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注塑产品设计基础
工程塑料概要
塑料的主要成分:
树脂为塑料的最主要及本质的成分,有天然树脂和合成树脂两种。它们是高分子化合物,含有上千,甚至上百万原子,简称高聚物。
填充剂,或填料,是塑料中另一很重要,但并非必不可少的成份。填充剂既有增量作用,又可以改善塑料的性能,使其成本降低,同时扩大其使用范围。
一般填充剂为:玻璃纤维,石棉纤维,碳纤维,木粉,滑石粉,云母粉,石棉粉,石墨,金属粉等。如用玻璃纤维作塑料的填充剂,能使塑料的机械强度大幅度提高.
增塑剂。有些树脂,如PVC,CA(醋酸纤维)等的可塑性很小,柔软性也很差。为此加入些可与树脂相溶且不易挥发的高沸点有机化合物,改善其成型加工性能,改进塑件的柔韧性,弹性等.
此外,还有着色剂及稳定剂等.
塑料的结晶性:
根据塑料冷凝时有无结晶现象,可将塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料(无定型)(聚乙烯),PP(聚丙烯),POM(聚甲醛)及PA(尼龙)等;后者如PS(聚苯乙烯),PC(聚碳酸脂),ABS及有机玻璃等.
结晶型塑料有以下特性,在模具设计时应考虑:
各向异性显著(内应力大).
溶态与固态的比重差大,成型收缩率较非结晶型塑料大得多.
升温至成型温度时所需热量较多.
冷凝时放出热量较大,应对模具充分冷却.
冷却快,则结晶度低,收缩小,透明度高.
塑料的特性:
重量轻:~;最重的是聚四氟乙烯(PTFE).塑料的平均比重只是铝的1/2.
比强度高:,玻璃纤维增强塑料的比强度甚至超过钢的水平.
耐磨性,自润滑及吸震性好:这些特点加上较好的机械强度,因而在电子设备的传动及摩擦机构中(如齿轮,齿条,滑轮,滑块等)得到了广泛运用.
优越的化学稳定性:一般塑料对酸碱盐等化学物品均有一定的抗腐蚀性.
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PA(尼龙)
()
160
60
44
电子(22%),汽车(32%),机械,建筑,包装材料等
PC(聚碳酸脂)
110
30
38
~27%
电子(38%),建筑(20%),CD、DVD(12%),汽车等
POM(聚甲醛)
53
25
~16%
汽车(39%),电子(16%),其它工业领域
PBT及PET
复合物
37
?
~150%
汽车(25%),电子(24%),家电产品(14%),其它
LCP
(流性晶体塑料)
电子(52%),音视、通讯产品(33%),汽车(6%),
PP()
优良的性价比
(环保)
~20%
包装材料(40%),汽车及电子(20%),纺织(20%)
二、通用注塑成型系统
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工作循环
计量:成型一定大小的塑件,必须使用一定量的颗粒塑料(经过预先干燥去水分).
塑化:使塑料成熔融态,才可注入模腔.
注塑充模:对熔融塑料施加注射压力,注入模腔.
保压增密(预冷却):熔融塑料充满模腔后,维持一定(后)压力,向模腔内补充模腔因收缩而产生的空间.
冷却:保压结束后,进入正式冷却阶段.
开模,顶件:合模装置带动动模打开,顶料器顶出制品.
取件,闭模:塑件自然掉落,或使用机械手取出制品,合模装置带动动模关闭并锁紧模具.
注射成型的三个阶段:
颗粒进入料筒前的料流阶段,塑料主要受机械力作用产生固态的颗粒运动.
塑料在料筒热和剪切摩擦力等作用下,形成熔融态而在料筒中流动.
塑料成型阶段.
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三、塑料收缩率及加工成型特点
注塑流动、收缩变形及其它问题
厚壁塑料件:沿流动方向收缩率随压力的变化关系(较平缓)
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薄壁塑料件:沿流动方向收缩率随压力的变化关系(较陡)
改变注射点,缩短流程:
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玻璃纤维增强塑料制品的收缩特点:
基本设计要点
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熔接口问题
如图所示,在受载荷处有熔接口,可作加宽设计,或改变注塑点:
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塑料件的壁厚
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