想要學習低壓結構發泡注射成型(ME法),收藏這篇文章就夠了!



結構發泡注塑成型是比較新穎的注塑技術,已經發展了很多種結構發泡的注塑成型方法。如:單組分法,雙組分法;低壓法,中壓法,高壓法;還有以許多公司進行研究和試驗而命名的方法,如:BASF法、GE法等等。 


結構發泡能制成壁厚在5mm以上或壁厚突變的制品,其制品是一種具有致密的連體發泡材料,其單位重量的強度和剛度比同種未發泡的材料高3~4倍,結構發泡制品不僅抗彎曲剛性高,可減少加強筋,消除壁厚產生的縮痕,而且制品的內部應力集中小,使用過程中不易產生大的變形,還具有機械加工性能好的特點。 


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這里著重介紹低壓結構發泡成型。 


低壓結構發泡注塑又稱ME法,低壓結構發泡注塑方法通常采用化學發泡劑偶氮二甲酰胺或其它化學發泡劑。 


結構發泡工藝的優點:


 1、 普通注射成型中固有的縮痕問題在結構發泡成型中不存在,因為結構發泡壓實了所有表面; 


2、 壁厚截面給予整體結構更好的剛性;


3、 低的注塑壓力使操作者可以同時在一臺機器上使用多套模具,這就使運轉周期被幾個零件平分,降低了成型費用 。


4、 節省材料 


結構發泡工藝的缺點: 


1、 常情況下,結構發泡最小壁厚為5mm,這樣即使降低密度,成型零件的質量也較大; 


2、 成型周期長達3~6min; 


3、 對于外觀要求高的地方,漩紋和不一致的表面光潔度需要進行整容加工; 


4、 采用結構發泡工藝的低壓注射很難充滿精密結構的細小區域。 


低壓結構發泡注塑機的特點: 


1、 模板面積大,合模力比普通機低; 


2、 注射裝置裝有止逆閥,因此可以使計量和發泡率穩定。 


3、 可采用超高速注射,提高發泡倍率。 


低壓結構發泡注塑工藝過程與普通注塑十分相似,由以下工作程序組成:


1、 塑化計量 


含有發泡劑的成型材料從料斗落入塑化料筒中,由于螺桿的旋轉將物料塑化和熔融并輸送到料筒前端的計量室。發泡劑在溫度和剪切的雙重作用下開始分解并均勻分布到熔料中去。


由于自鎖噴嘴的封閉作用和背壓作用,使熔體壓力要高于發泡劑氣體的發泡壓力,從而阻止塑料熔體在料筒中提前發泡,只有注入模具型腔時才能發泡。

 

2、 注射充模


注射時,料筒計量室中的熔體以極短的時間注入模腔。由于注塑速度快、時間短,發泡劑還來不及放出氣體進行發泡,這時型腔未被熔體充滿。 


3、型腔內發泡


在熔料注入模腔以后,在預塑料中均勻分布的氣體就要開始膨脹,熔料體積增大,直至模腔全部被充滿,與此同時模腔的熔料將受排出氣體的反壓作用。 


4、定型冷卻


模具冷卻作用使熔體的熱量排出,于是塑料制品的表面與芯部形成較大的溫度梯度。在冷卻和芯部發泡氣體的壓力共同作用下,型腔表面形成致密的表皮層。 


5、脫模頂出


當型腔的致密表層能承受芯部氣體的壓力,并能經受頂出時,即可脫模。脫模后的制品可進行水冷,這樣可節省冷卻時間,縮短成型周期。 


結構發泡的工藝因素: 


1、 注塑速度


為了獲得泡孔大小和泡孔分布均勻的結構發泡注塑制品,注射速度必須要快,這是為了保證在模腔內部全部發泡而不是在模腔以外處發泡。


如果注射速度慢會使氣泡流經噴嘴和澆口的時間變長,會產生大小不均的泡孔,而位于前沿的熔體由于氣體已經逸出,會失去發泡作用而影響制品的物理機械性能。


注塑速度慢還會使模腔表面流動的熔體固化,增加了后續熔料的流動阻力并使制品密度加大。但是不適宜的高速注射會導致熔體與模腔壁之間的強剪切作用,使含有氣泡的熔體在模具表面上滑動,產生粗糙的表面。 


2、 注塑壓力


在模腔澆口處使聚合物熔體壓力突然降低有利于氣泡的形成和增長,然而這又會使在流道內的熔體形成氣泡的可能性減少。使用較高的注射壓力得到的氣泡不大,但卻很均勻。 


3、 注塑溫度


充模時,熔體溫度對氣泡動力起到重要作用。熔體溫度是控制氣泡增長的重要工藝因素。熔體溫度降低,氣泡形成較少,氣泡增長慢,隨著溫度降低,熔體粘度會增加。 


4、 保壓壓力


保壓壓力對控制結構特別重要,降低模腔壓力會促進氣泡的增長,但如果保壓壓力過高,保壓時間長,模腔會補給更多的熔料而引起更多的癟泡。 


5、 冷卻時間


結構發泡成型制品必須要有較長的冷卻時間,因為當接觸模具的外層得到快速的冷卻凝固即進行脫模時,制品內部尚未完全冷卻固化,發泡壓力仍然起作用,使制品繼續膨脹,壁厚越厚的地方,這種現象越嚴重,甚至漲裂制品表面。 



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