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Moldflow注塑成型缺陷之熔接痕标准化解决方案
发布者:Cadit 发布时间:2011/1/1 阅读:2725 次

一.熔接痕形成机理
熔接痕(有称夹水纹)是由模具不同位置浇口处流出的熔融塑料汇聚时形成的交接痕迹。熔接痕的形成原因是由于各浇口流出的熔料经过形状复杂的型腔到达汇聚处时各自的温度、压力、速度不完全一致而产生的。
熔体汇合时形成的接缝分熔合线(meld line)和熔接痕(weld line),熔合线的性能明显优于熔接痕。一般而言,汇合角大于135度时形成熔合线,小于135度时形成熔接痕,如下图所示。熔合线的性能明显优于熔接痕,汇合角对熔接缝的性能有重要影响,因为它影响了熔接后分子链熔合、缠结、扩散的充分程度,汇合角越大,熔接缝性能越好。
二.熔接痕的表现形式
熔接痕是注塑件的薄弱环节,不但影响制品的外观,而且易于产生应力集中,影响制品的总体强度。
三.熔接痕的评价规格
熔接痕一般是两股熔体汇合时形成的表面刻痕,可以通过表面粗糙度计(如图3)来测量,其评价规格可由熔接痕的深度(如图4)来衡量(如图5熔接痕质量的评价规格)。
四.熔接痕产生的原因及改善的对策
熔接痕的质量与人机料法环等因素都有直接或间接关系,关键是要把握影响的主要因素,并确定正确的改善措施。
五.Moldflow熔接痕技术标准
通过Moldflow在计算机上对不同的设计方案进行模拟分析,找出所有熔接线的位置及其质量,是帮助改进熔接痕质量的有效工具。
对应于熔接痕的评价规格,Moldflow Weld Line汇合角评价标准:

六.Moldflow解决熔接痕的成功案例
1.汇合角优化
案例:汽车保险杠
问题:熔接痕汇合角较小,熔接痕明显、质量差
解决方案:修改局部壁厚,汇合角增大,大于120度,熔接痕质量得到改善

2.壁厚优化
案例:汽车格栅
问题:熔接痕位于表观面,影响表观质量
解决方案:修改制品局部壁厚

3.压力以及凝固层优化
方案1的模温:65度,熔体温度:210度
T=8.3s时方案1的冻结层因子为0.5075
问题:熔接痕质量差
解决方案:通过增加熔接痕处的压力及降低熔接痕处的冻结层因子
方案2模温:80度,熔体温度:235度
方案2的冻结层因子为0.3630,比方案1的熔接痕质量较好
注射成型温度是235度,熔接痕处的温度大于235度,熔接痕质量较好
增加一浇口,使熔接痕处过保压,压力大大提高, 熔接痕质量较高
先进注塑成型技术—水辅注塑成型

水辅注塑是中空或部分中空物件成型的最新方法。作为挖除厚截面的一种手段,它基本上与气辅成型是相似的。但水注射技术(WIT)具有一个很大的优点:物件内部的直接冷却。水的导热率比气体大40倍,水的热容比气体大4倍。德国Battenfeld注塑技术公司低压注塑技术主管Helmut Eckardt指出:“有了水注射技术的冷却能力,冷却周期时间可以减少到只有气体的25%。”水辅注塑技术能形成厚度更薄更均匀的物件,更能节省材料。水辅注塑技术能形成光滑的物件内表面,而气辅是要困难得多,水辅注塑技术能比气体形成更大的物件内空间和更长的中空截面。
水注塑和气体注塑的主要区别是: 气体能被压缩,而水不能。当向熔体中注入水时,水的前缘形成了牢固的边界或者高粘性的隔膜。隔膜将熔化材料向前推,而不是聚合物将水推向边上。该动作的主要原因是水与气体相比有着较高的
粘度和不可压缩性。粘性前部成为了一个撞锤把物件挖空。当前部被水压沿着模腔推动时,它也冷却着熔体。气辅在300至 2500psi的压力下进行,而水辅一般在达到4350psi   PP材料的球拍柄样板:内表面光滑的压力范围中进行。如果气体渗透入聚合物之中,当气体又迁移出来之时,气体会使物件内表面变粗糙。
以前用气辅成型PP材料的手推车要花280秒,而用水注射技术只要68秒。用水注射技术成型含30%玻璃填充尼龙料链锯状手柄要花30秒钟,而用气辅得花61秒。
四种工艺方法
水辅注塑其过程类似于在气体注射技术中见到的工艺变化,会因聚合物的填充、水的引入、重力或空气排水而发生着变化。
欠射: 也被叫做泡沫或充气过程,是通过熔体部分填充模具来完成的。在熔体注射结束之前,水被注入模具之中,将材料挤入模腔尽头以作最终的压紧。阀会隔离来自注射部件的熔体和来自顶针的水。打开水的释放阀,让水从物件中排出。这种方法被认为适合于极厚物件。它不会有废料或回用料。水(气)的进出点可以在同一点或接近于同一点,缺点与所需的严格控制有关。太少的材料会导致水透过熔体冲入模具中。水注射压力必须比熔体压力高,以推动它充分填充。从树脂注射到水注射的转换点会在物件表面留下停顿印记,所以A级产品是不切实际的。而且,欠射端部的材料很有可能产生较厚的截面。会拉长循环时间。
回推: 熔体完全填充模穴。打开位于熔体填充物端部的水针,把过量的熔体挤回进注射部件的头部,这种方法的优点包括了无废料的产生和获得A级成品的能力。就缺点来说,它需要专门的喷嘴和检查环,来调节回到注
射部件之中的材料。用户必须注意不让水渗透进注射头部位置里,这对于如尼龙这样的易湿材料来说,可能是一个大问题。该工艺的每个部分必须在严格控制的压力之下,把稳定而量已知的材料送入成型部件之中。回来的材料可能在温度和压力上不同于仍留在套筒中的材料,产生的过程变量可能影响下一次射出。需要有独立的空气和水的运输系统。
溢流: 模腔被熔体完全填充,并被阀隔离。一独立的销在模内打开使水注入,而同时模腔端部的阀从主腔至次级或溢流腔处打开一通道.入水取代熔体,将熔体挤入次级模腔中。次级阀闭合以容装和压紧熔体。通过重力或蒸发可
以消除水分。据称此方法能产生A级的表面。它最接近于传统成型,产生一个较宽的加工窗口。它也要求有比短注方法较低的水压。在底部,从核心被取代的材料必须被回收。需要额外的修整来将完成品与次级模腔中的过量材料分开。
流动过程: 短注和溢流方法相结合使水在物件中流动,增强了冷却。模腔被部分填充,接着水被引入,将材料挤入填充端部。一个专用阀在填充端部打开,水冲开熔体,并通过阀进入一个水回路中。优点是材料节省和高速的冷却。
缺点包括物件端部的瑕疵。低压也能使水在模内表面和物件外表面之间渗透。

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