27
2017
07

塑料薄壁制件注射翘曲变形分析(一)

 

翘曲变形是指注塑制品的形状发生畸变而翘曲不平,偏离了制件的形状精度要求,它是注射模设计和注射生产中常见的较难解决的制品缺陷之一。

 

随着塑料工业的发展,特别是电子信息产业的发展,对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高。如笔记本及掌上电脑,扁薄手机等塑壳制件,翘曲变形程度已作为评定产品质量的重要指标之一,越来越受到模具设计者的关注与重视。

 

希望在设计阶段预测出塑料件可能产生的翘曲原因,以便优化设计,减小产品的翘曲变形,达到产品设计的精度要求。

 

 
1 翘曲变形产生的原因

翘曲变形是制品在注射工艺过程中,应力和收缩不均匀而产生的。脱模不良,冷却不足,制件形状和强度不宜,模具设计和工艺参数不佳等也使塑件发生曲变。

(1)模温不匀,塑件内部温度不均匀。

(2)塑件壁厚差异和冷却不均匀,导致收缩的差异。

(3)塑件厚向冷凝压差和冷却速差。

(4)塑件顶出时温度偏高或顶出受力不匀。

(5)塑件形状不当,具有弯曲或不对称的形状。

(6)模具精度不良,定位不可靠,致使塑件易翘曲变形。

(7)进料口位置不当,注射工艺参数不佳,使收缩方向性明显,收缩不均匀。

(8)流动方向和垂直于流动方向的分子链取向性差异,致使收缩率不同。

(9)凸凹模壁厚向不对称冷却,冷却时间不足,脱模后冷却不当。
 

 

2 模具结构对注塑件翘曲变形的影响 

在模具设计方面,影响塑件翘曲变形的因素主要有三大系统,分别是浇注系统、冷却系统与顶出系统等。

 

2.1浇口的设计 

注塑模浇口是整个浇注系统的关键部分,它的位置、形式和浇口的数量直接影响熔料在模具型腔内的填流状态,导致塑料固化、收缩和内应力的异变。常用的浇口类型有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、直浇口、扇形浇口以及薄膜型浇口等。 

 

浇口位置的选择应使塑料的流动距离最短。流动距离越长,内部流动层与外部冻结层之间的流动差增加,这样冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力愈大,塑件变形也随之增大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此减小。 

 

如精密薄壁较大塑件,使用一个中心浇口或一个侧浇口,因径向收缩率大于周向收缩率,成型后的塑件会产生较大的扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形,因此设计时须进行流动比计算校核。 

 

当采用点浇口成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。 

 

对扁平箱形塑件在不同浇口数目的分布试验:采用15%玻璃纤维增强PA66,重量为1450g的塑件,沿四周壁流动方向上设有许多加强肋。采用基本相同的工艺参数。

 

浇口方式:(a)直浇口(b)5~4个点浇口(c)9~8个点浇口。试验结果,按b设置浇口具有最好的效果,满足设计要求。按c设计的浇口比直浇口还差,翘曲变形量超出设计要求3.6~5.2mm。 

 

多浇口能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模内熔料密度和收缩更趋均匀。同时,塑件能在较小的注射压力下充满模腔,减少塑料的分子取向倾向,降低内应力,减少塑件的变形。
 

 

 

 

 

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