注射成型模具
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-01-20
注射成型模具的視頻教程
ABAQUS-塑料瓶注射成型模擬（CEL）
本案例基于ABAQUS模擬了熔融塑料在模具中成型的流動(dòng)過(guò)程，采用顯示動(dòng)力學(xué)分析步，分析時(shí)長(zhǎng)2s。模具采用剛體約束，考察熔融塑料的流動(dòng)和連續(xù)性。
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ABAQUS-模具沖壓成型
但是沖壓成型加工也存在以下缺點(diǎn)： (1)噪聲和振動(dòng)大； (2)模具精度要求高、制造復(fù)雜、周期長(zhǎng)、制造費(fèi)用昂貴，因而小批量生產(chǎn)受到限制； (3)如果零件精度要求過(guò)高，沖壓生產(chǎn)難以達(dá)到要求。
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關(guān)于物理發(fā)泡注塑成型時(shí)，模具設(shè)計(jì)有哪些注意事項(xiàng)？
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的建議： Boss柱底部壁厚應(yīng)在正常壁厚的75%-90%，避免氣孔吹破 Boss柱底部應(yīng)使R角過(guò)渡 型芯要有排氣設(shè)計(jì) Boss柱厚度較薄時(shí)，應(yīng)使用加強(qiáng)筋 (制品壁厚小于2.5mm時(shí)) ——加強(qiáng)筋的厚度應(yīng)是Boss柱壁厚的80%左右，防止缺料或困氣發(fā)生 模具設(shè)計(jì)建議： 需要通過(guò)模流分析評(píng)估冷卻水管到模壁的距離，如果公母模冷卻不均，會(huì)產(chǎn)生實(shí)體表皮與發(fā)泡芯層偏析的現(xiàn)象
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注射成型模具的實(shí)例教程
熔融塑料流程的計(jì)算，推薦讀者參考徐佩弦主編的《塑料注射成型與模具設(shè)計(jì)指南》（機(jī)械工業(yè)出版社出版，2014年）一書。
由于塑件的使用性能要求，外表面不能存在澆口或其它頂針痕跡。為此，模具設(shè)計(jì)了倒裝模具結(jié)構(gòu)。由于頂針板巨大，在頂針板兩端設(shè)計(jì)兩個(gè)或4個(gè)油缸很難平衡頂出，故在頂針板中間設(shè)計(jì)了兩個(gè)頂出油缸，將每一側(cè)的方鐵截成兩端。
塑件的冷卻系統(tǒng)采取多路水塘冷卻，前后模均設(shè)計(jì)了水塘。
注塑模具多用工具鋼制成，在工作中它要遇到腐蝕性氣體、水等導(dǎo)致生銹的物質(zhì)。生銹模具制得的塑件將會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，因此需要將其排除。
熔體分解產(chǎn)生的氣體
有些原料加熱后會(huì)生產(chǎn)揮發(fā)性氣體，很多原料在過(guò)熱時(shí)也產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，這些氣體多帶腐蝕性，它們彌漫于機(jī)器周圍，當(dāng)模具不工作時(shí)，它們會(huì)對(duì)模具產(chǎn)生腐蝕。
對(duì)此，在機(jī)器停止工作時(shí)，應(yīng)用軟布將模具擦凈，并閉合模具，若較長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，模腔內(nèi)要噴防銹劑，在關(guān)閉模具時(shí)還要涂上黃油，堵上澆口。
模具中的冷卻水
模具中多通冷卻水以驚醒冷卻，因此機(jī)器周圍水氣較多。如將模具冷卻到露點(diǎn)一下，空氣中的潮氣就會(huì)在模具表面結(jié)成水珠，如不及時(shí)擦去就易生銹。
特別是在模具停止工作后，會(huì)很快產(chǎn)生冷凝水。因此，不要輕易停止成型，即使要停止，也要關(guān)閉冷卻水，并將模具擦干。
成型時(shí)產(chǎn)生的碳化物
模具在較長(zhǎng)時(shí)間工作后，成型材料中析出和分解生成碳化物，常使模具磨損、腐蝕或生銹。對(duì)此，若發(fā)現(xiàn)有碳化物生成，應(yīng)立即用干布將其擦掉、擦凈。
展開(kāi) 隨著塑料流經(jīng)注射成型機(jī)和模具的不同部分，由于阻力和摩擦的影響，作用于塑料流動(dòng)前沿的壓力就會(huì)有損失。另外，隨著塑料接觸模壁，它就開(kāi)始冷卻，增加塑料的粘度，從而要求額外的壓力推動(dòng)塑料前進(jìn)。
在模壁形成的塑料皮層會(huì)減小塑料流動(dòng)的橫截面積，從而導(dǎo)致壓力降。注射成型機(jī)上可得到以設(shè)定的注射速度用于推送螺桿的壓力是有最大限制的。以設(shè)定的注射速度推動(dòng)螺桿前進(jìn)所需要的壓力從不應(yīng)該超過(guò)可得到的最大壓力。
例如，考慮到注射成型機(jī)最大可得到的液壓壓力是2200psi，要求的螺桿速度是5英寸/秒。為了讓螺桿以5英寸/秒的速度前進(jìn)，如果它需要2400psi，然而機(jī)器將不能提供這樣的壓力從而螺桿就不會(huì)以5英寸/秒的速度行進(jìn)。在這種情況下，工藝受到了壓力的限制。
在工藝開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，了解在每一部分上的壓力損失有助于確定整體的壓力損失，以及何處出現(xiàn)了大的壓力降。然后，可以修改模具以減小壓力降，獲得較好的持續(xù)性流動(dòng)。確保不會(huì)達(dá)到最大的壓力，是很重要的。
