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    高温塑料成型工艺指导和案例分析汇编:PA46

    帖子创建时间:  2008年11月03日 10:50 评论:13 浏览: 1068 投稿

      【编者按:塑之道以前做过类似的工作,但不太完善,有些连帖子也找不到了,现在重新来过,欢迎跟帖讨论及提供案例】

    1.       产品设计
     
        产品设计师在设计新产品应用PA46时,永远应该牢记一些要求。如同其它工程塑料一样,在成型加工的冷却过程中,PA46也会收缩。它的表面外观质量受模具表面质量和成型加工工艺条件影响,如果不遵循适当的工艺指导,机械性能可被损失。若设计中有尖角,对缺口的敏感会导致其过早失效。这里说的每一项要求都会在以下文中提到。
     
    [尺寸所有的热塑性工程塑料都表现出一定的成型收缩。非增强材料,一般PA46比典型的无定形材料收缩要大,为2%。添加玻纤后材料的收缩降低至0.2% ~ 0.9%,与玻纤含量有关。
        吸水对于预告PA46产品的尺寸起着重要作用。吸水与湿度和时间有关,是一个可逆过程,直到达到平衡。设计师应该考虑到产品使用的湿度环境。与收缩类似,玻璃纤维增强级的吸水与非增强是不一样的。非增强和矿粉增强的PA46通常是收缩各向同性的。也就是说,流动方向的收缩基本与垂直流动方向一致。但是,由于玻纤的取向,垂直流动方向的收缩率通常比较大,约在数值上比流动方向大50%~1 0 0 %。这就是玻纤增强结晶性材料的成型零件常发生翘曲的基本原因。
     
    [表面质量]有些PA46能够很好地复制出模具的表面。作为一般的法则,非增强级材料最好;玻纤增强的表观最差;矿粉和玻纤/矿粉混合增强的介于两者之间。此法则尤其适用于光亮的表面,通常用纹理面来遮盖表面的小缺陷。此外,模温越高,越容易复制模具表面。
     
    [壁厚]功能和特殊要求往往决定了产品的部件的壁厚。壁厚应尽可能设计得薄以缩短成型周期。注塑成型的最小壁厚与产品的几何形状及材料的流动性有关。PA46成型壁厚可达0.25 mm,前提条件是流动长度小于100倍的厚度。均匀的壁厚有助于一致性和均匀充模,从而对收缩和翘曲预知更多,得到机械性能更好的产品。当由于设计需要而不可避免壁厚不均匀,则应采用壁厚渐变的方式。
     
    [角和圆弧]尖内角会形成应力集中。它是塑料件失效的最常见原因。所有聚酰胺都对缺口有些敏感,而玻纤增强的特别敏感,内角的应力集中,可采用圆弧设计来减小。作为一般准则,内角半径等于壁厚的一半,这样可以把应力都分散到表面。较小的半径还会有应力集中,而太大的半径帮助不大,并且可能会降低功能。
    外角应该保持沿内角半径上壁厚一致,这样减少壁厚变化,有助于防止翘曲、缩影和空陷。
     
    [加强筋]加强筋为产品设计师提供了一系列优点,可以同时增加强度和刚性。去掉了厚重的横截面,可以减少重量和缩短成型周期,从而显著降低成本;然而加强筋并不是什么都好,加强筋的背表面可能会出现缩影,一般用纹理来遮盖,加强筋与产品壁面的交汇处,如果不好好遵循以上说的设计准则,可能会出现应力。
    简言之,加强筋给设计师提供了一个有用的工具。只是在实际应用中对机械性能有必要的要求时才采用。
     
    2.模具设计
     
        产品设计好了并不保证项目就会成功,如果模具和制造不恰当。PA46几乎都是用于对功能有特别要求的应用。由于这些都趋向昂贵,所以高效地生产高质量部件是基本的要求;而高效高质量生产只有当模具设计和制造都达到高标准并采用优质模具钢才能实现。
     
    [浇口和流道]PA46与其它聚酰胺一样,要求较小的浇口和流道系统。非增强的PA46,流道可以非常细,以节省材料缩短周期时间。较大的部件和较高的比例填充增强材料要求更宽畅的浇口和流道系统。所有类型的浇口都可以采用,但是潜伏式浇口由于其自动脱离浇口的能力而较常采用。
     
    [热流道]当今热流道已使用相当普及,因为它没有脱浇口的操作,使得浇口位置设计自由度更大,从而减少了料柄材料,缩短了成型周期;缺点是起动系统到周期稳定工作常有问题,以及在分流道中长期驻留的分解材料,设计不好或不适当启动和关闭都会出现问题。
        绝大部分的热流道制造商都制造的分流道都已被成功地应用于加工PA46。开式的、外部加热的系统工作起来最好。它使熔融的材料自由地通过系统,而没有过大的剪切、磨损或材料堵塞。
    好的模具,系统必须具以下几个显著特性:
    -精确的控温系统
    -足够的加热能力
    -正确的浇口位置和尺寸
    -喷嘴尖端合理的绝热
    -在分流道的驻留时间最短
     
    [排气]如同所有热塑性工程塑料,PA46充模时产生的气体需要通过模具上的排气槽排出。排气应开在形腔中气体易被捕获或最后充模的部位,气槽深度0.018 ~ 0.023 mm长度至少0.75 mm,第二级排气槽宽度等同于与第一级,深度0.5 mm。所有的排气必须最终能排到大气中。
     
    [收缩和翘曲]由于PA46的高度结晶度,预估收缩和翘曲就变得非常困难。模具设计师应该牢记在各牌号的性能指标中给出的线性收缩率,玻纤增强的产品各向异性非常明显。模流分析工具在复杂的部件上确定其流动模式是有其特定价值的;
        另外,特别苛刻的部件,如齿轮,在开永久性的模具之前应该做一个简易样品模具,目的是精确地预告收缩和翘曲。这里的基本要点是样品模和生产模一定要用同样的浇口和流道系统。
    东莞市塑之道高分子材料有限公司
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