置的決定,要遵循充填均衡的原則;
即各融膠波前到達模穴末端和形成熔合線(xiàn)的時(shí)間基本一致。充填應先厚后薄、先平后彎。進(jìn)澆應讓融膠遭遇立即的阻擋以避免噴流。這樣可以降低殘余應力,減少翹曲。 以CAE(如C-MOLD)在電腦上對不同的澆口設計進(jìn)行模擬分析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。
5. 澆口(Sprue )、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小或/和太長(cháng)
澆道、流道或/和澆口太小或/和太長(cháng),流阻提高,射壓也須相應提高,塑膠分子被位伸、壓擠,機械應力強行加入,殘余應力大,容易翹曲。以CAE(如C-MOLD)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道、澆口和模穴)的充填、保壓、冷卻和收縮彎曲進(jìn)行模擬分析,找出并選擇翹曲最小的設計是有效的作法。
6. 頂出不均
頂出時(shí)制品尚熱,頂出不直、不均、不一致,制品容易翹曲。檢查頂出系統,并作必要的調整。適度潤滑所有運動(dòng)零件。大模具的頂出板必須采用引導櫬套,以免模板中央因自重下垂。
塑料
1. 流動(dòng)性不佳
薄殼成形時(shí),選擇容易流動(dòng)的塑膠是很自然的。但是容易流動(dòng)的塑膠往往不夠堅強,殘余應力即使得不很大,也有可能造成翹曲。選擇塑膠應以容易流但不會(huì )溢料為準??梢詤⒖疾牧蠌S(chǎng)商的建議。CAE(如C-MOLD)模擬可以驗證提議的塑料能否將成形翹曲最小的制品。
2. 操作員習慣不好
頂出的制品,操作員不照規定置放,就有可能產(chǎn)生翹曲。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家了解保持良好成形操作習慣的重要性,認清成形循環(huán)不一致可能造成的嚴重后果。
操作員的輪班休息應該合理,以免體力不繼,精神不集中,而造成失誤。
采用機器人等進(jìn)行自動(dòng)化是保持成形循環(huán)一致的一條路。
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