外饰件注塑及相关工艺开发..pdf
外饰件注塑及相关工艺开发 1. 原材料 1. 原材料成分 在外饰件中主要采用的塑料粒子为PP EPDM ，根据产品在车身装配位置和功能 的不同，采用不同含量的滑石粉进行改型。下表列举延锋伟世通生产的外饰零 件所采用的材料： 材料牌号材料公司材料成分产品名称标准 KTP 0552/2DSMPP+EPDMN-STN前、后保VW TL 52035 KTP 2609DSMPP+EPDM+T30 N-STN翼子板、侧护板VW TL 52283 KTP 2609ADSMPP+EPDM+T30 B5门槛、 C195门槛VW TL 52283A KTP 2550/4DSMPP+EPDM+T10 B5前后保险杠VW TL 52035B Hifax CA 187AC BasellPP+EPDM+T10 GL8 后保险杠 Hifax CA 1110G2BasellPP+EPDM+T10 Polo前保险杠VW TL 52035 VB 4411BorealisPP+EPDM+T10 Polo后保险杠VW TL 52035 TPP 615A.shulmanPP+EPDM+T25 GL8翼子板、侧护板 金发C195前后保险杠 滑石粉 在外饰件中，保险杠类产品多采用滑石粉含量较低的材料，滑石粉含量在0 10之间，而翼子板和侧护板、门槛类的产品多采用滑石粉含量较高的材料， 含量在 2030之间。滑石粉的含量对产品的强度有加强的作用。 PP与 EPDM 的比率： PP 是结晶型的塑料，由于其价格上的优势使用非常广泛。而且PP 经过改性 后，可以具体良好的物理性能，甚至在一定范围内有取代ABS的趋势。 EPDM 是一种橡胶体，具有良好的弹性和能量吸收作用。 PP强度较大，但是具有脆性，EPDM 的弹性较好。在材料的开发过程中，通过调 整两者之间的比率关系，以得到性能比较平衡的材料。 材料的注塑工艺性： 材料的注塑工艺性取决于材料的各成分比例和原材料的制造工艺。 材料的流动性是注塑工艺性的关键，PP EPDM的材料具有多组分特点，而且各 组分的流动性差异较大。 PP ：PP是一种结晶性材料，在220以上的温度下表现出良好的流动性能。 EPDM ：弹性体，与 PP共混后影响材料的流动性能。 滑石粉：在220下仍保持固体形态，对材料的流动性影响极大。滑石粉含量 约高，材料的流动性能越差。滑石粉的含量是影响材料流动性的关键。 同时，在加工过程中可以使用部分助剂提高材料的流动性。 材料的制造工艺对材料的性能也有很大的影响。将3 种原料通过共混的方法进 行加工，这种方法有较多的国内供应商使用。另外一种是直接通过单体的聚 合，直接形成共聚物。这种方法使各成分的混合非常均匀，可以保证原材料的 流动性比较稳定。 2. 材料的收缩率与工艺性 从产品的尺寸稳定性考虑，材料的收缩率越低，产品的尺寸稳定性越好。由于 PP属于结晶型材料，与EPDM 和滑石粉相比， PP的收缩率率将大于EPDM 和 滑石粉的收缩率，因此降低PP的含量或者提高PP 的分子量分布将有助于降低 材料的收缩率。 但是降低 PP的含量，就意味着提高EPDM 的含量。可能带来以下后果： a. 材料的强度下降 b. 由于 EPDM 的高温流动性较差，使材料整体的流动性降低。 c.EPDM 对压力非常敏感，增加EPDM 的含量将使材料的可压缩性提高， 容易造成注塑件的过饱和。 d. EPDM 和 PP 的流动性之间的差异容易造成，两种成分在流动过程中分 离，造成流动痕。或者熔体流动不受控制。 因此，适当放宽 PP的分子量分布，是比较有效的降低材料收缩率的方法。 通常各材料供应商都提供材料收缩率，但是由于各供应商的收缩率测试方法不 同，试验的方法与实际开模的产品在形状、浇口设置冷却状况之间存在着一定 的差异，因此该收缩率仅为参考值，在参考值的基础上通过Mold Flow 的分 析，可以对收缩率进行进一步的预测。在分析过程中使用测定收缩率时使用的 注塑压力时间和温度，根据各部分的应力情况作为判断依据。如果局部的应力 集中，而流动末端压力很低，此时可以判断在实际的生产过程中需要更高的压 力和速度，此时可以判断，实际收缩率可能比试验值要低。