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塑胶材料对模具设计要求

PBT模具设计与注塑成型的基本要点PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。

具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在高温下对水分比较敏感,加工前必须干燥。

加工温度范围窄,冷却速度快,结晶速度也快。

成型周期短,容易脱模,不需要脱模剂。

制品容易翘曲、变形,在设计模具和选择加工工艺条件是时要注意。

在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。

耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。

缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。

故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。

可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。

PBT也是最坚韧的工程热塑材料之一,它是熔点明显的结晶性聚合物,密度为1.31-1.55g/cm^3,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。

这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。

PBT吸湿特性很弱。

非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。

玻璃添加剂过多将导致材料变脆。

PBT的;结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。

对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。

一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。

含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。

熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低。

维卡软化温度大约为170℃。

玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之间。

由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。

典型应用范围:家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等)。

模具设计要点:PBT及其玻璃纤维增强物都有很良好的流动性,适宜于薄壁制品。

制品最好壁厚均匀,以防制品因冷却或收缩不均而产生内应力,出现翘曲和变形现象。

PBT对缺口比敏感,制品中尽可能避免尖角,所有拐角应以圆弧过渡,且半径必须大于1.0MM。

流道以短而粗为佳,浇口的口径以偏大为好,过小则压力损失大。

模具中必须开排气槽或孔,避免因排气不良而造成充模不佳、熔接痕明显、烧焦等不良现象。

模具的冷却很重要。

要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。

热量的散失一定要快而均匀。

建议模具冷却腔道的直径最小为10mm。

成型设备:螺杆式和柱塞式的注塑机都可以。

以螺杆式为佳。

注塑量为注塑机最大注塑量的30%-80%,阻燃级为50%-80%,不可用大设备加工小制品,以避免物料在料筒停留时间过长而导致产品的性能下降,甚至引起阻燃剂的分解和制品变色。

螺杆选用渐变式的,长径比为15-20,压缩比为2-2.5,喷嘴使用自锁式喷嘴,以液压自锁式为宜,并要控温和保温装置。

[page]注塑模工艺条件:干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,使制品机械强度下降、带色、表面产生斑痕,因此加工前的干燥处理是很重要的,使水分含量控制在0.02%,建议干燥条件为:料层的厚度小于30MM,在120℃的空气中干燥6~8小时,或者150℃的空气中干燥2~4小时;如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。

熔化温度:225~275℃,建议温度:250℃。

成型温度:PBT有明显的熔点,且在熔点以上,黏度迅速下降,所以成型中以比熔点高5℃作为成型温度的下限。

温度太低会出现塑化不佳,缺胶等现象。

温度太高容易造成喷嘴流延、溢边、颜色加深、降解,制品机械性能下降。

其分解温度为280℃,料筒温度一般选择在240-260℃,以防分解。

喷嘴温度低于料筒前段温度5-10℃.模具温度:生产PBT主要是控制温度。

温度高对产品机械性能影响极大,尤其是模温,模具温度太高,产品易脆抗冲击性能差易开裂,通常模具温度为40-100℃,以70-90℃为宜。

玻璃增强级和阻燃级模具温度可采用65℃,最高模具温度不超过100℃。

为提高产品尺寸的稳定性、防止翘曲变形,可以提高模具温度,使塑料在成型中结晶完善。

注射压力:一般为中等程度的注塑压力,为40-100Mpa。

注射速度:PBT的结晶速度相当快,要求高的注射速度,以避免熔体表面冻结,使远离浇口处出现熔接痕或开裂。

[page] ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物应用范围:汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。

注塑模工艺条件:干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。

建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。

材料温度应保证小于0.1%。

熔化温度:210~280℃;建议温度:245℃。

模具温度:25…70℃。

(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。

注射压力:500~1000bar。

注射速度:中高速度。

化学和物理特性:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。

从形态上看,ABS是非结晶性材料。

三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。

ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。

这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。

这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。

ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。

PA12聚酰胺12或尼龙12应用范围:水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。

注塑模工艺条件:干燥处理:加工之前应保证湿度在0.1%以下。

如果材料是暴露在空气中储存,建议要在85℃热空气中干燥4~5小时。

如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可直接使用。

熔化温度:240~300℃;对于普通特性材料不要超过310℃,对于有阻燃特性材料不要超过270℃。

模具温度:对于未增强型材料为30~40℃,对于薄壁或大面积元件为80~90℃,对于增强型材料为90~100℃。

增加温度将增加材料的结晶度。

精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。

注射压力:最大可到1000bar(建议使用低保压压力和高熔化温度)。

注射速度:高速(对于有玻璃添加剂的材料更好些)。

流道和浇口:对于未加添加剂的材料,由于材料粘性较低,流道直径应在30mm左右。

对于增强型材料要求5~8mm 的大流道直径。

流道形状应当全部为圆形。

注入口应尽可能的短。

可以使用多种形式的浇口。

大型塑件不要使用小浇口,这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。

浇口厚度最好和塑件厚度相等。

如果使用潜入式浇口,建议最小的直径为0.8mm。

热流道模具很有效,但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。

如果使用热流道,浇口尺寸应当比冷流道要小一些。

PA6聚酰胺6或尼龙6应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。

由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。

几种常见塑料的成型工艺的广泛应用2009年11月11日中国包装网作者:注塑模工艺条件:干燥处理:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意。

如果材料是用防水材料包装供应的,则容器应保持密闭。

如果湿度大于0.2%,建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。

如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行105℃,8小时以上的真空烘干。

熔化温度:230~280℃,对于增强品种为250~280℃。

模具温度:80~90℃。

模具温度很显著地影响结晶度,而结晶度又影响着塑件的机械特性。

对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80~90℃。

对于薄壁的,流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。

增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。

如果壁厚大于3mm,建议使用20~40℃的低温模具。

对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。

注射压力:一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。

注射速度:高速(对增强型材料要稍微降低)。

流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。

浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。

如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。

如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。

化学和物理特性:PA6的化学物理特性和PA66很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。

它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。

因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。

为了提高PA6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。

玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和SBR等。

对于没有添加剂的产品,PA6的收缩率在1%到1.5%之间。

加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。

成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。

实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。

PA66聚酰胺66或尼龙66应用范围:同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。

注塑模工艺条件:干燥处理:如果加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。

然而,如果储存容器被打开,那么建议在85℃的热空气中干燥处理。

如果湿度大于0.2%,还需要进行105℃,12小时的真空干燥。

熔化温度:260~290℃。

对玻璃添加剂的产品为275~280℃。

熔化温度应避免高于300℃。

模具温度:建议80℃。

模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。

对于薄壁塑件,如果使用低于40℃的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。

注射压力:通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。

注射速度:高速(对于增强型材料应稍低一些)。

流道和浇口:由于PA66的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。

浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。

如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。

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