根據(jù)Research and Markets的研究數(shù)據(jù),，目前,，全球塑料注塑件的市值規(guī)模達(dá)3,250億美元,，預(yù)計(jì)最快在2025年該市值就將達(dá)到4787.2億美元,，2019-2025年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.7%,。
受亞洲經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的驅(qū)動(dòng),，以及受益于工藝效率和新樹(shù)脂材料的推進(jìn)，塑料部件在更為復(fù)雜的應(yīng)用中廣泛使用,，這為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工程師帶來(lái)了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn),。
塑料注射成型的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)就是能夠以相對(duì)開(kāi)發(fā)成本而言(工具)較低的單價(jià)成本生產(chǎn)非常大批量的產(chǎn)品。不過(guò),，這些相同的大體量生產(chǎn)需要使用良好的模具設(shè)計(jì),。
細(xì)小的，逐步改進(jìn)的模具設(shè)計(jì),，對(duì)小批量注塑部件的生產(chǎn)影響可能微不足道,，但在生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)成品零件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)影響。這就是為什么在任何工具項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段,，采用合理的設(shè)計(jì)邏輯至關(guān)重要,。
以下是為高溫環(huán)境中使用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩個(gè)多腔注塑模具時(shí)，需要考慮的四大關(guān)鍵因素和五大注意事項(xiàng),，而這些考量普遍適用于任何應(yīng)用的項(xiàng)目,。
材料設(shè)計(jì)
每種熱成型樹(shù)脂都具有獨(dú)特的化學(xué)和機(jī)械性能，需要與將要用于模塑它的模具鋼部件配合,。例如,，當(dāng)使用聚醚醚酮PEEK(一種用于汽車、航空航天和醫(yī)療應(yīng)用的高溫工程塑料)時(shí),，該模具需要能夠承受更高的成型溫度,，同時(shí)保持尺寸穩(wěn)定性。
1,、用高溫PEEK塑料材料生產(chǎn)的部件
針對(duì)使用高溫PEEK塑料材料生產(chǎn)的部件,，建議的模具工具材料選擇是S136不銹鋼。不銹鋼適用于PEEK要求的較高溫度下的大規(guī)模生產(chǎn),。另外不銹鋼還能耐玻璃纖維的磨損,，并經(jīng)過(guò)高度拋光處理，可令塑料部件獲得超卓的表面質(zhì)量,。
由于PEEK必須在高溫高壓下注塑,，因此必須小心地對(duì)模具工具進(jìn)行熱處理。熱處理過(guò)程是在最終拋光之前,，和CNC加工之后進(jìn)行,。
2、模具拋光和熱處理前進(jìn)行粗磨
由于S136不銹鋼并非一種價(jià)格低廉的工具鋼,，因此建議僅加工一部分模塑工具插件,，以降低總工具成本。一旦加工好,，就可以將插件放入更大標(biāo)準(zhǔn)的模塑工具材料(如P20或NAK80塑料模具鋼)的模塊化模具中,，然后將其安裝到機(jī)器中,。
由于PEEK要求的注塑成型溫度通常超過(guò)大多數(shù)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)加熱回路溫度，為了滿足必要的高成型溫度,，必須使用單獨(dú)的電加熱線圈,。
電加熱器可以非常有效和均勻地分配熱量以獲得良好的成型效果，但反過(guò)來(lái)又對(duì)冷卻通道的正確設(shè)計(jì)提出更高要求,，以便快速散熱以獲得良好的循環(huán)時(shí)間,。
拔模角度設(shè)計(jì)
由于樹(shù)脂具有獨(dú)特的收縮率，在冷卻時(shí)會(huì)出現(xiàn)收縮,，這可能導(dǎo)致模塑部件粘在模腔內(nèi),，出現(xiàn)黏膜情況。
制造商的規(guī)格表雖然有助于確定最小拔模角度,，但這也受到零件表面紋理的影響,。在某一點(diǎn)上，更多紋理(咬花)的注塑部件需要更大的拔模角度,。
3,、移動(dòng)分型線需要拔模角度
產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在兩個(gè)垂直面的直角交叉處確定分型線是很普遍的。但如果其中一個(gè)面是外觀面,，而模具中出現(xiàn)任何多余料,，則可能會(huì)損壞外觀表面。
為了避免出現(xiàn)這種損壞情況,，最好將分型線移到相鄰的非外觀面上,。該分型線應(yīng)沿拔模角稍微傾斜移動(dòng)，而不是剛好90度,。如果出現(xiàn)多余料,，則可以在不損壞成品部件外觀的情況下將其裁剪掉。
壁厚設(shè)計(jì)
壁厚管理對(duì)于控制應(yīng)力標(biāo)記至關(guān)重要,，同時(shí)確保設(shè)計(jì)滿足最小壁厚的同時(shí)與相鄰部位的厚度保持最大程度的一致性。
4,、在澆口附近施加高注射壓力
澆口是代表高初始注射壓力的區(qū)域,，而窄的壁厚也意味著增加注射壓力會(huì)受到限制。如果不平衡,，這兩種力會(huì)對(duì)模具造成剪切,，多余料甚至損壞效果。因此,，增加澆口附近的壁厚,，降低注射壓力或同時(shí)實(shí)施兩個(gè)動(dòng)作都是良好的設(shè)計(jì)實(shí)踐。
其次,，出現(xiàn)多余料的可能性也會(huì)增加,，因?yàn)閴毫?huì)精確地施加在分割線上,。如果出現(xiàn)多余料，則需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力來(lái)移除,，還會(huì)在成品上留下相應(yīng)的標(biāo)記,。
最后，相鄰區(qū)域質(zhì)量不均等也將導(dǎo)致凹痕,。這些損害不僅令塑料部件外觀變得難看,，而且還會(huì)損害部件的結(jié)構(gòu)完整性。
脫模設(shè)計(jì)
脫模力應(yīng)該均衡地施加在注塑部件的表面區(qū)域,，同時(shí)考慮厚度和質(zhì)量,，以防止部件翹曲或斷裂。另外,，在澆口周圍的區(qū)域,，將需要增加卸料板或額外的頂針式脫模裝置。這些頂針式脫模裝置是在短射的情況下清理澆口所必需的,。
5,、幾何形狀很難平衡?
由于澆口附近的區(qū)域?qū)⑻幱趹?yīng)力下，因此最好盡可能將壁厚設(shè)計(jì)得更厚些,，或者利用襯墊或其他平坦區(qū)域以提供頂針頂出的推動(dòng)力,。
隨著設(shè)計(jì)師和工程師繼續(xù)沿著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向不斷前進(jìn)，把握對(duì)塑料注塑模具的細(xì)微差別以及正確調(diào)適這些差別至關(guān)重要,。
吹瓶機(jī)丨塑料吹瓶機(jī)丨PET吹瓶機(jī)?