反之则可能升高。 但是分析的结果往往仅可说明材料供应商给出的收缩率过大或过小，而相对精 确的收缩率是根据经验得出的。更加可靠的方法是由根据相同结构的产品模具 或采用试验模进行原材料试制，以确定收缩率。 3. 材料的工艺性特点 a. 对压力的敏感性 EPDM 具有橡胶态的特性，因此在一定的压力下可以产品变形。这种变形主要 表现为两种形式： 形式一在材料在非熔融状态下，材料容易受顶出力、开模力的作用，产 生物理变形。如出现顶出变形或开模变形。 形式二材料在熔融状态下，注塑压力和保压压力对熔体作用，产生压 缩。于是在局部形成较强应力，应力释放后容易在局部形成翘曲、变形以及局 部的尺寸上出现偏差。以Polo 前保险杠为例： 如上图所示，该模具设有5个 Valve Gate浇口，由于产品设计的原因，中间 浇口与侧边浇口1 和侧边浇口2 之间的流程较长，当注塑速度较低时，必须在 较大的压力下，才能保证熔体能从中间浇口流至侧边浇口1 和侧边浇口2。这 这种工艺条件下，由于材料本身在一定的压力下被压缩，使中间浇口的位置应 力集中致使中间浇口附近区域变形，在装配时形成外观缺陷。 在采用较高的注塑速度后，降低了中间浇口的压力，使中间产生的变形降 低，产品的外观改善。 b. 流动性特点 中间浇口 侧边浇口 2 侧边浇口 1 侧边浇口 3 侧边浇口4 由于材料本身由PP、EPDM 和滑石粉 3 部分组成，这3 种成分之间的流动性差 异很大。在剪切力的作用下容易使这3 种组分的流动速度差异变大。主要表现 出来的缺陷为虎皮纹。 在以下的条件下，虎皮纹会边的严重： 1. 材料中， EPDM 的成分过多或混合不均匀。由于EPDM 的成分使流动速度 的差异变大，虎皮纹会变的严重。 2. 皮纹产品。与油漆产品比较，熔体在皮纹模具型腔内流动时，摩擦比较严 重，可能造成受到的剪切力比较严重，使这3 种组分的流动速度差异变 大，形成严重虎皮纹。 3. 流程越长虎皮纹的现象越明显。这是由于熔体的长流程使剪切力的作用变 的明显， 3 种组分之间的速度差异变的明显。 4. 熔体的塑化情况。在产品受高剪切力和较高温度的情况下，3 中组分可以 更好的混合，以降低因混合不均匀而造成的流动速度上的差异。 5. 浇口形式。由于在熔体流动的过程中相当一部分的剪切力来自与浇口位 置，因此浇口的设计应该倾向于降低熔体的所受到的剪切力。点浇口和扁 平浇口的设计可能带来比较严重的虎皮纹。 6. 熔体交会处。通常在熔体的交会处，虎皮纹会变的较为明显。这是由于两 股熔体产生的虎皮纹，相互叠加的结果。 同时材料的流动性能和材料不同批次之间的材料流动性能的稳定性对产品质 量同样存在很大的映现。良好的流动性对产品的影响主要表现为： 1. 保证型腔内排气顺畅 2. 产品各部位应力均匀，同时可以避免局部缺料现象。 3. 保证产品尺寸。 4. 各批次之间产品质量稳定。 c.材料的可油漆性能 由于目前多数产品需要进行涂装,因此以下对材料的可涂装性能进行简短的 描述。由于 PP 本身的极性很弱，因此纯PP 材料不具有可涂装性。 PPEPDM 的可涂装性，来自于EPDM 的低分子量部分的材料。通过低分子量部分有底漆 之间的作用，将油漆附着于基材表面。因此，要求在注塑材料的表面形成均匀 的 EPDM 层以保证产品的涂装性能。EPDM 通常会由 PP、PE 的低分子量成分 以及其交联的产物共同组成。 以下控制手段有利于这些成分的均匀分布： 1. 良好的塑化条件。 2. 注塑速度和压力不宜过高。 3. 模具温度不宜过低。 以上条件可以保证熔体稳定的流动，进而保证EPDM 的均匀分布。 以下表格对部分主要材料的收缩率、流动性进行汇总。 PP+EPDM+10%talc 材料牌号熔融指数 材料收缩率 （由材料公司提供）质量稳定性使用情况 DSM 2550/4 Basell CA 1110/G2 Borealis VB 4411 金山石化 广州金发 二.产品设计 1、一般要求 产品壁厚： 从材料的流动性方面考虑，增加壁厚，将有利于熔体在型腔内的流 动。