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本文从精密注塑成型特点入手,分析精密注塑成型對塑料、模具以及注塑机的關鍵需求。

This report analyzes the requirements ofprecise injection molding for plastics, mould and injection machine based onthe characteristics of the production.


精密注塑成型的電子零配件。
精密注塑成型的電子零配件。
相片: 123
精密注塑是指加工成型的注塑製品的尺寸重複精度很高,以致使用通用注塑機、常規的注塑成型工藝難以達到要求的一種注射成型方法。

“精密注塑成型”這一概念,主要是區別於“常規注塑成型”,它是基於高分子材料的迅速發展,在儀錶、電子領域裏採用精密塑料部件取代高精度的金屬零件的技術。

在塑料行業內,精密塑料製品常見的有數碼相機零件,光電產品,接器,鏡片,導光板,機芯齒輪,光碟和手機配件等。

精密塑料製件的精度包括尺寸精度,形位精度和表面精度,分別對應尺寸公差,形位公差和表面粗糙度,其中尺寸精度是塑料製件重要的製造和使用質量指標。製件的尺寸精度在一定程度決定了精密注塑成敗與否,那麼影響製件的尺寸精度有哪些因素?

採用尺寸穩定性高的塑料

塑料的收縮特性是塑料固有特性之一,它對塑料件尺寸穩定性和精度起着重要的作用。塑料的收縮特性包括塑料的熱收縮,彈性回復,塑性變形,後收縮和老化收縮的綜合反映。它表現為成型過程和使用過程中受環境影響而發生的線性收縮率和體積收縮率的變化,常用收縮特性值表示。

目前常用於精密注塑的有四種材料:

(1) POM及碳纖維增強(CF)或玻璃增強(GF)。這種材料的特點是耐蠕變性能好,耐疲勞、耐候性、介電性能好,難燃,加入潤滑劑易脫模。

(2) PA及玻纖增強PA66,其特點:抗衝擊能力及耐磨性能強,流動性能好,可成型0.4mm壁厚的製品。玻纖增強PA66具有耐熱性(熔點250℃),其缺點是具有吸濕性,一般成型後都要通過調濕處理。

(3)PBT增強聚酯,成型時間短。成型時間比較如下:PBT≤POM≈PA66≤PA6。

(4) PC及GFPC。特點:良好的耐磨性,增強後剛性提高,尺寸穩定性好,耐候性、難燃及成型加工性好。   

模具設計和加工精度

製作型腔,澆道的材料要經過嚴格的熱處理。要選擇機械強度高的合金鋼,或硬度高(成型零件要達到HRC52左右),耐磨性好,抗腐蝕性強的材料。

在模具結構設計中,型腔數不宜過多,而底板、支承板,型腔壁都要厚一些,避免零件在高溫,高壓作用下發生劇烈彈性形變。

模具要儘量採取少的型腔數,少而短的流道以及比普通模具有更高的光潔度,這樣有利於脫模。

塑件的精度主要取決於模具型腔尺寸精度,型腔定位精度,分型面精度。判斷的標準是塑件的設計是否易於加工,模具澆口的充模性能是否良好,模具的冷卻系統是否能夠均勻冷卻模具等等。一般精密注塑模具的尺寸公差應控制在製品尺寸公差的13以下。

製品保持不易發生形變的能力

製件在承受外力作用或在溫度變化的環境裏,應具備保持不發生形變的能力。

注塑成型設備—用精密注塑機代替常規注塑機

精密注塑機是帶有射膠閉環控制的注射機,通常注塑機的注射壓力和注射速度是採用閉環控制的,所謂閉環控制,也叫回饋控制,指的是在控制系統中,通過檢測元件對控制系統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,從而實現輸出信號與系統要求的輸出信號一致,使輸出信號更接近於期望值,系統輸出偏差最小。

簡而言之,閉環控制就是更接近期望值的自動調節控制。注塑機由於採用了注射閉環控制,大大提高了注射成型的重複性和穩定性,減小了製件的尺寸波動,也就提高了製件的尺寸精度和尺寸穩定性。注塑機要實現閉環控制,對於液壓式注塑機而言,就必須採用伺服閥,實現液壓系統壓力和流量的閉環控制。超精密型注塑機除了採用伺服閥之外,還會配合使用伺服控制板,伺服控制板配合電腦控制系統,進一步提高液壓系統輸出壓力和流量的重複精度,實現超精密注塑成型。

全電動式注塑機同比液壓式注塑機,在實現全閉環注射控制上,要有很大的優勢。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感測器回饋的信號進行邏輯運算,實現對注塑動作包括注射、塑化、開合模、頂針動作的全閉環控制,位置控制可達到0.01mm,製件的尺寸精度更高,機台的穩定性和重複精度也就高得多。

精密成型工藝

精密成型工藝主要是在精密注塑機上實現的工藝手段,主要是採用多級注塑,並精確控制模具溫度。多級注塑是指在一個注射過程中,螺杆向模具推進熔體時,要求實現在不同位置上的有不同注射速度和不同注射壓力等工藝參數的控制。

多級注射控制程式可以根據流道的結構,澆口的形式及注塑件結構的不同,來合理設定多段注射壓力,注射速度,保壓壓力和熔膠方式,有利於提高塑化效果,提高產品質量,降低不良率及延長模具/機器壽命。多級注塑將根據製品結構,出現缺陷的位置及注塑機螺杆尺寸等設定,也涉及到很多現場技巧。

總結

精密塑膠製件因為符合高精度要求,同時具備良好的機械,力學性能以及尺寸穩定性等優點,在機械,電子,儀器,通訊,汽車和航空儀錶等行業領域裏,取代了部分高精度的金屬零件而得到了廣泛應用,唯有材料選擇,模具設計和加工,注射成型工藝,成型人員的技術水平以及精密注塑成型機,五大因素缺一不可,才能成功實現精密注塑成型。
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