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热流道与制品质量的关系

2018-01-28 11:05:17 AM

热流道系统是注射机喷嘴的延伸,同时又是模具的流道系统。与冷流道系统相比,它扩展了加工注射量,降低了压力损失,使浇口热力闭合或机械闭合。为此它加入了外部的加热源,模具结构复杂了。下面讲述热流道注射,对模塑件内部质量。
塑料熔体以层流在型腔中充模,各层次的冷却速率不同。流动使高分子链排列具有方向性。被固化的无定形或结晶型的结构都冻结了取向状态。因此改变了无取向的原材料的性能。注射加工的参数影响着此项性能的变化。热流道系统的应用,既辅助了取向变化,也妨碍了这个作用。
(1))壁厚方向取向
塑料熔体在流道和间隙中的喷泉流动,形成的表皮层起了绝热作用。使熔料在保温中涌流前进。壁厚上表层和心层性能均化,能提高塑料制品的性能。这就要求实施较慢的固化,需要较高的模具温度,但损失了注射生产率。
表皮层的绝热效应被用在热流道板和喷嘴的内部加热方式,它是节能的加热方式。
快速固化表皮层有较强的取向,流体的心部因为剪切应力低而取向小。这就是薄壁制品有较高程度的取向的原因,以致脆性厚壁制品有较小程度取向,但收缩率较大。
将已成型的塑料制品加热到软化温度,而后保温并缓冷可减少的取向程度是有限的。由于流动造成的分子链取向,基本不变。
(2)流程方向取向
 取向程度在模塑的流程中,是愈远愈弱。在热流道的喷嘴浇口附近,有径向辐射的分子链的强烈取向。熔料冲出浇口后,横截面上的流动弱于纵向流动。周向多余的材料会造成折叠和膨胀,导致很严重的翘曲变形。短玻璃纤维增强的制品注射时,尤为明显。
因为制品的浇口附近是取向造成的重灾区,故建议采用较大口径的浇口,减缓熔体的注射速率,或采用开关式嘴。          

制品的取向方向,与冷流道注射一样,是由注射点的位置决定的。利用取向方向力学性能提高,来保证注射件的强度。这也是决定注射点位置的依据之一。
用计算机软件预测塑料制品的翘曲变形已经实现。经计算机模拟可以优化制品设计、浇口位置确定和注射工艺改善。
(3)取向的过程
 塑料制品中分子结构形态的变化,从熔体充模流动开始,历经模具内冷却固化。从模具中取出后,贮存和使用过程中仍有缓慢变化。翘曲变形会持续较长的过程。
无定形塑料经高弹态缓慢冷却,使制品表层分子链紧密缠结在一起。结晶型塑料的缓慢冷却,使制品表层获得良好的结晶。制品壁厚的心部冷却更为缓慢,只有模具壁面的温度愈高,才能使表层与心部的性能和收缩率相近。热流道模具中浇口附近区域的制品壁厚两侧,热传递速率相差很大。此区域制品的壁厚处于临界位置。喷嘴的前面是动模型腔。喷嘴上是高温流道板。喷嘴的四周和浇口附近,需要建立对流道板和喷嘴的屏障,要有良好的绝热设计并有冷却液的循环
调温。但往往效果不太理想。这部位的壁厚两侧皮层形成的热条件不同。浇口痕迹产生制品表面缺陷,更使壁厚方向的取向程度和收缩率差异较大。使制品在脱模后有翘曲变形。因此,要设法将喷嘴从注塑件上移开,中间引入一段较短的冷流道和浇口,可采用热流道与冷流道组合。

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