有没有既能耐腐蚀又能耐高温的ppc材料
缩孔产生的原因是当塑件壁厚较大时,塑件表面先冷却,内部塑料后冷却,在冷却收缩中拉扯出的孔洞。这就是为什么塑件设计为什么要壁厚均匀,且不能壁厚太大的原因了。
ABS塑件多采用针点浇口或针点侧浇口,你可以适当增加浇口尺寸,延长保压时间,获得合适的补料时间,消除缩孔。
但还与你模具浇口的位置有关,假设你的浇口离厚壁处较远,难以取得效果。
从材料、塑胶件设计、模具结构和注塑成型参数等方面预防缩水缺陷
关注头条号“降本设计”,获取更多原创产品设计知识和理念!
?
不同塑料的收缩率如表1所示。半结晶塑料,例如PBT、PP等,其收缩率较大,显然会放大缩水的缺陷;无定型塑料,例如PMMA、ABS等收缩率小,会减缓缩水的缺陷。相对于非填充或非增强塑料,填充和增加塑料的收缩率较小,也会在一定程度上减缓缩水的缺陷。
表1 塑料的收缩率
另外,塑料的流动性不好,这也会使得塑胶件在冷却收缩时材料等不到很好的补充,容易造成缩水缺陷的发生,例如PC材料。
当然,这里并不是说为了解决塑胶件的缩水缺陷,有意去选择收缩率低的塑料。塑胶材料的选择受到很多因素的影响,缩水是仅仅其中之一。只有在其它条件都符合的情况下,需要尽量选取收缩率低的塑料。
而对于工程师来说,一旦选择了收缩率高的塑料,特别是对于外观零件,则应当意识到潜在的缩水风险,通过塑胶件设计、模具设计和注塑工艺参数优化等提早预防,做到心中有数。
或者尽早把缩水风险与客户进行沟通交流,而不是等到塑胶件缩水发生了,客户看到产品,与预期相差甚远,一脸懵逼。
2.从设计上预防缩水问题2.1 塑胶件基本壁厚宜薄不宜厚
塑胶件的收缩大小与塑胶件的基本壁厚相关,壁厚不同,收缩量则不同。如果基本壁厚过厚,则塑胶件收缩过大,更容易发生缩水的缺陷。当然,壁厚过厚,不但还会造成材料浪费,还会增加注塑成型周期,造成塑胶件成本增加。表2列出了常见塑料的最小的壁厚及常用壁厚推荐值。
2.2 壁厚均匀
估计很多工程师看到这篇文章的标题,就会嘀咕:将告诉工程师如何在一两天之内快速掌握一门新工艺、或者成为企业常用工艺的专家。
▲壁厚均匀
2.3 壁厚不均匀时平滑过渡
估计很多工程师看到这篇文章的标题,就会嘀咕:将告诉工程师如何在一两天之内快速掌握一门新工艺、或者成为企业常用工艺的专家。
▲壁厚不均匀平滑过渡
2.4壁厚过厚的地方进行掏空的设计
估计很多工程师看到这篇文章的标题,就会嘀咕:将告诉工程师如何在一两天之内快速掌握一门新工艺、或者成为企业常用工艺的专家。
▲壁厚过厚的地方进行掏空的设计
2.5 合理的加强筋厚度
加强筋的厚度不能太厚。
详情请参考文章:干货 | 塑胶件设计:加强筋的基本设计原则。
2.6 当加强筋厚度较厚时
当加强筋厚度较厚时,缩水不可避免,则可以通过一些特殊的设计来掩盖缩水,保留“U”形槽、表面断差和锯齿状槽等。
2.7 合理的支柱壁厚
支柱的壁厚不能太厚。
详情请参考书籍《面向制造和装配的产品设计指南》。
2.8 避免支柱缩水的设计
为避免支柱缩水,可以采用以下方法:
3.从模具结构上预防缩水问题3.1 适当增加浇口和流道的尺寸:
如果模具的浇口和流道截面太小,充模阻力太大,则容易引起缩水的产生。
不过,浇口和流道的尺寸不能随意的增大,因为这会造成塑胶件材料浪费和注塑成型周期加长,使得塑胶件成本增加。
这就是我为何说塑胶件设计是预防缩水问题的最优方案。
3.1 浇口布置应当使得溶料从壁厚的区域流向壁薄的区域:
3.3 合理的模具排气:
如果模具排气设计不良,或模具磨损引起释压,都会导致塑件表面产生缩水。应经常检查模具是否存在磨耗释压或排气不良,及时更换模具中的易耗易损件或改善模具的排气条件。
3.4 模具冷却系统的设计:
如果模具冷却效果好,模具温度低,则塑胶件容易产生内部的孔洞缺陷;而如果冷却效果差,模具温度高,则塑胶件容易产生外表面的缩水缺陷。
对塑胶件的重要外观面来说,如果在塑胶件表面发生缩水即造成不良,那么可以通过模具冷却系统的设计,把外表面的缩水转化为内部的孔洞,则可能转为良品。
因此,在容易缩水的地方(例如壁厚过厚处)设计更好的冷却结构,例如采用铍铜等导热性较佳的材料,而在其它其它表面则可以不予冷却或给以较差的冷却,从而把缩水缺陷由塑胶件外表面转化为内部的孔洞缺陷。
