注塑成型加工是一种复杂的制造工艺,在这个过程中有多种因素可能导致加工误差:
模具因素
模具设计不合理:
壁厚设计:如果产品壁厚设计不均匀,在注塑过程中,塑料熔体在厚壁处冷却速度慢,薄壁处冷却速度快,会导致收缩不一致,产生翘曲变形。例如,一个塑料制品的一侧壁厚为 5mm,另一侧为 3mm,冷却后厚壁侧收缩程度更大,从而使产品产生变形。
浇口位置和数量:浇口位置不当可能会导致熔体流动不均衡。如对于一个大型平板状塑料制品,浇口如果只设置在一端,熔体在流动过程中会产生较大的压力降,使得远离浇口一端的塑料填充不足,造成尺寸误差。浇口数量不合适也会产生类似问题,过多的浇口可能会导致熔接痕明显,而过少则可能无法使塑料均匀地填充整个型腔。
脱模机构设计:如果脱模机构设计不佳,在脱模过程中可能会对产品产生过大的拉力或压力,导致产品变形。例如,对于一些具有内部倒扣结构的产品,若脱模机构不能有效地实现侧抽芯,强行脱模就会使产品损坏或产生形状误差。
模具制造精度问题:
加工精度:模具的加工精度直接影响产品的精度。如果模具型腔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度不符合要求,就会复制到塑料制品上。例如,模具型腔的尺寸加工误差为 ±0.1mm,那么注塑出来的产品尺寸也会相应地产生误差。
模具装配精度:模具装配过程中,如果各组件之间的配合精度不够,如型芯和型腔的同心度差、滑块与导轨之间的间隙过大等,都会影响产品的成型质量。例如,型芯和型腔的同心度误差过大,会导致产品壁厚不均匀,产生尺寸偏差。
注塑机因素
注塑机精度问题:
注射系统精度:注射系统包括螺杆、料筒等部件。如果螺杆的直径精度、螺距精度等不符合要求,或者料筒的内径精度有偏差,会影响塑料熔体的注射量和注射压力。例如,螺杆直径误差导致每次注射的塑料体积不准确,从而使产品重量和尺寸产生误差。
合模系统精度:合模系统的精度对于保证模具型腔的密封性至关重要。如果合模力不足,在注塑过程中模具型腔可能会被撑开,产生飞边,影响产品尺寸精度;如果合模系统的平行度差,也会导致模具型腔局部受力不均,使产品出现变形等问题。
注塑机参数设置不合理:
注射压力和速度:注射压力过高或速度过快,可能会使塑料熔体产生较大的剪切热,导致塑料降解或产生残余应力,进而引起产品变形。例如,对于一些热敏性塑料,如 PVC,过高的注射压力和速度会使 PVC 分解,不仅影响产品性能,还会导致尺寸不稳定。
保压压力和时间:保压过程是为了补充塑料熔体在冷却过程中的体积收缩。保压压力不足或时间过短,产品会出现收缩凹陷;保压压力过高或时间过长,则会导致产品内部产生过大的残余应力,脱模后产品可能会出现翘曲变形等问题。
冷却时间:冷却时间过短,产品脱模后可能会因为塑料没有充分冷却固化而产生变形;冷却时间过长,则会降低生产效率。不同的塑料材料需要根据其热性能来合理设置冷却时间,如结晶性塑料(如 PP、PE)和非结晶性塑料(如 PS、ABS)的冷却时间要求就有所不同。
塑料原料因素
塑料的收缩率差异:不同种类的塑料具有不同的收缩率,即使是同一种塑料,由于不同的生产批次、添加剂成分等因素,收缩率也可能会有所差异。例如,PP 塑料的收缩率一般在 1.0 - 2.5% 之间,如果在生产过程中更换了不同收缩率的 PP 原料,产品的尺寸就会发生变化。
塑料的流动性差异:塑料的流动性影响其在模具型腔中的填充情况。如果塑料的流动性不好,可能无法完全填充型腔,导致产品缺料;如果流动性太好,又可能会产生溢料现象。例如,添加了过多润滑剂的塑料,其流动性增强,在注塑时容易出现飞边,影响产品的精度。
环境因素
温度变化:注塑车间的温度变化会影响塑料原料的温度和模具的温度。如果车间温度不稳定,在注塑过程中,塑料熔体的温度会受到影响,进而影响其流动性和收缩率。例如,在夏季高温环境下,塑料熔体的温度可能会升高,流动性增强,需要适当调整注塑参数以保证产品质量;而在冬季低温环境下,塑料熔体温度较低,流动性变差,可能导致填充不足。
湿度变化:对于一些吸湿性强的塑料,如尼龙(PA),湿度的变化会影响其性能。在高湿度环境下,尼龙会吸收空气中的水分,使其含水量增加,从而改变其熔体粘度和收缩率,导致产品尺寸和性能发生变化。