搜索
模具四大系統模具的四大系統為﹕一.進膠系統二.冷卻系統三.頂出系統四.機構系統模具四大系統澆注系統澆注系統是指模具中從注機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統在几大系統中最為重要。設計澆注系統的基本原則﹕在滿足塑料制品質量的同時﹐還應有利于提高成型速度來縮短成型周期。構成如下圖所示,有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。從注射機噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路徑稱之為流道,其中,澆口套內塑膠流動稱之為主流道,其餘部分稱之為分流道。分流道末端通向模穴的節流孔稱之為澆口,在不通向模穴的分流道的末端設置冷料井。澆注系統澆注系統﹕塑膠熔融體從注射機的噴嘴出來后﹐到達模腔前在模具中所流經的通道。澆注系統的組成部分﹕澆注系統主流道﹕從注射機的噴嘴起到分流道為止的一段料流通道。澆口﹕分流道與模腔之間長度很短且截面很小的一段料流通道。分流道﹕主流道與澆口之間的料流通道。冷料井﹕用于儲存前端冷料的流道末端。當流道為空時﹐模具溫度遠低于塑料﹐為了避免這些料進入制件﹐在流道端留的穴模具四大系統澆注系統澆注系統澆注系統圖示圖示一主流道豎流道分流道橫流道澆口與注射機台的噴嘴相配合PL﹕分模面圖示二分流道橫流道澆口冷料井冷料穴分流道的截面形狀圓形矩形半圓形梯形澆道截面說明圓形冷卻速率最慢,低熱量損耗及摩擦損失,但是加工困難。正方形流動阻力大,較少採用.半圓形離模性佳.適用于分模面較複雜之模具.但是流動阻力大,較少采用.矩形優缺點近於半圓形澆道梯形容積高出圓形澆道﹐較易加工,脫模.適用于多板模具﹐廢料較多。公司常用三板模用澆道尺寸之決定•成型品體積大小與壁厚.•模穴至主澆道或注入口之距離.•澆道冷卻之考量.•開模刀具之運作范圍.•塑膠性質澆道設計一般考量•澆道設計當使塑料以最短的路徑快速注入模穴,使熱損耗及壓降為最小.•澆道中之塑料應儘可能在同一壓力.溫度下同時進入各模穴,以避免流速及加熱時間不均,造成殘餘應力累積.•為節省材料起見,截面積不可過大,雖然較大的澆道截面有利於模穴充填及較佳的保壓情形,但冷卻時問亦會隨之增加.•由壓降觀點而言,澆道截面愈大愈好,以提供較佳之壓力傳遞機會,減少壓降.•面積,體積比應保持愈小愈好.•一般而言,塑件尺寸大或肉厚往往須將澆道變粗;.•儘可能使得成型品各部份同時充填.澆口澆口SideGate澆口澆口澆口環形澆口澆口澆口?澆口針點澆口優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。澆口潛伏澆口優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。澆口牛角澆口優點﹕成型頂出時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大﹐頂出困難。砍成兩半﹐分別加工﹐然后拼合澆口設計要點•考慮取向方位對制品變形的影響。塑膠流動過程中使分子取向﹐造成各向異性﹐并產生取向應力。因此成品會各向收縮不同﹐再加上應力釋放﹐產生翹曲變形。各方向應力不一樣﹐產生翹曲變形2﹑進澆形式和位置要考慮到成品變形的影響排氣﹕鑲嵌件開頂針透氣材料(粉未冶金)澆口設計要點•避免膠體破裂使成品表面產生噴痕或蛇紋等缺陷。小澆口正對著大模腔會發生噴射﹐蛇紋﹐折疊﹐包風等現象。產生緩沖改善產生緩沖1﹑進澆形式和位置要考慮到對成品外觀的影響澆口設計要點•應設置于有利于流動﹐排氣﹐補縮的位置。1.要降低流動阻力﹐澆口應設置在肉厚較厚的地方。2.澆口應遠離排氣結構﹐要避免排氣通道被過早阻斷。3.制品最厚的部分往往是最后凝固的地方﹐會出現較大的收縮﹐為了補縮﹐澆口應設在附近。3﹑進澆形式和位置要考慮到成品的沖填澆口設計要點•澆口的位置要盡量減少溶接痕﹐要避免溶接痕強度太低,要考慮溶接痕位置對成品強度和外觀的影響。溶接痕強度較差成品強度較差強度高4﹑進澆形式和位置要考慮到成品的強度問題熱流道冷流道熱流道•減少廢料•縮短循環時間•減少壓力損失•控制澆口痕跡•控制塑膠流動熱流道系統的特點缺點﹕成本高結構復雜精密度高單只熱流道---HOTSPRUE單只閥針熱流道---SINGLEVALVE多只熱流道—HOTRUNNER熱流道系統的形式噴嘴澆口HASCO氣道分流板熱流道系統的組成部分:上固定板分流板分流板的板(母模背板)電器連接器與母模板相連壓線板電線槽碳化的可插入的頭部﹐采用特殊的材料熱電藕(感應線)墊片(非鋼材﹐散熱慢的材料﹐中空﹐作用是承受來自噴嘴的壓力噴嘴的身體(主體)熱流板的加熱線圈(柔性線圈或鑽孔﹐然后用加熱棒)小導柱﹐比模具導柱小﹐作用是定位和保護(裝在母模板上時﹐先插入母模板﹐避免碰傷)熱流板的背板夾模槽背后的隔熱墊圈1﹑支撐2﹑隔熱定位環氣缸注口襯套閥針控制模溫的水路空氣隔熱槽熱流道系統膠口類型分類一﹑閥膠口(重要)以HUSKY為例成品的表面允許有一個小的圓圈存在﹐這樣的它的直徑可以做得更大一些﹐壓力﹑應力會小﹐更利于充填﹐所有的熱流道用一個氣動的閥針來機械地關閉塑膠流熱流道系統膠口類型分類以HUSKY為例二﹑點膠口斷掉几乎不用力﹐但有一小凸台留在成品上﹐比冷流道小﹗澆口痕跡的因素熱流道系統膠口類型分類以HUSKY為例三﹑直接膠口料頭更小熱流道系統膠口類型分類以HUSKY為例四﹑邊緣膠口熱流道的選擇簡單介紹射出重量﹐塑膠材料﹐膠口位置與痕跡﹐這三個要素彼此影響﹐共同決定熱流道的選擇單支的NozzleTip射出重量決定熱流道的大小塑膠材料與澆口材料的匹配性膠口的位置不可打在成品的外觀面上﹗要考慮到成品的外觀面……模具四大系統冷卻系統熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過高壓注射進入溫度較低的模具中﹐經過冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。首先﹐從生產效率的角度來看﹐成型周期是成型中一個重要的環節﹐成型周期中50%~~60%的時間用來對制品的冷卻﹐因此﹐冷卻時間長短的重要性不言而喻。