塑料注射制品緣何總愛變形

根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu),塑料可分為兩大類:結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型(也叫無定型)塑料。結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料的主要區(qū)別在于從熔融狀態(tài)到冷凝時,樹脂分子能否形成某種程度的規(guī)整排列。如果能形成某種程度的規(guī)整排列,稱其為結(jié)晶型,反之稱其為非結(jié)晶型所示。

結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型塑料不但力學(xué)性能有顯著差異,而且在從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變到玻璃態(tài)時它們的收縮率相差很大,結(jié)晶型塑料的收縮率通常是非結(jié)晶型塑料收縮率的 210倍。同時,對結(jié)晶型塑料來講,如果冷卻時各部分的冷卻速度不一致,也會造成制品內(nèi)各部分的結(jié)晶度有差異,結(jié)晶度的差異就會在制品內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,從而引起制品的變形甚至開裂。因此,對結(jié)晶型塑料而言,模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計是關(guān)系到制品變形程度的重要方面。

原料中除了樹脂之外,通常還會加入某些填料以改善塑料的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等性能,這些填料在注射成形時由于剪切流動會形成分子取向,用Moldflow軟件分析給出的纖維取向分布。取向會使制品在不同方向上的收縮率產(chǎn)生明顯差異。例如,對30玻纖增強的PA66,其收縮率在流動方向上為0.4,而在與流動方向垂直的方向上為1.1,不同方向收縮率的差異使制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此,對玻纖增強塑料制品來講,填料的非均勻取向往往是導(dǎo)致制品變形的主要原因。生產(chǎn)實踐中,為了改善或消除由此產(chǎn)生的制品變形,人們通常采用改變澆口位置和調(diào)整注射速度等措施。

可看出影響注射制品變形有5大因素,分別為:成形原料、成形方法、制品設(shè)計、模具設(shè)計及注射成形工藝條件。專業(yè)塑料知識交流微信群加小編微信:NB58250988

成形原料

成形原料對制品變形的影響主要是指原料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)及填料的種類等。

成形方法

目前,在傳統(tǒng)注射成形的基礎(chǔ)上已發(fā)展出了超高速注射成形、氣輔成形等多種成形方法。

尤其是氣輔成形的應(yīng)用已從最初的把手、扶手等形狀簡單的制品,逐步過渡到家電、音響、汽車、辦公用品和玩具等行業(yè)的復(fù)雜制品生產(chǎn)中,用氣輔成形生產(chǎn)的制品種類越來越多,形狀也越來越復(fù)雜。

氣輔成形突破了傳統(tǒng)注射成形的技術(shù)限制,是對傳統(tǒng)注射成形技術(shù)的革新,它不但具有節(jié)省塑料原料、消除制品表面縮痕、縮短成形周期、簡化制品設(shè)計、降低模具成本等優(yōu)點,同時還能降低注射壓力,因而減少模內(nèi)壓力差異,從而降低內(nèi)應(yīng)力和制品變形。汽車配件保險杠采用傳統(tǒng)注射成形時薄板表面變形嚴重,且是不規(guī)則的S形。采用氣輔成形后制件整體不變形,薄板表面是一條圓滑的弧線。

制品設(shè)計

制品設(shè)計對變形的影響主要集中在制品壁厚、壁厚的均勻性、制品形狀和結(jié)構(gòu)剛性等方面。

制品壁厚對變形的影響通常因塑料的種類而異。對非結(jié)晶型塑料來講,壁厚太薄往往取向嚴重。

因此,對此類塑料制品來講要想減少變形通常是在設(shè)計時適當(dāng)增加壁厚,目的在于減少分子取向所產(chǎn)生的不利影響,同時適當(dāng)增加壁厚也在某種程度上增加了制品的剛性,因而降低了制品的變形。

而對結(jié)晶型塑料制品來講,設(shè)計時降低變形的措施往往是減少壁厚并改善壁厚的均勻性。減少壁厚的原因是結(jié)晶型塑料收縮率大,減少壁厚可減少制品體積收縮?？煽闯鲇肕oldflow軟件分析改善壁厚均勻性的原因是:若壁厚不均,薄壁和厚壁處結(jié)晶度有差異,不同部位結(jié)晶度的差異使得不同部位收縮有差異,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,引起制品的變形。