4.从注塑成型工艺上解决缩水问题从注塑成型工艺上,常见的缩水解决方法包括:
增加注射压力和注射时间;
增加保压压力和保压时间;
降低模具温度;
降低溶体温度;
本文介绍另外两种方法:缩短冷却时间和使用气体辅助成型。
缩短冷却时间
在保证塑胶件出模不变形的前提下,采取尽量缩短冷却时间的方法,让塑胶件在高温下提早出模。此时塑胶件外层的温度仍然很高,表皮没有过于硬化,因此内外的温差相对已不是很大,这样就有利于整体收缩,从而减少了塑胶件内部的集中收缩。
由于塑胶件总体的收缩量是不变的,所以整体收缩得越多,集中收缩量就越小,内部缩孔和表面缩水程度因此得以减小。
缩水问题的产生,是由于模具表面升温,冷却能力下降,刚刚凝固的塑胶件表面仍然较软,未被完全消除的内部缩孔由于形成了真空,致使塑胶件表面在大气压力的压迫下向内压缩,同时加上收缩力的作用,缩水问题就这样产生了。而且表面硬化速度越慢越易产生缩水,比如PP料,反之越易产生孔洞。
因此在将塑胶件提早出模后,要对其作适当的冷却,使塑胶件表面保持一定的硬度,令其不易产生缩水。但若缩水问题较为严重,适度冷却将无法消除,就要采取冻水激冷的方法,使塑胶件表面迅速硬化才可能防止缩水,但内部缩孔还会存在。象PP这样表层较软的材料,由于真空和收缩力的作用,塑胶件还会有缩水的可能,但缩水的程度已大为减轻。
气体辅助注塑成型
气体辅助注塑成型是通过把高压气体引入到塑胶件的厚壁部位,在注塑件内部产生中空截面,完全充填过程、实现气体保压、消除制品缩痕的一项新颖的塑料成型技术。传统注塑工艺不能将厚壁和薄壁结合在一起成型,而且塑胶件残余应力大,易翘曲变形,表面有缩水。
气辅技术通过把厚壁的内部掏空,成功地生产出厚壁、偏壁塑胶件,而且制品外观表面性质优异,内应力低,轻质高强,可以解决缩水问题。
?参考文献:
钟元著,《面向制造和装配的产品设计指南》第2版, 2016年, 机械工业出版社
—END—
1. 免责声明:部分图片来源于网络,仅供学习用,侵权删。
2. 原创作品,欢迎转载,抄袭必究。如需转载,请联系作者,转载要求不能修改内容和保留文末作者及公众号信息。
关于作者:
钟元,2011年出版书籍《面向制造和装配的产品设计指南》(DFMA)。
2019年12月即将出版《面向成本的产品设计:降本设计之道》(DFC)。
欢迎关注“降本设计”头条号。“降本设计”专注于面向制造和装配的产品设计(DFMA)、面向成本的产品设计(DFC)等产品设计知识和理念分享,帮助工程师成长和提高技能,帮助企业降低产品成本。
「注塑产品常见缺陷的成因及解决方法」鼓包和缩孔
鼓包是指制品脱模后在某些特定的位置出现了体积变大,膨胀的现象。塑件鼓包是因为未完全冷却硬化的塑料在内压的作用下释放气体,导致塑件局部膨胀引起的。
鼓包缺陷
塑件鼓包的解决方法有以下这些:
增加有效冷却。降低模具温度,延长冷却时间让塑件在开模前能充分冷却。
降低最后一段的注射速度。
提高保压压力和延长保压时间。
减小螺杆松退量,防止松退吸入空气。
改进塑件结构,尽量保证壁厚均匀,避免塑件上出现局部太厚或厚薄变化过大的状况。
改进模具设计,在熔体最后填充的地方增设排气槽。重新设计浇口和流道系统,保证排气口足够大,使气体有足够的时间和空间排走。
缩孔是指熔体在冷却收缩时,壁厚处体积收缩缓慢,形成拉应力。此时如果制品表面硬度不够且无熔体补充,则制品内部便形成空洞。塑件产生缩孔的原因与缩水相似,区别在于缩水产生在塑件的表面凹陷,而缩孔是塑件内部形成空洞。缩孔一般多出现在熔体的厚壁区,如加强筋或者支撑柱与塑件表面的相交处。
缩孔缺陷
塑件缩孔的解决方法有以下这些:
提高模具温度,延长冷却时间。防止制品出现缩孔的重点是控制好模具的温度。
提高保压压力和延长保压时间。
增大注射速度。
提高熔体温度。
改进塑件结构,尽量保证壁厚均匀,避免塑件上出现局部太厚或厚薄变化过大的状况。
改进模具设计,加大浇口或者改变浇口的位置(厚壁处),缩短流道长度或加粗流道。
鼓包和缩孔的原因及排除方法介绍到这里,大家有什么疑问可以在评论区提出,我会一一为大家解答。
往后将对飞边缺陷作详细介绍,有需要的朋友请多多关注!