同時﹐制品應保証最好的尺寸穩定性﹐最小的變形量﹐最高的強度和韌性﹐最完美的外觀﹐如何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制品質量相適應的規定的溫度范圍之內﹐最大限度地消除縶應力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質量的制品﹐是模具冷卻系統設計中的另一個重要環節。模具冷卻系統包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱元件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發掉﹐使模具保持一恆定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產效率。水路分布原則水路設計的目的﹕1.控制模溫;2.縮短成型周期;3.冷卻大型滑動件避免卡死水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產品的成型品質和生產周期(成本)。•對品質的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質量等均有影響。主要表現在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎曲。•對生產周期的影響﹕一個成型周期主要由以下几部分構成。縮短冷卻時間就是提高成型效率。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的80%占整個周期的5%占整個周期的15%MFC02塑膠中的熱量來自於冷卻水路的交換熱輻射散熱對流散熱A散失到模板的熱量冷卻的基本原理–從塑料到模穴壁的熱傳導:冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。層流的溫度梯度2300淤紊流的溫度梯度230063deg.C43deg.C23deg.C20deg.C塑膠/金屬的界面水/金屬的界面冷卻液冷卻的基本原理–從模穴壁到水管壁的熱傳導:冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。冷卻的基本原理–從水管壁到冷卻介質的熱傳導:冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。NO.1二﹑設置冷卻水路的原則與注意事項•在模具結構及強度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數量盡量多﹐冷卻才會愈均勻•水路距型腔表面距離應基本一致﹐且不宜太近或太遠•當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環•水孔接頭應設在不影響操作的一側﹐最好也不要設計在天地側。NO.1•水孔不宜排布于螺釘正上方•水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于3mm•一般不在塑件熔接的地方設置水路﹐免影響制品強度•盡量避免從成型面及側壁打水孔•水孔不可與任何物件干涉•澆口﹐熱流道附近應加強冷卻﹐通常可使冷卻水先通過澆口附近•水路不宜過長﹐保証進出冷卻水溫一般5度以內﹐精密件3度內•制品较厚的部位应特别加强冷却三﹑手機塑模常用水路排布形式手機塑件都要求很高品質﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環水路以良好控制模溫﹐提高成品品質。冷却水道位置取决于于成品的形状和不同的壁厚,原则上冷却水道应设置在塑料自模具热传导困难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具的成型的成品,且尽量排列均匀一致NO.1INOUTOUTININININ手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式進澆點NO.1•下圖為一模四穴﹐四個INSERT模仁分別排等效水路冷卻﹐保証各穴冷卻效果的一致性。INOUTOUTININOUTOUTINNO.1•採用模仁循環水路直接冷卻其它形式:NO.1四﹑水路直徑確定冷卻過程熱傳導的最重部份是從水管壁到冷卻介質的熱傳導:冷卻系統行為受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是,無論多大的模具,水孔的直徑不能大於14mm,否則冷卻難以形成亂流狀況。一般水孔的直徑可根據制品的平均肉厚來確定。平均肉厚小于2mm時,水孔的直徑取8~10mm;平均肉厚為2~4mm時,水孔的直徑取10~12mm;平均肉厚為4~6mm時,水孔的直徑取10~14mm。手機塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多取8mm,當成品很小時也可取6mm。NO.1五﹑水路配件介紹1.止水栓右圖為其實際結構﹐在圖面中我們作如下圖簡化表示,設計時應當注意保証其L值。NO.12.“O”型環選用“O”型環時要比水孔直徑大一個規格。如常見的Φ8水路當選P10“O”型環(如右圖D值大于水孔直徑)﹐“O”型環裝在模板上(如下圖).模板模仁NO.1•溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路:使用隔板水路時當注意保証水路通道的橫截面積基本一致﹐以保証一致流速與冷卻效果及小的壓力降。3.隔板bbaaa截面積約等于b截面積NO.1六﹑其它實用設計要點1.進出水孔間距應在27mm以上才有空間連接水孔接頭。2.模仁水孔間距理論應其直徑的3~5倍。3.隔板(噴泉)形式水路頂部距成品應在12mm以上。4.因手機塑模設變多﹐為增加入子及頂針方便﹐一般不在成品正下方排設水路。5.冷卻水路的出水口不可正對注射機的拉杆以免造成水管安裝困難。6.對散熱困難的細長模仁可以使用熱傳導性良好的鈹銅制造。若型芯較粗時(通常8mm)﹐可在其內部加入銅棒﹐銅棒一端接到模板水路。模具四大系統冷卻系統水路成品案例分析不同的水路排布﹐對成品的冷卻效果影響是不