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热固性塑料模具设计

文章来源: 科翔模具 人气:4468 发表时间:2023-03-13 09:43:04

[导读]:热固性塑料模具设计,表示热固性塑料模具具有刚度大,在承载下弹性和塑性变形极小,且温度对刚度影响小,在相同载荷和温度条件下,蠕变量比热塑性塑料模具小得多;耐热性能好,塑件固化后对热相当稳定;塑件尺寸稳定性好。受温度和湿度影响小且成型后收缩小,塑件尺寸精度比热塑性塑料模具要高;电性能优良;耐腐蚀性好,不受强酸、弱碱及有机溶剂的腐蚀; 塑料模具加工性好,可以采用多种成型方法加工等优点。其缺点是力学性能较差。常用的热固性塑料模具及其成型特性。

(1)酚醛塑料模具


①成型性好,适用于压塑成型,部分适用于挤塑成型,个别适用于注射成型;


②含水分、挥发物,应预热、排气。不预热者应提高模温及成型压力并注意排气;


③收缩及方向性一般比氨基塑料模具大;


④模温对流动性影响大,一般超过160℃时流动性迅速下降;


⑤硬化速度一般比氨基慢,硬化时放出热量大,厚壁大型塑件内部温度易过高,故易发生硬化不匀及过热。


(2)氨基塑料模具


①成型收缩率大,脲甲醛塑料模具等不宜压注大型塑件;


②流动性好,硬化速度快,故预热及成型温度要适当,装料、合模及加压速度要快;


③含水分挥发物多,易吸湿、结块,成型时应预热干燥,并防止再吸湿,但过于干燥则流动性下降。成型时有水分及分解物,有弱酸性,模具应镀铬,防止腐蚀,成型时应排气;


④成型温度对塑件质量影响较大。温度过高易发生分解、变色、气泡、开裂、变形、色泽不匀;温度低时流动性差,不光泽,故应严格控制成型温度;


⑤料细、质量体积大、料中充气多,用预压锭成型大塑件时易发生波纹及流痕,故一般不宜采用;


⑥性脆,嵌件周围易应力集中,尺寸稳定性差;


⑦储存期长、储存温度高时,会导致流动性迅速下降。


(3)有机硅塑料模具


①流动性好,硬化速度慢,用于压塑成型;


②要较高温度压制;


③压塑成型后要经高温固化处理 成型特性。


(4)聚硅氧烷


①主要用于低压挤塑成型,封装电子元件等。一般成型压力为4至10MPa,成型温度为 160至180℃;


②流动性极好、易溢料、收缩小、储存温度高,流动性会迅速下降;


③硬化速度慢、成型后需高温固化、易发生后收缩,塑件厚度大于10mm时应逐渐升温和适当延长保温时间,否则易脆裂;


④用于封装集成电路等电子元件时,进料口位置及截面应注意防止融料流速太快,或直接冲击细弱元件,并宜在进料口相对方向开设溢料槽,一般常用于一模多腔,主流道截面不宜过小。


(5)环氧树脂


①流动性好,硬化速度快;


②硬化收缩小,但热刚性差不易脱模;硬化时一般不需排气,装料后应立即加压;


③预热温度一般为80至100℃,成型温度为140至170℃,成型压力一般为10至20MPa,保持时间一般在0.6min/mm;


④常适用于浇注成型及低压挤塑成型,供封装电子元件等。


(6)玻璃纤维增强塑料模具


①流动性比一般塑料模具差,但物料渗入力强,飞边厚,不易去除。故选择分型面时,应注意飞边方向。上、下模及镶拼件宜取整体结构,若采用组合结构,其装配间隙不宜取大,上、下模可拆的成型零件宜取1T8至1T9级间隙配合;


②收缩小,收缩率一般取0.1%至0.2%,但有方向性,易出现熔接不良、变形、翘曲、缩孔、裂纹、应力集中和树脂填料分布不匀等现象。薄壁件易碎,不易脱模,大面积塑件易发生波纹及物料聚积等现象;


③成型压力大,物料渗挤力大,模具型芯和塑件嵌件应有足够的强度,以防变形、位移与损坏,尤其是细长型芯与型腔间空隙较小时更应注意;


④质量体积、压缩比都比一般塑料模具大。故设计模具时应取较大的加料室,一般物料体积取塑件体积的2~3倍;


⑤适宜于成型通孔,避免成型如直径5mm以下的盲孔。大型塑件尽量不设计小孔。孔间距和孔边距宜取大值,大密度排列的小孔不宜压塑成型。成型盲孔时,其底部应成半球面或圆锥面,以利于物料流动。孔径与孔深之比一般取1:2至1:3;


⑥加压方向宜选塑件投影面大的方向,不宜选尺寸精度高的部位和嵌件、型芯的轴线垂直方向;


⑦模具脱模斜度宜取1°以上。顶杆应有足够的强度,顶出力分布均匀,顶杆不宜兼作型芯;


⑧快速成型料可在成型温度下脱模,慢速成型料的模具应有加热及强冷却的措施。


1.热塑性塑料模具


热固性塑料模具设计,热塑性塑料模具质轻,密度为0.83至2.20g/cm3;电绝缘性好,不导电及耐电弧等;化学稳定性好,能耐一般的酸、碱、盐及有机溶剂;有良好的耐磨性和润滑性;比强度高;着色性好,东莞市马驰科注塑模具厂可以采用喷涂、热压印等方法获得各种外观颜色的塑件;可以采用多种成型方法加工,生产效率高。缺点主要是耐热性差,热膨胀系数大,尺寸稳定性差;在载荷作用下易老化等。


(1)聚苯乙烯(PS)


①无定形塑料模具,吸湿性小,不易分解,性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力;


②流动性较好,溢边值0.03mm左右;


③塑件壁厚应均匀,不宜有嵌件、缺口、尖角,各面应圆滑连接;


④可用螺杆或柱塞式注射机加工,喷嘴可用直通式或自锁式;


⑤宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形,但料温高易出银丝,料温低或脱模剂多则透明性差;


⑥可采用各种形式浇口,浇口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件。脱模斜度宜取2°以上,顶出均匀以防脱模不良发生开裂、变形,可用热浇道结构。


2.注塑模具设计注意事项:


①塑件形状及壁厚特别应考虑有利于料流畅通填充型腔,尽量避免尖角、缺口。


②脱模斜度应取大,含纤维15%的可取1°至2”,含纤维30%的可取 2"至3” 当不允许有脱模斜度时则应避免强行脱模,宜采用横向分型结构。


③浇注系统截面宜大,流程平直而短,以利于纤维均匀分散。


④设计进料口应考虑防止填充不足,异向性变形,纤维分布不匀,易产生熔接痕等因素。进料口宜取薄膜、竃薄、扇形、环形及多点式以使料流乱流,纤维分散,以减少异向性,不取针状进料口,进料口截面可适当增大,其长度应短。


⑤模具型芯、型腔应有足够刚性及强度。注塑模具应淬硬、抛光,选用耐磨钢材,易磨损部位应便于修换。


⑥注塑模具应设有排气溢料槽,并宜设于易发生熔接痕部位。


⑦顶出应均匀有力,便于修换。


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