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摘 要 试模之后,对造成塑件缺陷的潜在原因进行理论分析,同时借助模流分析软件Moldflow进行分析验证,在此基础上提出了合理的改善措施。经过再次试模验证,有效的解决了塑料支架易断裂问题。
关键词 塑件支架;断裂;模流分析
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)15-0195-01
塑件质量和塑件自身结构、模具结构、成型条件、塑胶原料的选择等因素密切相关。通常,第一次试模很难得到合格的塑件,一般都会存在或多或少的缺陷,需根据试模情况采用调机、改模等手段进行改善。如果能在后续的调机、改模过程中事先运用模流分析软件Moldflow对塑件缺陷进行分析验证,并在此基础上提出改善措施,可减少修模的盲目性,可有效降低试模、修模成本、缩短新产品上市时间,有效提升塑件的品质和企业的竞争力。
某型电器产品的塑料支架如图1所示,塑件尺寸:46×26×12.6 mm,平均壁厚2 mm,材料为PBT加玻纤。成型条件:模温90℃,料温250℃,注塑时间1.2 s,最大注塑压力70 MPa,试模后塑件主要存在以下问题。
1)4个孔打螺丝易脆裂。
2)卡位易断裂。
3)最后填充区域强度低、易断裂。
经过注塑厂多次调机均无法解决,故除调机外还需从其他方面着手进行改善。
图1 塑件支架
1 断裂主要原因分析
1)塑件自身结构设计不合理所造成的强度问题。因修改塑件结构要征得客户的同意,且涉及到产品其他零件的修改,因此,不是我们改善的主要方向。在征得客户同意的前提下,会对塑件结构进行轻微调整。
2)模具结构不合理如流道太小、浇口位置不当、排气不良等,模具型腔最后填充区域、深的肋位、柱位下方最好单独开的排气。
3)塑胶原料选择不当。PBT具有耐热性、耐候性、电气特性佳、吸水性小,广泛应用于电子电器、机械等,与PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。塑料支架的材料为PBT加玻纤,选择这种塑胶原料主要出于防火、耐热及要打螺丝考虑。由于PBT材料本身比较脆,加纤之后更脆,故容易发生脆裂。若选择PPS料耐热性能会更好,但打螺丝困难。拟选用PA66加纤,PA66韧性比较好,加纤也不易发生脆裂,更适合锁螺丝,热变形温度相比PBT也会有所提高,缺点是塑胶原料的成本比较高。
4)成型参数不合理,因PBT凝固比较快,可料温提高到260℃,加快注射速度,填充时间缩短至0.9 s,改善其流动性(PBT料本身流动性较差)。
2 塑料支架Moldflow分析及改善措施
塑件尺寸较小,采用Φ4 mm流道,浇口大小:2×0.8 mm,模温90℃,料温260℃,材料为PBT加30%玻纤,模流分析结果如下。
图2 填充时间
从模流分析结果来看,打螺丝易脆裂,除与塑料本身特性有关外还与柱位排气不良有关,排气不良影响了塑料填充,熔合强度不足区域为填充末端,波前流动温度偏低,结合线明显,故比较容易断裂。
综合以上分析结果,提出以下改善方案。
1)将塑胶原料换为PA66加30%玻纤。
2)柱位和填充末端在模具上开排气。
3)对产品的结构进行细微修改,增加卡位的R角,填充末端做肋位方便走胶和强化塑件的强度。
经过再次试模验证,塑件断裂问题得到了很好的改善,完全可满足各户的要求。
3 结束语
1)对塑料支架成型缺陷进行分析,找出可能导致缺陷的潜在原因,并运用模流分析软件Moldflow进行了分析验证。
2)在理论分析和Moldflow分析验证的基础上提出了合理有效的改善措施,经过再次试模、组装验证、塑件断裂问题得到彻底改善,完全可满足各户的要求。
参考文献
[1]徐会清.减少PC_ABS塑料件开裂的几种方法[J].科技资讯,2009(20).
[2]杨占尧.塑料成型工艺与模具设计[M].航空工业出版社,2012(5).
[3]单岩.Moldflow模具分析技术基础[M].清华大学出版社,2004.
