注塑成型過(guò)程時(shí)產(chǎn)生氣體與模具有關(guān)系嗎?
注塑成型過(guò)程中產(chǎn)生氣體與模具有著密切且多方面的關(guān)系,主要體現(xiàn)在模具設(shè)計(jì)、模具制造與加工以及模具使用與維護(hù)這幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。
模具設(shè)計(jì)方面
澆口設(shè)計(jì):澆口作為注塑成型時(shí)塑料熔體進(jìn)入模具型腔的入口,其設(shè)計(jì)的合理性至關(guān)重要。若澆口位置選擇不當(dāng),比如沒(méi)有設(shè)置在塑件的厚壁處,就可能導(dǎo)致熔料在模腔內(nèi)流動(dòng)不連續(xù)。當(dāng)熔料在填充型腔過(guò)程中,原本存在于型腔中的空氣需要被逐步排出。然而,不合理的澆口位置會(huì)使空氣的排出通道受阻,熔料無(wú)法順暢地將空氣推擠出型腔,從而使氣體被困在塑件內(nèi)部,最終在制品中形成氣泡、空洞等缺陷。另外,澆口尺寸也是關(guān)鍵因素。澆口太小,會(huì)使熔料在進(jìn)入型腔時(shí)受到較大的阻力,流速降低,導(dǎo)致填充時(shí)間延長(zhǎng)。在這個(gè)過(guò)程中,氣體排出的時(shí)間也相應(yīng)減少,增加了氣體殘留的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于多澆口制件而言,如果澆口排布不對(duì)稱,各澆口進(jìn)入型腔的熔料流速和流量不一致,會(huì)在型腔內(nèi)形成復(fù)雜的流動(dòng)模式,使氣體難以找到統(tǒng)一且順暢的排出路徑,進(jìn)而在制品中形成各種與氣體相關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題。
流道設(shè)計(jì):流道是塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴流向型腔的通道,其設(shè)計(jì)同樣影響著氣體的排出。主流道和分流道若設(shè)計(jì)得長(zhǎng)而狹窄,塑料熔體在其中流動(dòng)時(shí)的阻力會(huì)顯著增大。這不僅會(huì)消耗大量的注塑壓力,使熔料流速減慢,還會(huì)導(dǎo)致氣體排出時(shí)間延長(zhǎng)。在有限的注塑周期內(nèi),氣體可能無(wú)法完全排出,從而殘留在制品中。此外,流道內(nèi)若存在貯氣死角,如不合理的彎道、拐角或者截面突變處,氣體就容易在這些區(qū)域積聚。因?yàn)槿哿显诹鲃?dòng)過(guò)程中,難以將這些死角處的氣體完全帶出,久而久之,這些積聚的氣體就會(huì)在注塑成型時(shí)對(duì)制品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì):排氣系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中專門(mén)用于排出型腔中空氣和塑料熔體在注塑過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)氣體的重要部分。如果模具分型面缺少必要的排氣孔道,或者排氣孔道數(shù)量不足、尺寸過(guò)小,就無(wú)法滿足快速排出氣體的需求。在注塑過(guò)程中,隨著塑料熔體迅速填充型腔,型腔內(nèi)的空氣需要在短時(shí)間內(nèi)被擠出。若排氣孔道不能提供足夠的排氣面積,空氣就會(huì)被壓縮在型腔內(nèi),形成高壓,阻礙熔料的正常流動(dòng),導(dǎo)致制品出現(xiàn)短射、困氣、燒焦等缺陷。而且,排氣孔道的位置也至關(guān)重要。如果位置選擇不當(dāng),即使有足夠的排氣孔道,也可能無(wú)法有效地排出特定區(qū)域的氣體。此外,在一些模具中,沒(méi)有充分利用嵌件、頂針之類的加工縫隙來(lái)輔助排氣,也會(huì)使排氣效果大打折扣。特別是在高速注塑時(shí),塑料熔體填充型腔的速度極快,對(duì)排氣系統(tǒng)的要求更高。如果排氣系統(tǒng)不能及時(shí)有效地排出氣體,氣體就會(huì)被快速推進(jìn)的熔料包裹,在制品中形成大量的氣泡和銀紋,嚴(yán)重影響制品的外觀和性能。
冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì):冷卻系統(tǒng)雖然主要用于控制模具溫度,確保塑料熔體在型腔內(nèi)快速、均勻地冷卻固化,但它的設(shè)計(jì)也與氣體產(chǎn)生有間接關(guān)系。當(dāng)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致模溫差異太大時(shí),塑料在冷卻過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不均勻收縮。局部收縮不一致會(huì)使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,甚至可能在內(nèi)部形成空隙。這些空隙就如同微小的儲(chǔ)氣空間,容易包裹氣體形成氣泡。例如,在模具的某些區(qū)域冷卻速度過(guò)快,塑料迅速固化,而相鄰區(qū)域冷卻速度較慢,塑料仍在收縮。這種收縮差異會(huì)在制品內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)塑料的強(qiáng)度時(shí),就會(huì)形成空隙,而這些空隙中可能會(huì)殘留氣體,影響制品的質(zhì)量。