但是产品壁厚超过3.5mm 之后，可能将带来产品部分位置的缩瘪问题，同 时会严重降低产品的成型周期。因此，产品的壁厚设计在3.2-3.5mm为宜。 产品大小： 在产品壁厚为33.5mm 的前提下，单个点浇口的流程为350-400mm。当大于 这个长度时，必须考虑由于多浇口设置的熔结痕问题以及由于浇口尺寸扩大带 来的浇口修整和压力线的问题。 可视表面与非可视表面： 由于浇口设置的客观存在，在浇口位置的附近容易产生印记，因此通常在产品 设计过程中希望能够设置非可见表面，以保持产品整体外观要求。在考虑放置 浇口位置区域，壁厚不应比产品整体壁厚小，以避免压力损失造成产品各个部 位应力不一致。同时在该区域附近，不存在孔位，以避免严重的熔结痕。 2、对加强筋的要求 加强筋的宽度： 加强筋会引起产品在该位置上的缩瘪。通常情况下，当加强筋 的宽度达到产品壁厚的1/3 时，缩瘪将变的明显。 加强筋的位置： 加强筋的位置应尽量设置在不可见表面或对外观影响较小的表 面。如果上述要求，无法达到，应避免在熔体流动末端，增设加强筋以避免压 力不足，造成缩瘪更加明显。 加强筋的相互影响：相互靠近的加强筋将使缩瘪现象变的更加明显。如果在某 位置上一定要设置一连串加强筋，应考虑将该位置的壁厚直接做薄。一方面有 利于压力传递，同时在外观上也会有所改进。 3、对孔的要求 在浇口附近或熔体流动末端，孔位的存在都可能造成严重熔结痕问题。孔的尺 寸越大造成缺陷越明显。 4、从收缩率角度考虑 单从模具和工艺角度上对产品尺寸进行控制，很难在各个位置达到“零间隙” 的要求。因为，在2000mm 总长的产品中， 0.05%的收缩率偏差，会造成1mm 的总长偏差。设备精度加上模具制造的偏差以及制造过程中造成的各部分应力 不一致将使偏差远远高于0.05。在目前只允许0.2-0.3mm 尺寸误差的情况 下，必须在产品设计上有所考虑。 一般通过增加产品的固定点，可以满足这种要求。增加固定点，可以将部分偏 差分配在其它方向上，同时使这种偏差变的极其细微。 如下图： 产品比设计值长 1mm 5、皮纹与油漆 皮纹与油漆零件相比存在以下特征： 1、皮纹零件的虎皮纹缺陷比油漆件明显，因此皮纹不宜设置在重 要可视表面的长条型产品。 2、皮纹件可以在很大程度上掩盖，缩瘪熔结痕等缺陷。对于容易 出现上述缺陷的位置可以设置皮纹进行掩盖。 6、产品局部形状 一般而言，以下特殊形状可能对注塑工艺和模具制造带来不利因素。 锐角： 锐角的存在不但为模具制造带来极大的困难，同时在注塑工艺上，熔体 很难进入锐角顶端，造成缺料和困气。 流道突变： 固定点 产品总长被分解到各段形成 很微小的形变 形变方向 转角突变、形状突变壁厚突变，可能造成熔体在流动过程中的湍流，形成困气 和流动痕等现象。 三.模具 1、模具的分型线设置与产品结构 NSTN型 新桑模具在产品两侧位置设置了两块大滑块，开模之前两块滑块动作将保险 杠两侧脱开，开模后取件。在这中情况下，在产品的转角部位存在分型线。因 此对于高质量要求的产品存在一定的打磨工作量，同时在一定程度上影响外 观。 C195 、GL8型 这种形式的产品分型线，位于两侧接近边缘的位置。开模之后，通过滑块将产 品的倒钩部分退出，取件。这种原理基本与N STN相近。在产品两侧接近边缘 的位置会出现分型线。需要对分型现进行打磨，在一定程度上影响外观。 同时由于打磨过程可能带来不良结果 B5、Polo型 这种分型线位于产品内侧，在模具开模时，顶杆同时顶出，将产品顶在模具定 模型腔上，同时，产品两侧的滑块相对向内运动直至产品完全脱出。显然，内 藏式的分型现可以解决分型线打磨的问题。但是产品设计上要求，有一定的结 构供滑块可以拉住产品向内收缩。同时产品的下部结构不宜过分庞大，这样造 成产品变形困难。 由于在开模过程中存在一定程度的产品变形，可能导致产品在某些薄弱环节容 易造成损伤。 2. 模具的顶出和产品质量 顶出系统的设计要求 . 由于保险杠产品结构比较复杂，使用顶杆可能造成产品顶出过程中，局部受到 的顶出理过大造成顶出变形。因此希望在顶出的设计中采用较大的顶块。