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塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析
来源: 马驰科注塑加工厂 发布日期: 2022.05.13 浏览次数:1
信息摘要:
塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析,翘曲变形是指注塑加工制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是注塑加工塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的…

塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析,翘曲变形是指注塑加工制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是注塑加工塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。下面东莞市马驰科注塑加工厂 对影响注塑加工制品翘曲变形的因素作简要分析。

1.模具的结构对注塑加工制品翘曲变形的影响

在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。

塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析

(1)浇注系统 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。流动距离越长,由冻结层与流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此为减少。一些平板形塑件,如果只使用一个浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。

当采用点浇口进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对注塑加工塑件的变形程度有很大的影响。另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,收缩更均匀.对于环形注塑加工制品,由于浇口形状不同,产品的圆度也受影响.同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。

(2)冷却系统 在注射过程中,注塑加工塑件冷却速度的不均匀也会导致塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度平衡,两者的温差不能太大。

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塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析,东莞市马驰科注塑加工厂除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均匀,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要,包括冷却水孔径d1、水孔间距b、管壁至型腔表面距离c及产品壁厚w.在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致;确定冷却水孔的直径应注意的问题是,无论多大的模具,水孔的直径不能大于14mm,否则冷却液难以形成乱流状况。

一般水孔的直径可根据制品的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时,水孔的直径取8~10mm;平均壁厚为2~4mm时,水孔的直径取10~12mm;平均壁厚为4~6mm时,水孔的直径取10~14mm。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2m.在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用直通型水道。

(3)顶出系统 顶出统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力要求与脱模阻力相平衡。另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。

东莞市马驰科注塑加工厂在不影响塑件质量的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形,必要时换顶杆为顶块。用软质塑料(如TPU)来生产深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。

东莞市马驰科注塑加工

2.塑化阶段对制品翘曲变形的影响

塑化阶段即由玻璃态料粒转化为黏流态熔体的过程。在这个过程中,聚合物的温度在轴向、径向温差会使塑料产生应力;另外,注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。

3.充填及冷却阶段对制品翘曲变形的影响

熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固,此过程是注射成型的关键环节。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。较高的压力和流速会产生高剪切速率,从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,同时产生“冻结效应”.“冻结效应”将产生冻结应力,形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面:

①塑件上、下表面温差会引起热应力和热变形;

②塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀收缩;

③不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。

4.脱模阶段对制品翘曲变形的影响

注塑件在脱离型腔并冷却至室温的过程中多为玻璃态聚合物。脱模力不平衡、推出机构运动不平稳或脱模顶出面积不当很容易使制品制品变形同时,在充模和冷却阶段“冻结”在塑件内的应力由于失去外界的约束,将会以“变形”的形式释放出来,从而导致翘曲变形。

5.注塑加工制品的收缩对翘曲变形的影响

注塑加工制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响,则制品制品的几何形状会与设计要求相差很大,严重的变形会致使制品报废。除填充阶段会引起变形外,模具上下壁面的温度差也将引起塑件上下表面收缩的差异,从而产生翘曲变形。对翘曲而言,收缩本身并不重要,重要的是收缩上的差异。

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塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析,东莞市马驰科注塑加工厂在注塑成型过程中,熔融塑料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大,而使注塑件产生翘曲变形。一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化,只有不均匀收缩会引起翘曲变形。结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料,而且其收缩率也较非结晶型塑料大,结晶型塑料大的收缩与其收缩的异向性叠加后使结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。

6.金属嵌件对制品制品翘曲变形的影响

对放嵌件的注塑加工制品,由于塑料的收缩率远比金属的大,所以容易导致扭曲变形;为减少这种情况,可先将金属件预热,再投入生产。

7. 产品壁厚设计对制品制品翘曲变形的影响

产品壁厚设计的不均匀,因制品制品收缩时间不同,制成品产生翘曲变形。

塑料注塑加工制品的翘曲变形的原因分析,影响注塑加工制品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料的物理性能以及成型过程的条件和参数均对注塑加工制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此,东莞市马驰科注塑加工厂对注塑加工制品翘曲变形的处理必须综合考虑上述注塑成型工艺技术与生产管理因素。


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