模具制造與加工方面
模具表面質(zhì)量:模具表面的粗糙度對(duì)注塑成型過(guò)程中的氣體產(chǎn)生有著直接影響。如果模具表面粗糙度差,表面不夠光滑,塑料熔體在流動(dòng)過(guò)程中就會(huì)受到較大的摩擦阻力。這種摩擦?xí)?dǎo)致局部溫度升高,形成過(guò)熱點(diǎn)。在這些過(guò)熱點(diǎn)處,塑料可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而分解,產(chǎn)生揮發(fā)性氣體。此外,模具內(nèi)表面若存在毛刺、溝槽等缺陷,氣體就容易在這些微觀的不平整處積聚。因?yàn)槿哿显诹鲃?dòng)時(shí),難以將這些微小凹陷或凸起處的氣體完全排擠出去,從而在注塑過(guò)程中形成氣體殘留的隱患。即使是微小的表面缺陷,在大量注塑生產(chǎn)過(guò)程中,也可能逐漸積累影響,導(dǎo)致制品出現(xiàn)明顯的氣體相關(guān)缺陷。
模具裝配問(wèn)題:模具是由多個(gè)零部件裝配而成的,裝配的精度和質(zhì)量直接關(guān)系到模具的性能。如果模具在裝配過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,如模具的閉合不良,合模時(shí)存在間隙,那么在注塑過(guò)程中,外界空氣就有可能通過(guò)這些間隙夾帶進(jìn)入型腔。一旦空氣進(jìn)入型腔,就會(huì)與塑料熔體混合,在制品中形成氣泡、氣紋等缺陷。此外,模具各零部件之間的配合精度也很關(guān)鍵。例如,滑塊與滑槽之間、型芯與模板之間的配合間隙過(guò)大或過(guò)小,都可能影響模具的正常排氣。間隙過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致氣體在非預(yù)期的位置進(jìn)入型腔;間隙過(guò)小,則可能會(huì)使原本設(shè)計(jì)的排氣通道被堵塞,影響氣體的排出。
模具使用與維護(hù)方面
模具清潔:在模具的使用過(guò)程中,保持模具的清潔至關(guān)重要。如果模具沒(méi)有及時(shí)清理,型腔和流道內(nèi)會(huì)逐漸積累油污、灰塵、脫模劑殘留等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在注塑過(guò)程中,受到高溫和高壓的作用,可能會(huì)發(fā)生燃燒或分解反應(yīng),產(chǎn)生各種氣體。例如,油污在高溫下會(huì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物,這些氣體如果不能及時(shí)排出模具,就會(huì)混入塑料熔體中,在制品中形成氣泡、黑斑等缺陷。而且,隨著雜質(zhì)的不斷積累,模具表面的清潔度和光滑度會(huì)進(jìn)一步下降,不僅增加了氣體產(chǎn)生的可能性,還會(huì)影響塑料熔體的流動(dòng)性能,進(jìn)一步惡化制品的質(zhì)量。
模具磨損:長(zhǎng)期使用的模具不可避免地會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。模具的磨損會(huì)對(duì)排氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如,排氣通道在長(zhǎng)期的注塑過(guò)程中,可能會(huì)因?yàn)樗芰先垠w的沖刷、雜質(zhì)的侵蝕等原因而變窄或堵塞。排氣通道變窄會(huì)使氣體排出的阻力增大,降低排氣效率;而排氣通道堵塞則會(huì)完全阻斷氣體的排出路徑,導(dǎo)致氣體在型腔內(nèi)積聚。此外,模具的頂針、滑塊等活動(dòng)部件在頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生磨損。當(dāng)這些活動(dòng)部件磨損后,它們與模具本體之間的配合間隙會(huì)發(fā)生變化。如果配合間隙變大,可能會(huì)導(dǎo)致氣體在活動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被帶入型腔;如果配合間隙變小,會(huì)影響活動(dòng)部件的正常運(yùn)動(dòng),同時(shí)也可能堵塞原本設(shè)計(jì)的排氣通道,最終導(dǎo)致注塑成型過(guò)程中氣體排出不暢,影響制品質(zhì)量 。
綜上所述,注塑成型過(guò)程中產(chǎn)生氣體與模具的設(shè)計(jì)、制造加工以及使用維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都緊密相關(guān)。只有在模具的整個(gè)生命周期中,充分考慮并優(yōu)化這些因素,才能有效減少氣體的產(chǎn)生,提高注塑制品的質(zhì)量。