尤其 在一些结构比较单薄的部位。同时，加设定位圈以防止在顶出过程中产品发生 移位的做法。通常情况下，如果定位圈过小会失去定位作用，如果过大则可能 在产品正面形成缩瘪。 顶出系统的加工要求 模具的顶出系统对产品质量存在较大的关系。 1. 顶块、顶杆与型芯部分的配合不能存在很大的落差。否则，容易造成产 品缩瘪。 2. 加工间隙必须严格控制。否则不但容易形成缩瘪，还可能将冷料夹在顶 杆或顶块内侧，形成冷料。 3. 顶块、顶杆必须牢固固定在定板上。如果出现浮动，在锁模力卸除之 后，顶杆和顶块位置会出现明显的顶出变形。见下图： 顶 板 回顶 顶杆 定模 产品 顶 板 回顶 顶杆 定模 产品 顶出 变形 在多数情况下，在产品上造成的顶杆痕迹都是有上述第3 条引起的。通常的模 具加工水平，前两条发生的可能性比较低。 顶出平衡性要求 模具顶出的平衡性对产品质量和模具使用都有很重要的影响。 对产品质量的影响：模具顶出不平衡可能造成，产品局部顶出变形，以及冷料 问题。 对模具使用的影响：对于目前采用边开模边顶出的模具，由于在模具第一次打 开的时候手动操作，该操作依赖于模具上的安全销作用于模具将两侧的滑块拉 出。如果出现不平衡的状态，将对安全销施加很大的拉力，造成模具的损坏。 这种情况于 B5宽体饰条和光亮饰条模具比较典型。由于在设计过程中，安全销 的设计过于单薄，造成强度较低。更由于，顶出系统出现了不平衡的情况，致 使单边的安全销受力很大，多次造成断裂，严重影响模具的安全和使用寿命。 3. 模具的热流道系统要求 热流道设计要求 通常在热流道的设计过程中，不建议采用拼接式的热流道。同时热电偶和加热 圈位置应合理设置。过分靠近加热圈的位置和过分远离加热圈都可能造成测温 不准。整个加热系统设置必须满足到整个热流道内的加热情况。同样，加热功 率不宜过高，否则容易造成温度波动过大，形成工艺不稳定。 热流道的设计和加工要求不存在任何死角，熔体长期停留在热流道内，会造成 熔体变质。 热流道平衡性要求 虽然当热流道出现不平衡不很严重时，可以通过调整部分区域的热流道温度进 行补偿。但是严重的不平衡，无法通过调整温度进行。而且，在很多情况下， 造成流道不平衡的原因是热电偶和加热圈的位置或功率设置不当，在这种情况 下，调整热流道温度很可能增大温度波动范围，造成平衡性更差的结果。 4. 浇口设置和产品质量 浇口设置对溶接痕的影响 在多浇口设置的情况下，熔结痕是不可避免的。但是浇口不同的位置和方式对 产品质量会有较大的影响。 以下对溶解痕形成的方式进行比较。 左图和右图比较由于，在左图中浇口位置比较靠近，因此，在熔结痕相遇的位 置上，左图中熔体相遇的压力和速度都比右图的大。在相同情况下,熔结情况比 右图差，熔结痕缺陷比右图明显。因此在压力足够的情况下，熔结位置离浇口 远，有利与熔结痕的改善。但是如果浇口过远，造成压力传递不足，这样熔结 的质量同样会变的很差。以20mm 长，2mm 厚的侧浇口3mm 壁厚产品为例， 浇口位置相差 650mm 左右时熔结痕质量会比较良好。这个长度随不同产品和浇 口设计变化。但是有一种特例，如下图： 浇口 熔结痕 1 这种流道形式，可以使不同浇口流出的熔体迅速融合，因此熔结痕的长度会很 短，由于熔体在刚进入型腔的阶段就可以融合，因此注塑压力不会很高，熔结 痕也不会很明显。尤其是在皮纹表面，这样的熔结痕基本无法察觉。这样的浇 口形式尤其适合于窄长型的产品注塑。 同样，由于浇口设置的位置不同，会对熔体熔结时的压力方向产生差异，从而 造成熔结效果的差异。如下图 在上图中由于浇口设置在上下两侧，因此熔结时，熔结痕与熔体的流动成一定 的角度，这样的角度，使压力不会全部作用在熔结痕位置上，致使熔结痕不明 显。 同样，浇口位置的分布，还可能对熔结痕产生在产品的部位造成影响。如下图 同样口径的浇口，在左图中由于浇口位置位于产品中部，产生的熔结痕位置位 于型腔的中部，因此压力可以延两个方向扩展，相对降低了压力的作用。而在 右图中，由于汇合点位于模具型腔的顶端，压力只能朝向下的方向传递所以压 力作用明显，熔结痕也会明显。 