精密注塑成型的特點是: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。
(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。
精密注塑機是帶有射膠閉環(huán)控制的注射機,通常注塑機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,通過檢測組件對控制系統(tǒng)的輸出信號進行檢測,將檢測信號再傳遞到控制器,控制器對該檢測信號進行運算處理,從而實現(xiàn)輸出信號與系統(tǒng)要求的輸出信號一致,使輸出信號更接近于期望值,系統(tǒng)輸出偏差最小。簡單的講,閉環(huán)控制就是更接近期望值的自動調節(jié)控制。注塑機由于采用了注射閉環(huán)控制,大大提高了注射成型的重復性和穩(wěn)定性,減小了制件的尺寸波動,也就提高了制件的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性。注塑機要實現(xiàn)閉環(huán)控制,對于液壓式注塑機而言,就必須采用伺服閥,實現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力和流量的閉環(huán)控制。超精密型注塑機除了采用伺服閥之外,還會配加使用伺服控制板,伺服控制板配合電腦控制系統(tǒng),進一步提高液壓系統(tǒng)輸出壓力和流量的重復精度,實現(xiàn)超精密注塑成型。
全電動式注塑機同比液壓式注塑機,在實現(xiàn)全閉環(huán)注射控制上,要有很大的優(yōu)勢。全電動注塑機的電腦運動控制器,對伺服電機進行控制驅動,再通過邏輯控制器對傳感器反饋的信號進行邏輯運算,實現(xiàn)對注塑動作包括注射、塑化、開合模、頂針動作的全閉環(huán)控制,位置控制可達到0.01mm,制件的尺寸精度更高,機臺的穩(wěn)定性和重復精度也就高得多。
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。要進行精密注塑必須有許多相關的條件,而最本質的是塑料材料、注塑模具、注塑工藝和
注塑加工設備這四項基本因素。設計塑料制品時,應首先選定工程塑料材料,而能進行精密注塑的工程塑料又必須選用那些力學性能高、尺寸穩(wěn)定、抗蠕變性能好、耐環(huán)境應力開裂的材料。其次應根據(jù)所選擇的塑料材料、成品尺寸精度、件重、質量要求以及預想的模具結構選用適用的注塑機。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量要求的精密塑料制品的關鍵之一,精密注塑用的模具應切實符合制品尺寸、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際尺寸也會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中就顯得十分重要。
模具設計得合理與否會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推薦的一個范圍內的數(shù)值,它不僅與模具的澆口形式、澆口位置與分布有關,而且與工程塑料的結晶取向性(各向異性)、塑料制品的形狀、尺寸、到澆口的距離及位置有關。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。因此,在設計模具時必須考慮這些影響因素與注塑條件的關系及其表觀因素,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、模具結構及澆口形式與分布,以及澆口截面積、制品壁厚、塑料材料中增強填料的含量、塑料材料的結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)結晶化、成型后的內應力、注塑機的變化而不同。
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、應力場、流場以及密度場等的作用,在這些場的共同作用下,不同的塑料(熱固性或熱塑性、結晶性或非結晶性、增強型或非增強型等)具有不同的聚合物結構形態(tài)和流變性能。凡是影響到上述"場"的因素必將會影響到塑料制品的物理力學性能、尺寸、形狀、精度與外觀質量。
這樣,工藝因素與聚合物的性能、結構形態(tài)和塑料制品之間的內在聯(lián)系會通過塑料制品表現(xiàn)出來。分析清楚這些內在的聯(lián)系,對合理地擬定注塑加工工藝、合理地設計并按圖紙制造模具、乃至合理選擇注塑加工設備都有重要意義。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,設計精密注塑模具時除考慮一般模具的設計要素外,還須考慮以下幾點:①采用適當?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。
對塑料制品高精度、高性能要求的日益增長是精密注射成型技術前進的動力,人們對精密注射成型原理理解的不斷深化是精密注射成型技術進步的基礎。隨著新材料、新工藝和新設備的相繼出現(xiàn),尤其是計算機在塑料加工中的廣泛應用,為精密注射技術創(chuàng)造了良好的條件。對只要合理的利用這些技術,就一定能生產(chǎn)出精密的制品。
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