由于塑料具有重量轻、韧性好、成型易和成本低等优点,因此在现代包装业和日用产品中,越来越多用塑料代替玻璃,特别应用于光学仪器和包装工业方面,发展尤为迅速。
透明塑料由于透光率要高,必然对塑料制品表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程中对原料、设备、模具、甚至产品的设计,都提出了严格的要求。
其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往要对模具温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整,使注塑时既能快速充满模腔,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。
常见的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(即俗称亚加力或有机玻璃,代号PMMA)、聚碳酸酯(代号PC),AS,PS等,本文以电子血压计透明面板(镜片)为例,介绍透明塑件模具设计的要点。
图11塑件分析
电子血压计透明面板产品图如图1所示,产品长宽尺寸为55.07mm*43.01mm,最大厚度3.5mm,塑件的一侧有两个圆弧缺口,小端各有一个小圆孔和长孔,边缘有一个1mm厚的小凸台,塑件正面的矩形线为丝印边界线,矩形孔内不丝印,孔外整体丝印。塑件材料为PMMA,PMMA作为一种透明塑料,透光率高,但是流动性差,注塑工艺难度大,不良的注塑会使产品内部存在应力,注塑时很难发现,但在后续的丝印工序中极易破裂,造成损失。
图23.模具设计要点
1.根据产品的大小和厚度,以及注塑机的射胶量,确定模穴数。血压计透明面板为了流道平衡,一般开一模两穴,尺寸较小时,最多可以开四穴,这和注塑机的最大射胶量没有什么关系,主要是模穴超过4穴时,注塑机调机困难,不良率增加。
2.分型面的选择,制品形状简单,分型面一般沿塑件边缘选择将塑件留在动模。检查塑件边缘的脱模斜度,脱模斜度要足够大,分型面处有无小R等。
3.进胶点的选择很重要,注塑PMMA材料的模具,流道要弯曲成S型,流道末端并设计较长的冷料穴,生产时很容易调气纹和熔胶痕。浇口选择在塑件的大端,这样塑胶容易充满型腔,在两个孔位合胶线最不明显。
PC料的流道需要短而粗,这是两种透明料模具设计的不同点。流道和进胶口的设计,流道开梯形,进胶口开扇形,流道要抛光得非常光亮。
图34.排气位置的设计,一般透明镜片是不许有顶针痕,都要开辅助流道来帮助顶出,这个流道同时起排气作用,一般坚持一个原则,有角落过度的地方就要有排气。
5.钢材的选择,一般产量在10万以内的,可用日本正产的NAK80就可以了,如果产量很大,就必须选用S或法国产SMV3W高镜面热处理钢材,热处理到HRC48-52,再精加工后抛光,效果非常好。
6.塑件的顶出,透明塑件一般不允许设计顶针,塑件的顶出在浇口位置设计了顶针,在塑件的小端的小凸台处,延长了胶位,增加了一个顶针,在两个顶针的顶出下,塑胶顺利脱模。
图47.冷却系统设计,模具前后模都设计了独立的冷却系统,保证注塑时调整注塑参数。
8.主流道正对的冷料井,必须设计成Z型拉料杆,不可设计倒扣拉料。因为冷料井处如果设计了倒扣,顶出时会产生胶粉,对于透明件,这样设计是不允许的。
9.对于三板模的透明产品,为了避免胶粉进入型腔,尽可能不要设计尼龙扣开模,采用机械式扣机最佳。
10.水口的剪断,批量大时,需要设计小治具,在手动冲床上冲掉水口。批量较小时也可以用电热剪钳手工剪掉水口。
图5结束语
通过试模后的生产表明,模具设计合理,完全达到了式样书的要求。可供透明模具设计时参考。
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