如果遇到右图的情况，可以通过增加溢料槽的办法解决。如下图 由于增加了溢料槽，部分压力可以导向溢料槽，造成熔结位置的压力下降。有 利于熔结痕的改善。 对于部分由于产品设计中的孔位产生的熔结痕可以通过改变熔体的流动方向进 行解决。如下图 进料口进料口 流道 流动方向流动方向 浇口浇口 汇合点 溢料槽 由于浇口位置与装配孔位比较接近，因此可能在图示位置出现熔结痕（用虚线 表示），现在通过增加一个导流孔以后，使熔体必须越过导流孔，而在不可见 区域形成熔结痕。 浇口设置对产品饱满度的影响 浇口设置必须满足在产品的各个区域有足够的压力和熔体流量以保证产品的饱 满度。一方面保证产品的尺寸，同时防止产品的缩瘪、过饱和和翘曲。因此， 在模具浇口设计的过程中，接近熔体末端的浇口流程都较短，以保证冲模的顺 利和压力的传递。 如下图： 由于产品末端结构的特殊性，浇口1 的压力，可能无法传递到流道末端，因此 设置了一个流程较短的浇口2，以满足产品饱满度的要求。 如果在某些部位发生了，流道突然变窄时，就应该考虑增加浇口。 如下图： 如果只用浇口1，在经过中间位置，将造成比较严重的压力损失，致使后部的 饱满度下降，在这种情况下应考虑增加浇口2，以提高产品整体质量。 浇口设置对产品过饱和的影响 在此对产品在浇口附近的过饱和现象进行讨论，其它的过饱和现象参见“浇口 设置对产品饱满度的影响”一节。 在模具浇口位置的附近容易产生过饱和现象，这与材料的特性有一定的关系。 由于 EPDM 的存在，使材料具有比较大的可压缩性。为保证熔体的冲模，往往需 要一定的压力，浇口附近所承受的压力最大，所以熔体被压缩，当应力释放 后，在浇口附近形成了过饱和现象。 因此，必须设法降低注塑压力。在浇口设计上，合理增加浇口数量可以降低注 塑压力。同时，浇口附近的过饱和现象通常出现在进料位置的正面，而在浇口 的背面，过饱和现象会很轻微。这是由于在浇口的另一个面上，温度明显低于 浇口的那个面，因此熔体更容易被压缩在浇口的那个面，因此背面的熔体基本 不被压缩。采用下图所示的方法，对产品A 面的质量有很大的提高。 浇口 1 浇口 2 浇口 1 浇口 2 浇口 装配孔 可能存在的熔 结痕 导流孔 可见区域 不可见区域 现实存在的 熔结痕 下图所示，是一种典型的解决浇口附近过饱和问题的方法。该模具的A 表面加 工在动模部分。 上图所示，由于采用了大量的顺序阀浇口，使注塑压力降低，同时避免了熔结 痕。而将型腔A 表面加工在动模部分使浇口位于产品的B 表面，从而使浇口过 饱和不会影响产品的表观质量。 此外，当采用侧浇口的时候，浇口附近的过饱和会略有改善，但是其效果仍然 不及从产品 B面进料的效果良好。 浇口设置对产品压力线的影响 由于局部区域的压力差过于剧烈，通常会形成压力线。通常压力线很容易存在 于长条形状的浇口附近。这是由于在压力作用下，当浇口边缘的压力无法继续 向两侧扩展时，相当一部分的压力会向中间挤压，在中间形成压力线。 还有一种形成压力线的情况，见下图简述： 在上图中，由于存在顺序阀浇口，在熔体流动过程中，可以在熔体流过装配孔 后，再打开两侧的浇口。因此熔结痕可以避免。但是在注射阶段后期以及保压 阶段，压力仍然可能通过孔位转递，形成压力线。 5. 流道系统和产品质量 熔体流动对排气功能的影响 流道设计对排气性能的影响包括对流道本身在排气性能上的影响，以及对型腔 排气性能的影响。 A 面 型腔 浇口 顺序阀浇口 装配孔 顺序阀浇口 从流道本身排气性能上的影响，主要表现在使用顺序阀浇口，并存在冷流道的 模具上。 例如下图这个使用顺序阀注塑的产品： 假设熔体首先从浇口1 进入型腔，在经过浇口2 的时候，部分熔体会进入浇口 2 的冷流道中，而浇口2 此时没有打开，熔体进入冷流道后会使一部分气体困 在冷流道内，在浇口2 打开后，熔体会将受困的气体带入型腔会形成流动痕和 气泡。对此，我们可以在浇口2 的位置上增加排气槽或者预留流道，将气体排 出型腔。 当熔体的流速发生突变，形成湍流时也容易形成气泡，从而无法将气体排出型 腔。如下图： 为解决这个问题，可以在区域1，在模具上焊一块阻流点，这样由于湍流形成 的气泡，可在此处被挤破。