作者简介
张斌(1981-),男,工程师,广东环境保护工程职业学院机电工程系,主要从事模具设计与制造方面的教学与研究
工作。
关键词 塑件支架;断裂;模流分析
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)15-0195-01
塑件质量和塑件自身结构、模具结构、成型条件、塑胶原料的选择等因素密切相关。通常,第一次试模很难得到合格的塑件,一般都会存在或多或少的缺陷,需根据试模情况采用调机、改模等手段进行改善。如果能在后续的调机、改模过程中事先运用模流分析软件Moldflow对塑件缺陷进行分析验证,并在此基础上提出改善措施,可减少修模的盲目性,可有效降低试模、修模成本、缩短新产品上市时间,有效提升塑件的品质和企业的竞争力。
某型电器产品的塑料支架如图1所示,塑件尺寸:46×26×12.6 mm,平均壁厚2 mm,材料为PBT加玻纤。成型条件:模温90℃,料温250℃,注塑时间1.2 s,最大注塑压力70 MPa,试模后塑件主要存在以下问题。
1)4个孔打螺丝易脆裂。
2)卡位易断裂。
3)最后填充区域强度低、易断裂。
经过注塑厂多次调机均无法解决,故除调机外还需从其他方面着手进行改善。
图1 塑件支架
1 断裂主要原因分析
1)塑件自身结构设计不合理所造成的强度问题。因修改塑件结构要征得客户的同意,且涉及到产品其他零件的修改,因此,不是我们改善的主要方向。在征得客户同意的前提下,会对塑件结构进行轻微调整。
2)模具结构不合理如流道太小、浇口位置不当、排气不良等,模具型腔最后填充区域、深的肋位、柱位下方最好单独开的排气。
3)塑胶原料选择不当。PBT具有耐热性、耐候性、电气特性佳、吸水性小,广泛应用于电子电器、机械等,与PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。塑料支架的材料为PBT加玻纤,选择这种塑胶原料主要出于防火、耐热及要打螺丝考虑。由于PBT材料本身比较脆,加纤之后更脆,故容易发生脆裂。若选择PPS料耐热性能会更好,但打螺丝困难。拟选用PA66加纤,PA66韧性比较好,加纤也不易发生脆裂,更适合锁螺丝,热变形温度相比PBT也会有所提高,缺点是塑胶原料的成本比较高。
4)成型参数不合理,因PBT凝固比较快,可料温提高到260℃,加快注射速度,填充时间缩短至0.9 s,改善其流动性(PBT料本身流动性较差)。
2 塑料支架Moldflow分析及改善措施
塑件尺寸较小,采用Φ4 mm流道,浇口大小:2×0.8 mm,模温90℃,料温260℃,材料为PBT加30%玻纤,模流分析结果如下。
图2 填充时间
从模流分析结果来看,打螺丝易脆裂,除与塑料本身特性有关外还与柱位排气不良有关,排气不良影响了塑料填充,熔合强度不足区域为填充末端,波前流动温度偏低,结合线明显,故比较容易断裂。
综合以上分析结果,提出以下改善方案。
1)将塑胶原料换为PA66加30%玻纤。
2)柱位和填充末端在模具上开排气。
3)对产品的结构进行细微修改,增加卡位的R角,填充末端做肋位方便走胶和强化塑件的强度。
经过再次试模验证,塑件断裂问题得到了很好的改善,完全可满足各户的要求。
3 结束语
1)对塑料支架成型缺陷进行分析,找出可能导致缺陷的潜在原因,并运用模流分析软件Moldflow进行了分析验证。
2)在理论分析和Moldflow分析验证的基础上提出了合理有效的改善措施,经过再次试模、组装验证、塑件断裂问题得到彻底改善,完全可满足各户的要求。
参考文献
[1]徐会清.减少PC_ABS塑料件开裂的几种方法[J].科技资讯,2009(20).
[2]杨占尧.塑料成型工艺与模具设计[M].航空工业出版社,2012(5).
[3]单岩.Moldflow模具分析技术基础[M].清华大学出版社,2004.
作者简介
张斌(1981-),男,工程师,广东环境保护工程职业学院机电工程系,主要从事模具设计与制造方面的教学与研究
工作。