重庆洪钧塑胶制品有限公司1
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PP(聚丙烯)和尼龙(PA)制品在成型过程中受材料特性、模具结构等因素影响,易出现收缩率较大的问题,可通过以下优化模具设计的措施改善:
一、浇注系统设计
主流道设计
主流道是塑料熔体进入模具的通道,其尺寸和形状对制品收缩率有影响。适当增大主流道直径,可减小熔体在主流道中的流动阻力,使熔体更均匀地填充模具型腔,减少因填充不均导致的收缩差异。例如,对于一些大型PP尼龙制品模具,可将主流道直径适当增加 10% - 15%。主流道的长度应尽量缩短,以减少熔体在流动过程中的热量损失和压力降。一般来说,主流道长度不宜超过 60mm,这样能使熔体以较稳定的状态进入型腔,降低收缩率。
分流道设计
分流道的形状和尺寸会影响熔体的分配和流动平衡。采用圆形分流道时,熔体流动阻力较小,但加工难度较大;梯形分流道加工相对容易,且能较好地平衡熔体流动。在设计时,要根据制品的形状和尺寸合理选择分流道形状,并确定合适的分流道直径或宽度。例如,对于小型PP尼龙制品,分流道直径可控制在 4 - 6mm;对于大型制品,可适当增大到 8 - 12mm。分流道的长度应尽量相等,以保证熔体同时到达各个型腔,避免因填充时间差异导致收缩率不一致。如果制品有多个型腔,可通过调整分流道的布局和长度来实现熔体的平衡填充。
浇口设计
浇口是熔体进入型腔的通道,其位置、大小和形状对制品收缩率影响显著。浇口位置应选择在制品壁厚较厚的部位,这样可以使熔体在填充过程中均匀地流向壁厚较薄的部位,减少因壁厚不均导致的收缩差异。例如,在注塑PP尼龙齿轮时,可将浇口设置在齿轮的中心部位。浇口尺寸要适当,过大容易导致熔体溢出和飞边,过小则会使熔体流动阻力增大,导致填充不足和收缩率增大。一般来说,浇口的厚度可取制品壁厚的 50% - 60%,宽度可取制品壁厚的 1.5 - 2 倍。浇口形状可根据制品的特点选择,常见的有针点浇口、侧浇口、潜伏式浇口等。针点浇口适用于小型精密制品,侧浇口适用于大多数制品,潜伏式浇口则有利于自动化生产,且浇口痕迹不明显。
二、模具温度控制
温度均匀性
模具温度的均匀性对PP尼龙制品的收缩率影响很大。在模具设计中,应合理布置冷却管道,使模具各部位的温度尽可能均匀。对于大型模具,可采用多区域冷却的方式,通过调节不同区域的冷却水流量和温度,来实现模具温度的准确控制。例如,在注塑汽车发动机罩等大型PP尼龙制品模具时,可将模具分为多个冷却区域,每个区域设置独立的冷却管道和温度传感器,根据制品不同部位的收缩情况进行调整。
冷却水道设计
冷却水道的直径和间距会影响冷却效果。一般来说,冷却水道的直径可在 8 - 12mm 之间选择,间距应根据制品的壁厚和形状来确定。对于壁厚较大的制品,冷却水道应靠近制品表面,间距可适当减小;对于壁厚较小的制品,冷却水道间距可适当增大。冷却水道的布局应避免出现死角和短路现象,确保冷却水能够均匀地流过模具各个部位。可以采用螺旋式、直线式或交错式等冷却水道布局方式,根据模具的具体形状和制品的要求进行选择。
三、排气系统设计
排气槽设计
排气槽的作用是排出模具型腔中的空气和挥发性气体,防止制品出现气泡、烧焦等缺陷,同时也有助于降低制品的收缩率。排气槽应开设在熔体后填充的部位和型腔深处,其深度一般为 0.02 - 0.05mm,宽度为 3 - 5mm。例如,在注塑PP尼龙薄壁制品时,可在模具的分型面、镶件周围等部位开设排气槽,以保证熔体顺利填充型腔。
排气方式选择
除了排气槽外,还可以采用其他排气方式,如利用模具零件的配合间隙排气、设置排气塞等。对于一些小型精密制品,可利用模具零件之间的微小间隙进行排气;对于一些容易产生气体积聚的部位,可设置排气塞来增强排气效果。
四、脱模系统设计
脱模斜度
合理的脱模斜度可以减小制品脱模时的阻力,避免因脱模困难导致制品变形,从而降低收缩率。PP尼龙制品的脱模斜度一般为 1° - 3°,具体数值应根据制品的形状、尺寸和表面质量要求来确定。对于形状复杂、壁厚不均的制品,应适当增大脱模斜度。
顶出机构设计
顶出机构应均匀分布,避免局部受力过大导致制品变形。可以采用顶杆、顶管、推板等多种顶出方式,根据制品的特点选择合适的顶出机构。例如,对于一些大型平板状PP尼龙制品,可采用推板顶出方式,使制品受力均匀;对于一些带有细长杆件的制品,可采用顶管顶出方式,避免杆件变形。
五、模具材料选择
热膨胀系数
模具材料的热膨胀系数应与PP尼龙材料相匹配,以减少因模具和制品热膨胀系数差异导致的收缩率变化。一般来说,模具钢的热膨胀系数较小,在选择模具材料时,可优先考虑热膨胀系数较低的钢材,如P20、718等。
表面粗糙度
模具表面的粗糙度会影响制品的表面质量和脱模性能。表面粗糙度值越小,制品表面越光滑,脱模越容易,同时也有助于降低收缩率。在模具加工过程中,应采用高精度的加工设备和工艺,保证模具表面的粗糙度达到Ra0.8 - 0.4μm。