从而避免形成气泡。 熔体流动对产品流动痕的影响 产品熔结出现流动痕的位置通常位于壁厚发生突变，熔体流动的转角或者气体 受困的位置。 根据熔体的具体流动情况，有不同的解决方法。以下，简述几例。 当熔体从浇口从薄壁区域向厚壁区域流动时，由于壁厚发生变化，熔体产生湍 流，因此在厚壁可见部位会出现流动痕。通过增加导流孔，可以改变熔体流动 的方向。由于熔体在其它方向上的流程不大，熔体本身的流速在壁厚发生变化 位置就比较块，因此流动速度变化不大，所以出现湍流的可能性较第。在增加 导流孔之后，熔体会延黑色箭头位置转向，从而避免了有薄壁区域向厚壁区域 流动而形成的流动痕。 熔体流动对产品翘曲的影响 熔体在流动过程中，各部分产生的应力是无法完全保持一致的，因此就产生了 产品发生翘曲变形的可能性。降低应力的不一致性，是解决该问题的关键。长 浇口产生翘曲的可能较大，特别是对于平板形的产品。由于浇口长，应力会集 中在中间部分，而两侧会比较低。因此容易产生翘曲。 浇口 1 浇口 2 气体排出型 腔方向 浇口 薄壁不可见区域 厚壁可见区域 容易发生气 泡的区域 区域 1 容易出现流动痕的区域 导流孔 由于在中间区域同时受到两侧的挤压，以及中间浇口本身的压力，造成应力集 中，产生翘曲。在上图中，冷流道区域的阻力越大、长度越长造成翘曲的可能 性越大。 流道突变，造成压力传递困难同样会造成翘曲。解决的方法可以增加浇口，详 见“浇口设置对产品饱满度的影响”一节。 流道系统对产品缩瘪的影响 通过对流道系统的改动可以改善产品表面的缩瘪情况。比较常见的方法是从浇 口开始至缩瘪部分的流道增厚。如下图： 6. 冷却系统对产品质量的影响 冷却系统对产品质量的影响主要反应在，模具整体的冷却效果和各部分的温差 对产品质量的影响。 模具整体冷却效果： 目前延锋安亭区域采用的冷却系统的水压为6Kgf/cm 2，这样的水压可以保证在 模具设计和加工良好的前提下，模具可以得到足够的冷却。通常在冷却不足的 情况下，产品会产生：缩瘪、粘模、顶出变形、开模或顶出拉伤产品等缺陷。 如果调整冷却时间，注塑周期会延长，从而严重影响生产效率。 各部分温差不一致： 整体而言，较大的滑块、镶块和顶块都应该配置良好的冷却。在上节所设计的 这些缺陷会在局部变的非常明显。而且，随着开模数的增加，温差会变大。局 部过热膨胀后，会对模具的使用以及寿命造成伤害。由于温差不一致，而造成 的缺陷，通常无法通过延长注塑周期进行克服。这是因为，局部温度过高，常 常在该区域产生缩瘪，虽然冷却时间可以延长，但是浇口的封闭时间是无法无 限度延长的，没有足够时间和压力来弥补造成的缩瘪。为每块较大的滑块、顶 块和镶块提供足够的冷却是必需的。 四.设备 1. 设备的液压顶出、抽芯系统 注塑机提供的液压顶出、抽芯情况列表如下： 设备型号动模抽芯数量定模抽芯数量顶出数量 UBE 350 1 1 1 UBE 1300 2 2 1 UBE 2200 （老）2 2 2 UBE 2200 （新）3 3 2 UBE 3150 2 2 2 浇口 缩瘪 在此区域增加壁厚 设备规定了抽芯和顶出的先后顺序（UBE 2200新设备除外）： 在上表中 Core 1和 Core 3为动模侧抽芯， Core 2 和 Core 4 为定模侧抽芯。每组 抽芯只能选择一种状态（如果选择了Core1 的 Set 状态为mold open，那么其 Pull 的状态也只能为 mold open而不能选择其它状态）。 以下对 mold move的状态进行解释： 如果选择了 mold move，可以设置模板移动的具体位置，例如如果设定set的位 置为 1000mm, pull 的位置为 500mm 时，那么模具合模过程中，当合模距离还剩 1000mm 时，模具将进行Set 动作。开模过程中，在模具打开距离达到500mm 时，模具进行Pull 动作。同时还可以设置抽芯动作同时，模板继续移动 （move）或停止移动 (Stop)。 2. 注塑料桶容量 下表所列为各吨位设备的料桶容量： UBE 350 35o.z. UBE 1300 170o.z./120 o.z. UBE 2200 300o.z. UBE 3150 400o.z. 