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浅谈影响水表注塑工艺的几大因素

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陈清峰
(湖南常德牌水表制造有限公司 湖南常德 415000)
 
摘 要: 生产速度快、效率高,操作可实现自动化,形状可以由简到繁,尺寸可以由大到小...注塑成型技术在当今社会已得到了广泛的推广与应用,但注塑成型工艺涉及到的设备、模具、环境以及原料成分等都是比较复杂的,这就造成了影响注塑工艺的因素有很多,这些因素的存在对于水表机芯塑料件的生产具有相当大的影响,为了保证水表机芯塑料件的质量要求,必须要对影响其注塑工艺的因素进行全方位的分析与解决,本文结合水表注塑工艺注塑产品生产现状,阐述了影响注塑工艺的诸多因素,助力于持续提升水表注塑成型品质。
关键词:机芯 注塑工艺 影响因素 分析 控制
       如果将CPU看成是计算机核心的话,那么水表机芯就相当于水表的“CPU”,水表机芯的优劣直接关乎水表流量是否达标,关乎水表使用寿命长短,也直接决定着水表质量的好坏和客户的口碑,在水表行业百家争鸣、竞争惨烈的今天,客户对水表的要求是越来越高,这就对水表机芯的品质提出了更高的要求。
       众所周知,水表机芯由计数机构和计量机构两大核心部件组成,而机芯95%以上的零部件均来自注塑成型,所以注塑工艺的成败与水表机芯的优劣息息相关。
       注塑材料的选取对于注塑成型意义重大,不同的材料必须对应不同的工艺条件。为更好地提高注塑成型产品的一致性,我们需要进一步了解注塑工艺条件以及各种因素的相互关联和影响,对影响注塑工艺的各种因素进行剖析,并提出控制解决方法。
1、收缩性
       1.1 塑料种类
              ABS、PP、PC等具有加热软化、冷却硬化特性的热塑性塑料在注塑过程中自身体积会发生变化,其内部的应力会得到增强,塑料分子之间的分子取向性会变得更强,剧烈的分子运动会导致热塑性塑料比热固性塑料具有更加强的收缩率,直接的结果是塑料制品会出现比较明显的收缩现象,所以,应根据塑料零件结构,合理设计防缩孔,而对于塑料精密零件,对收缩变形量要求比较苛刻的,应及时修改零件结构以达到要求。
       1.2 塑件特性
              相比较于金属件,塑料的导热性能是比较差的,注塑成型保压冷却过程中,与模具成型腔表面接触的塑料会得到比较快的冷却,而塑件内部冷却则会比较缓慢,这就会在塑件内部形成高密度固态层,这也是塑件易出现收缩变形的根源之一,所以,冷却过程中减少塑件内外温差,让塑件完全冷却的时间缩短,可有效抑制收缩变形。例如:将成型塑件投入水中快速冷却。
       1.3 成型条件
              设备性能、模具温度、熔融料特性、压力大小、速度快慢等因素都会影响到注塑工艺材料的收缩率,因素不同,所产生的收缩率结果也不尽相同,例如:模温高时,熔融料冷却过程就会比较漫长,最终会导致塑料制品收缩率和体积发生较大变化,在炎热夏季,开启冰水机给模具降温不失为降低材料收缩率的一种办法。
2、流动性
       一般来说,材料分子量越大流动性越好,注塑之前,必须对塑料成分及特性有充分了解。影响塑料流动性的因素主要有以下几点:
       第一点温度,一般情况下,材料的流动性与温度成正比,温度越高,流动性就会越好。但也有例外,比如PE、POM材料流动性受温度的影响却不是那么明显,所以对于多数材料来说,可以通过控制料筒各段温度来控制材料的流动性。
       第二点压力,注塑压力增大时,材料在料筒内受到的剪切力会增大,这样也就增大了材料的流动性。
       第三点模具结构,是普通模具还是热流道模具,另外,模具自身的浇注形式、浇注口尺寸等都会对材料的流动性产生比较大的影响。
3、结晶性
       热塑性材料在冷凝状态下是否出现结晶现象,是可以将热塑性材料分为结晶材料和非结晶材料两大类的,这两种类型的材料可以通过目测外观来做相应的区分,一般来说,结晶材料是不透明或半透明的,非结晶材料是透明的,但也有例外。通常来讲,结晶现象会使材料的脆性变高、延展性变差,影响材料结晶的主要因素是温度和压力,温度和压力的增加能提高材料分子的活性,从而加快结晶的形成。
要特别注意结晶材料和非结晶材料在注塑过程中的温度控制,否则容易出现注塑缺陷。
4、螺杆特性
       不同的塑料使用不一样的螺杆也应有明确要求,一般情况是:透明制品(如PC材料)必须采用镀铬螺杆,如果采用氮化螺杆,制品表面容易出现黑点、发黄现象;阻燃级制品必须采用镀铬螺杆,镀铬螺杆不宜生产含有玻纤制品,因为镀铬不耐磨;氮化螺杆不宜生产含有阻燃级制品,因为氮化不耐腐。
5、材料热性能及冷却速率
       不同的材料具有不同的热传导性能,热传导性高的塑料在最后冷却时需要的冷却时间较短,这样的材料一般都会比较早的脱模,基于热胀冷缩的材料特性,脱模后需要做的是要防止材料发生比较明显的冷却变形,此时,应将冷却的速度控制在合适的范围内,另外,每种塑料自身的冷却速率也有很大区别,所以设置冷却速度时也应区别对待。
结语:
影响水表工艺的因素有很多,来料检测、注塑、组装、包装、出货检验等环节都会涉及到,水表机芯做为水表的核心部件,其组成零部件几乎都来自于注塑生产,所以成熟合理的水表注塑工艺就尤为重要。本文对主要影响水表注塑工艺主要的因素进行了分析,并提出了控制解决方法,对水表注塑工艺的提升有借鉴参考意义。
参考文献:
[1] 王志强,注塑成型工艺试验优化方法及应用研究[D].浙江工业大学,2009.
[2] 刘钵,陈利民. 热塑性塑料注塑工艺参数优化设计[J].工程塑料应用,2005.
[3] 吴俊超.复杂薄壁注塑件翘曲变形及注塑工艺参数的优化与研究[D].南昌大学,2012.
[4] 金秀莲.浅谈注塑工艺的影响因素[J].商品与质量·前沿观察,2010.