第一次試模過(guò)程中，從以上圖中可以看到以下幾點(diǎn)：
塑料為了到達(dá)填充的末端，要求可獲得2200psi的整體壓力。
塑料為了到達(dá)產(chǎn)品的中間部分，幾乎需要可獲得2200psi的整體壓力。
基于以上兩點(diǎn)，工藝受壓力限制。塑料為了從二級(jí)分流道的末端到達(dá)三級(jí)分流道的末端需要1379 – 983 = 396psi的壓力。塑料為了流過(guò)澆口，需要1897 – 1379 = 518psi的壓力。
因此三級(jí)分流道和澆口看起來(lái)有相對(duì)大的壓力降，那么三級(jí)分流道和澆口都應(yīng)該被放大。這將能減少充填末端最終的壓力至1901psi。現(xiàn)在工藝不再受壓力限制。確保足夠的注射壓力將有助于達(dá)到模具一致充填的目的。
展開(kāi) 應(yīng)用領(lǐng)域
目前，注塑成型工藝能夠?qū)崿F(xiàn)批量制造形狀一致的物品，因此非常適合大批量的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品制造。
3D打印只需通過(guò)控制終端輸入三維圖像，就能將原材料打印成實(shí)物模型，甚至直接制造零件或模具，從而有效地縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。目前，3D打印已廣泛在創(chuàng)客、建筑設(shè)計(jì)、模具模型設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到成熟應(yīng)用。
粘結(jié)劑噴射金屬3D打印與注射成型的對(duì)比
金屬注射成型 (MIM) 是一種用于金屬零件大批量生產(chǎn)的強(qiáng)大制造工藝。但粘結(jié)劑噴射金屬3D打印以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)提供了一種引人注目的替代方案。
粘結(jié)劑噴射金屬3D打印采用陣列式噴頭，把CAD模型切片得到一系列二維數(shù)據(jù)。根據(jù)切片得到的二維圖形，在金屬粉末床中選擇性的噴射粘結(jié)劑來(lái)固化成型，層層疊加制作完成整個(gè)初坯零件。然后將初坯零件通過(guò)預(yù)燒結(jié)得到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行清粉。最后通過(guò)高溫?zé)Y(jié)將粘結(jié)劑去除并實(shí)現(xiàn)粉末顆粒之間的熔合，從而得到高致密度和高強(qiáng)度的零件。兩種技術(shù)之間既有相同之處，也有不同之處。
粘結(jié)劑噴射金屬3D打印與注射成型的異同點(diǎn)
首先3D打印的設(shè)計(jì)約束少，逐層制造零件的特點(diǎn)使該技術(shù)具有更好的設(shè)計(jì)自由度，原則上來(lái)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜形狀零件的打印。這也意味著可以將幾個(gè)零件整合——幾個(gè)連接件可以被一個(gè)零件取代，但實(shí)現(xiàn)的功能一樣——從而減少零件數(shù)量并縮短裝配時(shí)間。而MIM的設(shè)計(jì)需要考慮零件脫模，所以限制了一些形狀，無(wú)法像3D打印一樣制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件。不過(guò)，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印后期燒結(jié)工藝因?yàn)橹亓湍Σ烈约笆湛s的影響，不擅長(zhǎng)加工無(wú)支撐結(jié)構(gòu)的大面積薄壁件，也不善于制造細(xì)枝樹(shù)狀零件等。
粘結(jié)劑噴射金屬3D打印與注射成型原理
其次成型工藝不一樣，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印采用陣列噴頭選擇性的噴射粘結(jié)劑固化而成，而MIM則采用模具注射成型。
展開(kāi) 一種用于壓塑、擠塑、注射、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括 塑料模具由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截?cái)嘟M件和側(cè)截組合板組成的具有可變型芯的凸模。
模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化。可加工不同形狀、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工業(yè)中和塑料成型機(jī)配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機(jī)和塑料制品的結(jié)構(gòu)又繁簡(jiǎn)不一，所以，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。
隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高,塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大,塑料制品所占的比例正迅猛增加.一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件.塑料產(chǎn)品的用量也正在上升.
