精密注塑成型的特點(diǎn)是:注塑件的尺寸要求精度高、公差小。要做到精密注塑的要求必須達(dá)到的條件是:
(1) 模具的材料要好,剛性足,型腔的尺寸精度以及模版間的定位精度要高,表面粗糙要低。
(2) 要采用精密注塑機(jī)。
(3) 要采用精密成型工藝。
(4) 要選用適合精密注塑成型工藝的材料。
常用的精密
注塑加工成型的材料有一下幾種:POM\POM=CF(碳纖維)、PNM=GF(玻璃纖維)、PA\FRPA66(增強(qiáng)PA)\PC等。精密注塑過程中保證注塑件尺寸精密的重要方法是控制注塑件的收縮問題。
精密注塑機(jī)是帶有射膠閉環(huán)控制的注射機(jī),通常注塑機(jī)的注射壓力和注射速度是采用閉環(huán)控制的,所謂閉環(huán)控制,也叫反饋控制,指的是在控制系統(tǒng)中,通過檢測(cè)組件對(duì)控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),將檢測(cè)信號(hào)再傳遞到控制器,控制器對(duì)該檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理,從而實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與系統(tǒng)要求的輸出信號(hào)一致,使輸出信號(hào)更接近于期望值,系統(tǒng)輸出偏差最小。簡(jiǎn)單的講,閉環(huán)控制就是更接近期望值的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。注塑機(jī)由于采用了注射閉環(huán)控制,大大提高了注射成型的重復(fù)性和穩(wěn)定性,減小了制件的尺寸波動(dòng),也就提高了制件的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性。注塑機(jī)要實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,對(duì)于液壓式注塑機(jī)而言,就必須采用伺服閥,實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力和流量的閉環(huán)控制。超精密型注塑機(jī)除了采用伺服閥之外,還會(huì)配加使用伺服控制板,伺服控制板配合電腦控制系統(tǒng),進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)輸出壓力和流量的重復(fù)精度,實(shí)現(xiàn)超精密注塑成型。
全電動(dòng)式注塑機(jī)同比液壓式注塑機(jī),在實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)注射控制上,要有很大的優(yōu)勢(shì)。全電動(dòng)注塑機(jī)的電腦運(yùn)動(dòng)控制器,對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng),再通過邏輯控制器對(duì)傳感器反饋的信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑動(dòng)作包括注射、塑化、開合模、頂針動(dòng)作的全閉環(huán)控制,位置控制可達(dá)到0.01mm,制件的尺寸精度更高,機(jī)臺(tái)的穩(wěn)定性和重復(fù)精度也就高得多。
判定精密注塑的依據(jù)是注塑制品的精度,即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要進(jìn)行精密注塑必須有許多相關(guān)的條件,而最本質(zhì)的是塑料材料、注塑模具、注塑工藝和
注塑加工設(shè)備這四項(xiàng)基本因素。設(shè)計(jì)塑料制品時(shí),應(yīng)首先選定工程塑料材料,而能進(jìn)行精密注塑的工程塑料又必須選用那些力學(xué)性能高、尺寸穩(wěn)定、抗蠕變性能好、耐環(huán)境應(yīng)力開裂的材料。其次應(yīng)根據(jù)所選擇的塑料材料、成品尺寸精度、件重、質(zhì)量要求以及預(yù)想的模具結(jié)構(gòu)選用適用的注塑機(jī)。在加工過程中,影響精密注塑制品的因素主要來自模具的精度、注塑收縮,以及制品的環(huán)境溫度和濕度變化幅度等方面。
在精密注塑中,模具是用以取得符合質(zhì)量要求的精密塑料制品的關(guān)鍵之一,精密注塑用的模具應(yīng)切實(shí)符合制品尺寸、精度及形狀的要求。但即使模具的精度、尺寸一致,其模塑的塑料制品之實(shí)際尺寸也會(huì)因收縮量差異而不一致。因此,有效地控制塑料制品的收縮率在精密注塑技術(shù)中就顯得十分重要。
模具設(shè)計(jì)得合理與否會(huì)直接影響塑料制品的收縮率,由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收縮率求得的,而收縮率則是由塑料生產(chǎn)廠家或工程塑料手冊(cè)推薦的一個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)值,它不僅與模具的澆口形式、澆口位置與分布有關(guān),而且與工程塑料的結(jié)晶取向性(各向異性)、塑料制品的形狀、尺寸、到澆口的距離及位置有關(guān)。影響塑料收縮率的主要有熱收縮、相變收縮、取向收縮、壓縮收縮與彈性回復(fù)等因素,而這些影響因素與精密注塑制品的成型條件或操作條件有關(guān)。因此,在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮這些影響因素與注塑條件的關(guān)系及其表觀因素,如注塑壓力與模腔壓力及充模速度、注射熔體溫度與模具溫度、模具結(jié)構(gòu)及澆口形式與分布,以及澆口截面積、制品壁厚、塑料材料中增強(qiáng)填料的含量、塑料材料的結(jié)晶度與取向性等因素的影響。上述因素的影響也因塑料材料不同、其它成型條件如溫度、濕度、繼續(xù)結(jié)晶化、成型后的內(nèi)應(yīng)力、注塑機(jī)的變化而不同。
由于注塑過程是把塑料從固態(tài)(粉料或粒料)向液態(tài)(熔體)又向固態(tài)(制品)轉(zhuǎn)變的過程。從粒料到熔體,再由熔體到制品,中間要經(jīng)過溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、流場(chǎng)以及密度場(chǎng)等的作用,在這些場(chǎng)的共同作用下,不同的塑料(熱固性或熱塑性、結(jié)晶性或非結(jié)晶性、增強(qiáng)型或非增強(qiáng)型等)具有不同的聚合物結(jié)構(gòu)形態(tài)和流變性能。凡是影響到上述"場(chǎng)"的因素必將會(huì)影響到塑料制品的物理力學(xué)性能、尺寸、形狀、精度與外觀質(zhì)量。
這樣,工藝因素與聚合物的性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)和塑料制品之間的內(nèi)在聯(lián)系會(huì)通過塑料制品表現(xiàn)出來。分析清楚這些內(nèi)在的聯(lián)系,對(duì)合理地?cái)M定注塑加工工藝、合理地設(shè)計(jì)并按圖紙制造模具、乃至合理選擇注塑加工設(shè)備都有重要意義。精密注塑與普通注塑在注塑壓力和注射速率上也有區(qū)別,精密注塑常采用高壓或超高壓注射、高速注射以獲得較小的成型收縮率。綜合上述各種原因,設(shè)計(jì)精密注塑模具時(shí)除考慮一般模具的設(shè)計(jì)要素外,還須考慮以下幾點(diǎn):①采用適當(dāng)?shù)哪>叱叽绻?;②防止產(chǎn)生成型收縮率誤差;③防止發(fā)生注塑變形;④防止發(fā)生脫模變形;⑤使模具制造誤差降至最小;⑥防止模具精度的誤差;⑦保持模具精度。
對(duì)塑料制品高精度、高性能要求的日益增長(zhǎng)是精密注射成型技術(shù)前進(jìn)的動(dòng)力,人們對(duì)精密注射成型原理理解的不斷深化是精密注射成型技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。隨著新材料、新工藝和新設(shè)備的相繼出現(xiàn),尤其是計(jì)算機(jī)在塑料加工中的廣泛應(yīng)用,為精密注射技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。對(duì)只要合理的利用這些技術(shù),就一定能生產(chǎn)出精密的制品。
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