传统的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延长产品开发周期。
目前国际市场上主要流行的,运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的MOLDFLOW、美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (产品优化顾问,简称MPA),MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模拟分析,简称MPI),MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型过程控制专家,简称MPX)。
采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造加工之前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤文取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。
2 塑料材料分析
2.1 塑料材料的基本特性
PPO塑料 (MPPO) (聚苯醚)
英文名称:poly(phenylene oxide) 比重:1.07克/立方厘米 成型收缩率:0.3-0.8% 成型温度:260-290℃ 干燥条件:130℃ 4小时
物料性能: 1、为白色颗粒。综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。 2、有突出的电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。 3、PPO与HIPS共混制得的改性材料,目前市面上的材料均为此种材料。 4、有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,PPO的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。 5、阻燃性良好,具有自息性,与HIPS混合后具有中等可燃性。质轻,无毒可用于食品和药物行业。耐旋光性差,长时间在阳光下使用会变色。 6、可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤文等进行共混改性处理。
成型性能: 1.非结晶料,吸湿小。 2.流动性差,为类似牛顿流体,粘度对温度比较敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度,模具应加热,浇注系统对料流阻力应小。 3、聚苯醚的吸水率很低0.06%左右,但微量的水分会导致产品表面出现银丝等不光滑现象,最好是作干燥处理,温度不可高出150度,否则颜色会变化。 4、聚苯醚的成型温度为280-330度,改性聚苯醚的成型温度为260-285度。 典型应用: 1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。 2、可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件,可代替不锈钢使用。 3、可制作螺丝、紧固件及连接件。 4、电机、转子、机壳、变压器的电器零件。
3 塑件的工艺分析
在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析,只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。
电池盖塑件如图所示,具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构简单,生产量大,要求中低的模具成本,成型容易,精度要求一般
图3.1 电池盖3D视图
3.1 塑件的结构设计
(1)脱模斜度
由于注射制品在冷却过程中产生收缩,因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模,防止因脱模力过大拉伤制品表面,与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小,不仅会使制品尺寸困难,而且易使制品表面损伤或破裂,斜度过大时,虽然脱模方便,但会影响制品尺寸精度,并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.5~1.5 ,塑件材料PPO的型腔脱模斜度为0.35 ~1 30/ ,型芯脱模斜度为30/~1 。
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