塑料模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具.它由幾組零件部分構(gòu)成,這個(gè)組合內(nèi)有成型模腔.注塑時(shí),模具裝夾在注塑機(jī)上,熔融塑料被注入成型模腔內(nèi),并在腔內(nèi)冷卻定型,然后上下模分開(kāi),經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開(kāi)模具,最后模具再閉合進(jìn)行下一次注塑,整個(gè)注塑過(guò)程是循環(huán)進(jìn)行的.
按照成型方法的不同，可以劃分出對(duì)應(yīng)不同工藝要求的塑料加工模 具類型，主要有注射成型模具、擠出成型模具、吸塑成型模具、高發(fā)泡聚苯乙烯成型模具等。
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為什么使用粉末注射成型(PIM)模擬?
粉末注射成型(PIM)技術(shù)起源于1973年，利用金屬或陶瓷粉末加上一定量的黏著劑(binder) 共同組成置備料(feedstock)。 粉末注射成型置備料可以透過(guò)射出、脫脂與燒結(jié)等程序后，可以做出各種產(chǎn)品。粉末注射成型透過(guò)單一的加工制程直接做出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，適合大量制造，已經(jīng)廣泛使用于各種產(chǎn)業(yè)。
挑戰(zhàn)
? 產(chǎn)品表面及外觀質(zhì)量
? 有效的降低體積收縮
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術(shù)?
模具設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者在高分子射出成型加工制程上，經(jīng)常遭遇結(jié)合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會(huì)導(dǎo)致成型周期時(shí)間延長(zhǎng)。因此，業(yè)界開(kāi)始應(yīng)用一項(xiàng)新的成型加工技術(shù)-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術(shù)在充填階段迅速提高模具表面溫度
模具設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者在高分子射出成型加工制程上，經(jīng)常遭遇結(jié)合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會(huì)導(dǎo)致成型周期時(shí)間延長(zhǎng)。因此，業(yè)界開(kāi)始應(yīng)用一項(xiàng)新的成型加工技術(shù)-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術(shù)在充填階段迅速提高模具表面溫度
天津宣勝科技有限公司 / 劉芯榮 總經(jīng)理
(轉(zhuǎn)載自繁體版ACMT電子技術(shù)月刊No.089)
前言
模具不僅是生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的基礎(chǔ)，也是提高生產(chǎn)效率和控制成本的關(guān)鍵。這是我在擴(kuò)展公司成型事業(yè)部版圖時(shí)深切的體會(huì)，以下是對(duì)模具管理重要性的全面闡述，以及如何通過(guò)優(yōu)化管理實(shí)踐來(lái)提升成型廠的整體競(jìng)爭(zhēng)力。
模具管理的重要性
產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素
模具的精度和設(shè)計(jì)直接關(guān)系到產(chǎn)品的尺寸精度
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所以，各種具的大集合名詞仍是工具，提供人們工作（娛樂(lè)也算）的便利器具必然有其特殊的幾何形狀來(lái)達(dá)到目的，那么利用注射成型以模具制作特定幾何形狀的MIM工藝便成為復(fù)雜金屬治具的一種優(yōu)選方式。
再者，MIM自從導(dǎo)入塑基喂料系統(tǒng)之后，生坯強(qiáng)度增加且脫脂效率也跟著提升，這使得設(shè)計(jì)在大厚度(>5mm)與大重量(>50g)成為可能，將MIM制程用來(lái)制作治具與工具就非常的合適。
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術(shù)?
模具設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者在高分子射出成型加工制程上，經(jīng)常遭遇結(jié)合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會(huì)導(dǎo)致成型周期時(shí)間延長(zhǎng)。因此，業(yè)界開(kāi)始應(yīng)用一項(xiàng)新的成型加工技術(shù)-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度
粉末注射成型（PIM）為傳統(tǒng)射出成型的重要衍生制程，其提供另一種解決方案，用以生產(chǎn)由金屬或陶瓷材料所制成的高精度產(chǎn)品。金屬粉末注射成型制程被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)性電子與信息工業(yè)領(lǐng)域，而陶瓷粉末注射成型制程則主要用于汽機(jī)車與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。粉末注射成型與傳統(tǒng)射出成型的主要差異在于備料（feedstock）。在粉末注射成型中，粒狀備料是由金屬或陶瓷粉末和高分子黏著劑兩種材料混合而成，其粉末體積通常為40%-
清潔機(jī)器人底殼產(chǎn)品見(jiàn)圖1，產(chǎn)品最大外形尺寸為320.44 mm x 239.23 mm x 161.04 mm， 塑件平均膠位厚度2.50 mm，塑件材料為ABS，縮水率為1.005，塑件質(zhì)量為327.93克。塑件技術(shù)要求為不得存在披峰、注塑不滿、流紋、氣孔、翹曲變形、銀紋、冷料、噴射紋等各種缺陷。
圖1清潔機(jī)器人底殼產(chǎn)品圖
從圖1可以看出， 塑件為近似為矩形的封閉殼體，殼體邊緣有
