注塑成型過程時產(chǎn)生氣體與模具有關(guān)系嗎?
注塑成型過程中產(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、模具制造與加工以及模具使用與維護(hù)這幾個關(guān)鍵領(lǐng)域。
模具設(shè)計方面
澆口設(shè)計:澆口作為注塑成型時塑料熔體進(jìn)入模具型腔的入口,其設(shè)計的合理性至關(guān)重要。若澆口位置選擇不當(dāng),比如沒有設(shè)置在塑件的厚壁處,就可能導(dǎo)致熔料在模腔內(nèi)流動不連續(xù)。當(dāng)熔料在填充型腔過程中,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使空氣的排出通道受阻,熔料無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,會使熔料在進(jìn)入型腔時受到較大的阻力,流速降低,導(dǎo)致填充時間延長。在這個過程中,氣體排出的時間也相應(yīng)減少,增加了氣體殘留的風(fēng)險。對于多澆口制件而言,如果澆口排布不對稱,各澆口進(jìn)入型腔的熔料流速和流量不一致,會在型腔內(nèi)形成復(fù)雜的流動模式,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)量問題。
流道設(shè)計:流道是塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴流向型腔的通道,其設(shè)計同樣影響著氣體的排出。主流道和分流道若設(shè)計得長而狹窄,塑料熔體在其中流動時的阻力會顯著增大。這不僅會消耗大量的注塑壓力,使熔料流速減慢,還會導(dǎo)致氣體排出時間延長。在有限的注塑周期內(nèi),氣體可能無法完全排出,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。因為熔料在流動過程中,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在注塑成型時對制品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
排氣系統(tǒng)設(shè)計:排氣系統(tǒng)是模具設(shè)計中專門用于排出型腔中空氣和塑料熔體在注塑過程中產(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、尺寸過小,就無法滿足快速排出氣體的需求。在注塑過程中,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,空氣就會被壓縮在型腔內(nèi),形成高壓,阻礙熔料的正常流動,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,也可能無法有效地排出特定區(qū)域的氣體。此外,在一些模具中,沒有充分利用嵌件、頂針之類的加工縫隙來輔助排氣,也會使排氣效果大打折扣。特別是在高速注塑時,塑料熔體填充型腔的速度極快,對排氣系統(tǒng)的要求更高。如果排氣系統(tǒng)不能及時有效地排出氣體,氣體就會被快速推進(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: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)計也與氣體產(chǎn)生有間接關(guān)系。當(dāng)冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理,導(dǎo)致模溫差異太大時,塑料在冷卻過程中會出現(xiàn)不均勻收縮。局部收縮不一致會使制品內(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。這種收縮差異會在制品內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過塑料的強(qiáng)度時,就會形成空隙,而這些空隙中可能會殘留氣體,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注塑成型過程中的氣體產(chǎn)生有著直接影響。如果模具表面粗糙度差,表面不夠光滑,塑料熔體在流動過程中就會受到較大的摩擦阻力。這種摩擦?xí)?dǎo)致局部溫度升高,形成過熱點。在這些過熱點處,塑料可能會因為過熱而分解,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。因為熔料在流動時,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。
模具裝配問題:模具是由多個零部件裝配而成的,裝配的精度和質(zhì)量直接關(guān)系到模具的性能。如果模具在裝配過程中出現(xiàn)問題,如模具的閉合不良,合模時存在間隙,那么在注塑過程中,外界空氣就有可能通過這些間隙夾帶進(jìn)入型腔。一旦空氣進(jìn)入型腔,就會與塑料熔體混合,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大或過小,都可能影響模具的正常排氣。間隙過大,會導(dǎo)致氣體在非預(yù)期的位置進(jìn)入型腔;間隙過小,則可能會使原本設(shè)計的排氣通道被堵塞,影響氣體的排出。
模具使用與維護(hù)方面
模具清潔:在模具的使用過程中,保持模具的清潔至關(guān)重要。如果模具沒有及時清理,型腔和流道內(nèi)會逐漸積累油污、灰塵、脫模劑殘留等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在注塑過程中,受到高溫和高壓的作用,可能會發(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排出模具,就會混入塑料熔體中,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進(jìn)一步下降,不僅增加了氣體產(chǎn)生的可能性,還會影響塑料熔體的流動性能,進(jìn)一步惡化制品的質(zhì)量。
模具磨損:長期使用的模具不可避免地會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。模具的磨損會對排氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如,排氣通道在長期的注塑過程中,可能會因為塑料熔體的沖刷、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、滑塊等活動部件在頻繁的往復(fù)運動過程中也會發(fā)生磨損。當(dāng)這些活動部件磨損后,它們與模具本體之間的配合間隙會發(fā)生變化。如果配合間隙變大,可能會導(dǎo)致氣體在活動部件的運動過程中被帶入型腔;如果配合間隙變小,會影響活動部件的正常運動,同時也可能堵塞原本設(shè)計的排氣通道,最終導(dǎo)致注塑成型過程中氣體排出不暢,影響制品質(zhì)量 。
綜上所述,注塑成型過程中產(chǎn)生氣體與模具的設(shè)計、制造加工以及使用維護(hù)等各個環(huán)節(jié)都緊密相關(guān)。只有在模具的整個生命周期中,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。