模塑收缩率(moulding shrinkage)也叫模具线性收缩率,成型收缩率等,是模塑制品与所用模具相应尺寸的差同模具相应尺寸之比,用百分数表示。
收缩率的影响因素:
1.材料因素
1). 原材料基材:工程塑料一般分为结晶塑料和无定形(非结晶)塑料两种。结晶塑料的模具收缩率一般比非结晶塑料的大,而且具有各向异性。
2). 材料的结晶:材料结晶度越高,收缩率越大,取向性也越高。
3). 材料的取向:结晶材料和玻纤/碳纤填充材料都会发生各向异性,流动方向的收缩率小,垂直于流动方向的收缩率大,通常结晶度越高,玻纤长度越长,取向越明显。
4). 填充:工程塑料添加无机填充材料后收缩率通常会减小,添加分量越多材料收缩率越小。
2、塑件形状
1). 对于成形件壁厚来说,一般由于厚壁的冷却时间较长,因而收缩率也较大。对一般塑件来说,当熔料流动方向尺寸与垂直于熔料流方向尺寸的差异较大时,则收缩率差异也较大。
2). 从熔料流动距离来看,远离浇口部分的压力损失大,因而该处的收缩率也比靠近浇口部位大。
3). 因加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力,因而这些部位的收缩率较小。
3、模具设计
浇口形式对收缩率也有影响。用小浇口时,因保压结束之前浇口即固化而使塑件的收缩率增大。
4.成形条件
塑料的收缩行为与温度、压力密切相关,在注塑成型过程中,聚合物材料被加热成熔融态,并在很高的压力下注射到模具型腔中,经历了从高温、高压到迅速冷却和压力下降的过程,之后由熔融态转变为固态,塑胶的体积V与温度T压力P的关系成为PVT曲线。
1). 料筒温度:料筒温度(塑料温度)较高时,压力传递较好而使收缩力减小。
2). 模内压力:模内压力是对收缩率影响较大的因素,特别是充填结束后的保压压力。在一般情况下,压力较大的时因材料的密度大,收缩率就较小。
3). 模具温度:通常模具温度较高时收缩率也较大。但对于薄壁塑件,模具温度高则熔料的流动阻抗小,而收缩率反而较小。
选材时针对于模具收缩率应该注意:
1. 材料模具收缩率不仅要看材料种类、填充等,还需要按照产品的结构设计,不同的方向去确定初步的数据范围,可以参考以往的类似产品,或者借助于模流分析软件。通常还要预留模具加工余量后续根据试模结果做修模微调。
2. 对于产品尺寸精度要求比较高的材料,选择收缩率小的材料,收缩率大的结晶材料需要通过填充改性降低材料的收缩率,对于平面度等变形有要求的还需要降低材料的取向性。
3. 精密部件除了考虑收缩率大小,还需要考虑收缩率变动范围,通过CPK测试进一步验证生产可行性。
4. 产品验证后生产需要对关键工艺参数,如料温、模温、模内压力进行监控,以保证尺寸稳定性。
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