其中 1o.z.=28.4g 一般情况下，每模产品的注塑量在量筒容量的2570之间为宜。在选取设 备过程中，必须考虑料桶容量对产品质量的影响。 Cycle Start Core 1 set(mold open) Core 2 set(mold open) Core 3 set(mold open) Core 4 set(mold open) Mold closing Core 1 set(mold move) Core 2 set(mold move) Core 3 set(mold move) Core 4 set(mold move) Clamp Core 1 set(mold close) Core 2 set(mold close) Core 3 pull(mold close) Core 4 pull(mold close) Cooling Core 3 pull(mold close) Core 4 pull(mold close) Core 1 pull(mold close) Core 2 pull(mold close) Core 3 pull(mold move) Core 4 pull(mold move) Mold opening Core 1 pull(mold move) Core 2 pull(mold move) Mold open Core 3 pull(mold open) Core 4 pull(mold open) Core 1 pull(mold open) Core 2 pull(mold open) Ejector 1 forward Ejector 2 forward Ejector 2 return Ejector 2 return 如果，料桶容量过大，熔体在料桶内停留的时间会增加，此时熔体在高温下的 长时间停留可能造成熔体产生气化或变质的现象，会对熔体的流动性能、以及 熔体内的气体含量造成不利影响。 3. 开合模系统精度 开合模系统精度的对生产的影响，最主要表现在机械手取件的稳定性上。由于 开模状态下，模板位置不稳定，造成机械手取件的相对位置发生偏移，可能取 件过程无法顺利实现，或在取件过程中形成产品损坏。 我们要求设备的开模位置精度为±1mm，并以在部分新购的机械手取件设备上 增加了开模误差的补偿装置，以弥补因为开模位置偏差造成的取件问题。 4. 注射系统 注射速度与注射压力如下关系： 注射压力会随着熔体不断被向前推动而增加，此时熔体的流动由注射速度控 制，并按照设定的注射速度进行。但是当压力增加至设定值时，设备将根据压 力设定值，以恒定的压力进行注射，直至转换点。 注射系统的稳定性直接决定了产品质量和模具安全。通常情况下，为保证产品 的质量，主要通过控制注射速度，完成整个注塑过程。 5. 顺序阀的反应速度 延锋的顺序阀控制方式：注塑阶段，根据螺杆的反馈位置，通过电磁阀将液压 传递到模具，控制模具浇口打开和关闭。保压阶段，根据保压时间对模具浇口 的打开和关闭进行控制。由于，控制浇口打开的液压管路较长，因此浇口打开 的实际位置 /时间与信号给出的位置 /时间之间存在着一个差值。而这个差值由于 受外部因素（如电压、管路长短等）的不稳定因素影响，可能造成偏差，这些 偏差对产品质量的稳定性存在一定的影响。 这种影响会造成各个浇口开闭的时间不一致，从而造成对产品表面质量的影 响。如果浇口打开的时间过早，可能形成熔结痕，而如果打开的时间过晚，浇 口附近的熔体冷却凝固后，可能形成冷料。 增大顺序阀的油压和流量均可以提高顺序阀反应时间的稳定性。结合模具的 安全性因素，通常将顺序阀的系统调整在50Kgf/cm 2 左右。对于控制每一个浇 口开闭的液压回路系统中，都配备了一个流量调节阀。通过调整流量阀可以提 高反应时间的稳定性，但是由于整体流量有最高限度，所以当同时使用多个液 压回路时，当增大某一路的流量时，可能会造成其它几路的流量下降，反而会 造成反应时间上的不稳定。 7. 