一、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計(jì)算如前所述,影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下:
1、 塑料品種熱塑性塑料成型過(guò)程中由于還存在結(jié)晶化形式的體積變化,內(nèi)應(yīng)力強(qiáng),凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大,分子取向性等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍廣、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調(diào)濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
2、 塑件特性成型時(shí)熔融料與型腔表面接觸外層馬上散熱形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導(dǎo)熱性差,使塑料內(nèi)層緩慢散熱而形成收縮大的高密度固態(tài)層。因此壁厚、散熱慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無(wú)嵌件及嵌件布局、數(shù)量都顯著影響料流方向、密度分布及收縮阻力大小等,因此塑件的特點(diǎn)對(duì)收縮大小、方向性影響較大。
3、 進(jìn)料口形式、尺寸、分布這些因素顯著影響料流方向、分布密度、保壓補(bǔ)縮作用及成型時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大(特別截面較厚的)則收縮小,但方向性大,進(jìn)料口寬及長(zhǎng)度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
4、 成型條件模具溫度高,熔融料散熱慢、密度高、收縮大,尤其對(duì)晶體料則因高結(jié)晶度,體積變化大,故收縮更大。
模溫分布與塑件內(nèi)外散熱及密度均勻性也有關(guān),顯著影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時(shí)間對(duì)收縮也影響較大,壓力大、周期長(zhǎng)的則收縮小,但方向性大。
注塑高壓力,熔融料黏度差小,層間剪切應(yīng)力小,脫模后彈性回跳大,故收縮也可適量地減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時(shí)調(diào)整模溫、壓力、注塑速度及散熱時(shí)間等諸因素也可適當(dāng)改變塑料收縮情況。
模具設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)各類塑料的收縮范圍,塑件壁厚、形狀、進(jìn)料口形式尺寸及分布情況,按經(jīng)驗(yàn)確定塑件各部位的收縮率,再來(lái)計(jì)算型腔尺寸。
對(duì)高精度塑件及難以掌握收縮率時(shí),一般宜用如下方式設(shè)計(jì)模具:
1、對(duì)塑件外徑取較小收縮率,內(nèi)經(jīng)取較大收縮率,以留有試模后糾正的余地。
2、試模確定澆注系統(tǒng)形式、尺寸及成型條件。
3、要后處理的塑件徑后處理確定尺寸變化情況(測(cè)量時(shí)務(wù)必在脫模24h 以后)。
4、按實(shí)際收縮情況糾正模具。
5、再試模也可適當(dāng)?shù)馗淖児に嚄l件,略微糾正收縮值以滿足塑件要求。
二、流動(dòng)性熱塑性塑料
流動(dòng)性大小,一般可從分子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流動(dòng)長(zhǎng)度、表觀黏度及流動(dòng)比(過(guò)程長(zhǎng)度/塑件壁厚)等不同系列指數(shù)進(jìn)行解析。
分子量小,分子量分布寬,分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差;熔融指數(shù)高、螺流動(dòng)長(zhǎng)度長(zhǎng)、表觀黏度小,流動(dòng)比大的則流動(dòng)性就好。
對(duì)相同品名的塑料務(wù)必檢查其說(shuō)明書判斷其流動(dòng)性是否適用于注塑成型。按模具設(shè)計(jì)要求大致可以將常用塑料的流動(dòng)性分為三種: 1、流動(dòng)性好PA、PE、PS、pp、CA、聚4 甲基戊烯。
2、流動(dòng)性中等聚苯乙烯系列數(shù)值(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚。
3、流動(dòng)性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
各類塑料的流動(dòng)性也因各成型因素而變,重要影響的因素有如下幾點(diǎn):
1、溫度
料溫度高則流動(dòng)性增大,但不同塑料也各有區(qū)別,P S(特別耐沖擊型及MFR 值相當(dāng)高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA 等塑料的流動(dòng)性隨溫度變化較大。
對(duì)PE、POM,則溫度增減對(duì)其流動(dòng)性影響不大。所之前者在成型時(shí)宜調(diào)整溫度來(lái)控制流動(dòng)性。
2、壓力
注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動(dòng)性也增大,尤其是PE、POM 比較敏銳,因此成型時(shí)宜調(diào)整注塑機(jī)壓力來(lái)控制流動(dòng)性。
3、模具結(jié)構(gòu)
澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、布置、散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熔融料流動(dòng)阻力(如型面光潔度、料道截面厚度、型腔形狀、排氣系統(tǒng))等因素都顯著影響到熔融料在型腔內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)性,凡推動(dòng)熔融料降低溫度,增加流動(dòng)性阻力的則流動(dòng)性就降低。
模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照所用塑料的流動(dòng)性,選用合理的結(jié)構(gòu)。成型時(shí)則也可控制料溫、模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整填充情況以滿足成型需要。
三、結(jié)晶性熱塑性塑料
按其冷凝時(shí)是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可歸納為結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型(又被稱之為無(wú)定形)塑料兩類。
所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí),分子由自由移動(dòng)(完全處于無(wú)次序狀態(tài))變成中止自由運(yùn)動(dòng),按略微固定的位置,并有使分子排列成為正規(guī)模型偏向的一種現(xiàn)象。