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成型制品缺陷之翘曲、弯曲和扭曲的分析

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注射成型时塑料的成型收缩率随流动方向的不同而不同,就是说流动方向的收缩率远比 垂直方向大(收缩率各向异性),有时收缩率在方向上的差值达 1%以上;成型收缩率还受 成型制件壁厚和温度的影响,由于收缩率的不同,致使制件产生变形。


注射成型是把粘流 态的高聚物挤压到模腔中成型的一种方法,所以不可避免在成型制件内部残留有内部应力, 此应力也将引起制件的变形。此外还有一些原因也往往引起变形。如制件未完全硬化就顶 出的变形;还有顶杆推力造成的变形。由于上述原因,将成型制件从模腔顶出后,就达不 到内部应变最小的理想形状,而出现翘曲、弯曲和扭曲等现象。可采用辅助工具来矫正冷 却变形。即把从模腔内顶出的且内部尚柔软的成型制件放在辅助工具中,随着辅助工具一 起冷却,从原始状态限定变形。


根据冷却方式来确定冷却时间,一般需冷却 10min 以上, 能稍微防止变形,但不能抱有太大的期望。 避免制品厚度的差异,在制品厚度大的地方设置浇口(1-1), 因 直 线容易引起翘曲,做 成大的 R 曲线(图 A),制品可逆弯曲的模具(图 B), 增加顶出杆个数,增加脱模斜度。 在薄形的箱子成型中,因成型温度引起的弯曲,这常见于单单是热膨胀。( 图 C )


引起制件翘曲、弯曲和扭曲的具体原因及防止办法如下。

1

冷却不充分或不均匀

在未完全冷却时顶出,顶杆的顶推力往往使成型制件变形,所以未充分冷却就勉强脱模 会产生变形。对策是在模腔内充分冷却,等完全硬化后方可顶出。也可以降低模具温度、延 长冷却时间。然而,有的模具的局部冷却不充分,在通常成型条件下还有时不能防止变形。 这种情况应考虑变更冷却水的路径、冷却水道的位置或追加冷却梢孔,尤其应考虑不用水冷, 采用空气冷却等方式。

2

顶杆造成

有的制件的脱模性不良,采用顶杆强行脱模而造成变形。对不易变形的塑料制件,这时 不是产生变形而是产生裂纹。对于 ABS 和聚苯乙烯制件,这种变形是以被推项部位的发白表现出来(参照开裂、裂纹、微裂和发白)。其消除方法是改善模具的抛光、使其易于脱模,有 时使用脱模剂也可改善脱模。最根本的改进方法是研磨型芯、减小脱模阻力,或增大拔模斜 度,在不易顶出部位增设顶杆等,而变更顶出方式则更重要。

3

由成型应变引起

成型应变造成的变形主要是由成型收缩在方向上的差异、壁厚的变化所产生的。因此, 提高模具温度、提高熔料温度、降低注射压力、改善浇注系统的流动条件等均可减小收缩率 在方向上的差值。


可是,只变更成型条件大多难以矫正过来,这时就需改变浇口的位置和数 目例如成型长杆件时要从一端注入等。有时必需改变冷却水道的配置;较长薄片类制件更容 易变形,有时需变更制件的局部设计在其上翘一侧的背面设置加强筋等.利用辅助工具冷却 来矫正这种变形大多是有效的。不能矫正时,就必须修正模具的设计了。其中,最重要的是 应注意使制品壁厚一致。在不得已的情况下,只好通过测量制品的变形,按相反的方向修正 模具,加以校正。

4

结晶性塑料

缩率较大的树脂,一般是结晶性树脂(如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及 PET 树脂等) 比非结晶性树脂(如 PMMA 树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS 树脂及 AS 树脂等)的变形大,另 外,由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性,变形也大。


由于融点温度范围狭窄多数产生变 形,并且往往是难以修正的。结晶性塑料的结晶度随冷却速度的不同而变化,即急剧冷却结 晶度降低、成型收缩率减小,而缓慢冷却结晶度升高、成型收缩率增大。结晶性塑料变形的 特殊矫正法就是利用这—性质。实际上使用的矫正法是使动、静模有一定的温差。就是采取 使翘曲的另一面产生应变的温度,即可矫正变形。


有时这个温差高达 20℃以上,但必须十分 均匀地分布。必须指出,在设计结晶性塑料成型制件及模具时,如不预先采取特别的防止变 形的手段,制件会因变形而无法使用,仅使成型条件达到上述各项要求,大多数情况仍然不 能矫正变形。

5

娇正制品翘曲的方法

从模具中取出的制品如果要矫正,简单的办法就把要矫正的制品放在矫正的工具上,在 翘曲的地方加上重物,但必须明确决定重物的重量同所放的位置。


或把翘曲的制品放在矫直 器上,一同放入制品热变形温度附近的热水中,简单地用手矫直。但要注意热水的温度不能 太高,否则会使制品的变形更加历害。 翘曲矫正后不可在制品上留有斑痕


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