设备连续生产与模具试制阶段的差异 实际的生产过程中，经常会出现一些在模具试制阶段从未出现的缺陷，或者在 试模阶段出现的并不严重的缺陷在批产阶段被放大或者出现频率升高。在批产 阶段的产品合格率低于试模阶段的合格率。 主要存在的不同因素包括： a、模具温度上的差异 由于模具表面温度从开始生产到温度达到稳定需要一定的时间，而在小批量 或者模具试制过程中，往往会不能保证设备的连续生产性，而且生产的数量 也比较有限，因此模具表面温度是存在一定差异的。模具温度的变化会带来 产品流动性的变化，可能造成原先不明显的缺陷，被显现出来。同时，即使 在连续生产的过程中，前期和后期之间的模温也存在较大的差异，为工艺调 试带来了难度。足够的模具冷却可以降低这些差异。在多数时候，我们均要 求模具在型腔和型芯的各部分均有足够的冷却，如果局部没有冷却，其温差 会在生产过程中逐步变的非常明显。造成产品严重缺陷。 B、模具排气性能上的差异 由于试制阶段的模具多数为新模具，模具本身的排气性能良好。随着生产数量 的增加，模具的排气性会逐步降低。带来产品质量的波动。因此清洁模具是生 产准备的必要过程。 C、模具匹配问题 如果模具本身存在一些匹配问题，比如顶杆、滑块、抽芯等匹配不良，可能造 成在这些位置上发生“嵌料” ，这些随着产品生产数量的增加而变的严重，除 了导致模具动作失常之外。还可能导致进行动作的压力上升，形成表面缺陷， 或者冷料等。 同样，由于分型面长期受压，还可能形成飞边情况严重。 D、模具钢材的影响 不良钢材和热处理可能造成模具在长时间生产后开裂、变形和气泡等问题，造 成产品质量下降。 E、其它因素 还有一些其他因素会影响批量生产过程中的质量因素，如设备的不稳定，操作 人员的质量意识，和生产效率的提高等都可能造成合格率的下降。 上述这些因素表明，在模具试制和小批量生产的过程中，就应该不放过任何可 能存在的隐患，并努力寻找原因和解决的方法，以保证顺利投产。 五. 注塑工艺参数设定 1. 储料阶段 螺杆转速对产品的影响 在其他条件不变的情况下，转速越快，塑料粒子与料桶之间的剪切作用时间越 短，这样虽然可以提高注塑周期，但是其负作用是，过快的转速可能造成剪切 作用不足，而形成塑化不够，降低材料的流动性。同时可能造成材料内夹杂大 量的气体。当通过降低扭矩的方法提高螺杆转速，在扭矩降低到一定程度之后 就会影响螺杆的使用寿命。 通常对于 PPEPDM 的材料而言，转速控制在100RPM 左右比较理想。 背压对产品的影响 背压的作用是在螺杆后退的过程中，通过压力限制螺杆后退的作用，增加剪切 力。但是背压过高，会造成螺杆转动时，扭力过大。长期过高的背压可能造成 螺杆断裂。通常使用的背压压力为10Kgf/cm 2 松退距离对产品的影响 在螺杆完成储料后，由于熔体集中在料桶前端，在背压的作用下前端熔体密度 较大，同事存在一定的应力，在注射过程中由于应力过大会损失相当一部分的 注射压力，同时可能造成流动的不稳定。通过螺杆向后松退，使熔体得到一定 的膨胀空间，降低了熔体内部应力。同时部分储料过程中夹带的气体，可以通 过松退而被排出。但是如果松退距离过长，反而会造成气体被带入料桶，增加 气体含量。 螺杆和料桶设置对产品的影响 不同类型的螺杆对材料的塑化作用也是不同的。在使用从反应釜直接合成的材 料时，由于各成分比较均匀，因此使用普通的标准螺杆就可以满足生产的需 要。但是如果使用各组分共混基础的塑料时，可能存在不均匀的状态。使用 缓冲垫的厚薄对产品的影响 2. 注射阶段 注射速度对产品的影响 注射保压转换位置对产品的影响 注射压力对产品的影响 热流道温度对产品的影响 模具温度对产品的影响 顺序阀的开关位置对产品的影响 3. 保压和补缩阶段 保压/ 补缩压力对产品的影响 保压/ 补缩时间对产品的影响 4. 开模阶段 开模速度设置 开模位置设置 5. 顶出和抽芯 顶出、抽芯的压力设置对产品的影响 6. 缩短注塑周期的方法 六. 取件 1. 取件造成的产品变形 2. 取件造成的产品划伤 3. 取件造成的产品冷料 4. 机械手取件对产品生产周期的影响 七、修边 修边和火焰处理比较
