探讨模腔压力和模具温度对最终产品质量的影响.doc

实验研究注塑成型：模腔压力和模具温度对最终产品质量的影响?文章来源于《Materials and Design》2009.02 编译：张明 ? 摘要：成型行业比以往任何时候都需要更好的产品质量。成型件的质量对其功能有决定性的影响，因此值得关注的应该是保持一致的公差和整体尺寸。随着对高质量最终产品需求的持续增加，模腔压力和模具温度的控制更加重要。在这项研究中，用压力和温度传感器来测量并记录模腔压力和模具表面温度，研究中使用的是Kistler CoMo 2869A。实验研究了对最终产品质量影响的因素。本实验研究结果表明，模腔压力和模具温度是注射成型过程中影响最终产品质量的决定性因素。 ? 简介模具制造业是一个很重要的支柱产业，它涉及到了70%以上的消费品。更短的设计和制造周期对模具制造模具制造业提出来更高的要求，要有更短的交货周期，这也是其发展的一个瓶颈。注射成型是一门复杂的技术，但同时也是一种高效率的生产方式用于生产热塑性塑料，包括壁薄和复杂形状的产品，同样注塑成型也有许多优点，比如，较短的生产周期，良好的产品表面质量，因此，它广泛应用于热塑性塑料的成型。例如，用于开发通讯和电子类消费品，像掌上电脑，手机等。它导致产品发展的趋势是更薄，更小。更轻，产品的设计理念是更小，更方便。最终，产品的形状在不断的变化，同时却拥有更多的功能集于一身。生产塑料件的主要方式是注塑成型，然而塑料件的壁厚越来越薄，其生产难度变得很大，因此对注塑行业能够生产更薄壁厚的产品提出了更高的需求。注塑成型的过程可描述如下首先，原材料被加热到融化温度，高压力作用下注射到模具体内，注射完成后需要一段时间保压，用于补缩最后冷却，开模，取出塑件。塑件可能有一些缺陷，比如收缩变形，裂纹等。而这些都是由注射过程中的参数决定的。这些参数决定了塑料件的精度和质量。 因此，有效的控制这些参数是很重要的几个综合方面的研究表明，型腔压力和模具温度对塑件质量有一定的影响。 ostawa? 和oszkul? 指出塑件的收缩变化和塑件重量存在一个函数关系Jansen 等人在不同的注射条件下测定了7中塑料的收缩情况，指出成型的重要参数是保压压力和熔体温度Kazmer和Barkan研究了注射过程中不同压力在充填和保压阶段对产品质量的影响。他们的研究表明型腔压力是影响产品质量的重要因素Bushko 等人研究了两平行平板件成型过程中注射参数对翘曲，收缩，残余应力的影响。张某人等设计了一个无线装置，用于测定注射过程中的压力，结果令人欣慰Tiomnlio 等人研究了残余应力和收缩率对最终产品质量的影响Angstadt 和Coulter 研究了型腔压力和塑件质量的关系，结果表明型腔压力对塑件质量是有影响的。以上的学术研究中，研究者们探讨型腔压力和模具温度对产品翘曲，收缩的影响，然而。产品质量并不是由翘曲和收缩决定的。通过这种方式，测量结果和注塑参数之间的关系才能被更深入的理解。另一方面迄今进行的大部分研究都是通过计算机模拟的。一般来说这种结果是可以接受的，但是在某些情况下，模拟的结果和实验的结果是有差异的。虽然实验研究的费用是高昂的，但是为了获得准确的结果，这是很有必要的。在这个试验中为了完全理解各个参数对塑件质量的影响，有必要使用灵敏的传感器件，这样才能从实验中获得令人信服的结果。在这项研究中，注射参数对塑件质量的影响得到了全面的监测用于测定压力和模温的传感器是置于模具之中的而不是通过注塑机上的传感器获得。希望这一研究获得的结果会对研究者和模具制造商都有好处。 实验研究 1模具的设计和制造 图1 塑件图 图2 模具模型 图3 型腔和流道在模具中的布局 2、注塑生产 这个实验是在一台HTW58型注塑机上进行的，注射压力为224MP，螺杆直径为25MM，锁模力为2.43T。实验的最初参数来源于学术文献和工厂生产经验。 实验过程中采用了不同的压力和温度，保压压力从850Bar到100Bar，熔体注射温度从185度到225度，但冷却时间都为25S 实验采用的材料是ABS ，它用途广泛，很适用于注射成型，具有良好的尺寸稳定性，还可用于电镀，喷漆等，ABS的性能如下表所示 表1 ABS的机械性能属性拉伸强度伸长弯曲强度冲击强度洛氏硬度条件23。 23。 23。 6.1 mm 方法（ASTM 750）D 638 D 638 D 790 D 256 D785 单位kg/cm % kg/cm kg cm/cm R-scale 典型值 500 30 600 21 104 3、测量注射压力和温度 随着高质量注塑机需求的不断增加，控制注射压力和温度对注塑机来说变得很重要。注塑过程中，通过压力和温度传感器收集信息，并在注塑机的反馈系统作用下，很好的控制和调节这些参数。虽然，采用压力