精密注塑成型,從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),指的是通過(guò)注塑機(jī)設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的塑膠制品的尺寸精度,可以達(dá)到0.01mm以下,通常在0.01~0.001mm之間的一種注射成型生產(chǎn)方式。“精密注射成型”這一概念,主要是區(qū)別于“常規(guī)注射成型”,隨著高分子材料和微電子技術(shù)的高速發(fā)展,電子電路高度集成化,使得工業(yè)設(shè)備零件逐漸發(fā)展為高性能化、高精度化、輕量化、小型化和微型化。這樣,精密塑膠制件因?yàn)榉细呔纫螅瑫r(shí)具備良好的機(jī)械、力學(xué)性能以及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械、電子、儀器、通訊、汽車和航空儀表等行業(yè)領(lǐng)域里,取代了部分高精度的金屬零件而得到了廣泛應(yīng)用。
由精密注塑成型的定義可知,精密塑膠件的尺寸公差范圍是非常窄的。而實(shí)際上,塑膠成型行業(yè)內(nèi)公認(rèn),當(dāng)塑膠制件的尺寸公差在0.1mm以下,或者說(shuō)制件尺寸正負(fù)公差在0.1mm以下,都可稱之為精密成型,制件的尺寸公差達(dá)到微米級(jí)的,可以稱之為超精密級(jí)注塑成型。
相對(duì)精密注塑成型而言,普通注塑成型的制件的尺寸公差通常在0.1mm以上,制件的尺寸公差范圍相對(duì)較寬,并且隨著制件體積或重量的增加,制件的尺寸公差也會(huì)有所增加。
值得一提的是,由于材料本身的性質(zhì)和加工手段不同,不能把
注塑加工件的精度與金屬零件的精度等同起來(lái)。塑料制品最高的精度等級(jí)是三級(jí)精度,即尺寸公差可達(dá)0.001mm以下,而金屬零件尺寸可分為十四級(jí),加工精度分有九級(jí)。
判定精密注塑的依據(jù)是注塑制品的精度,即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要進(jìn)行精密注塑必須有許多相關(guān)的條件,而最本質(zhì)的是塑料材料、注塑模具、注塑工藝和注塑設(shè)備這四項(xiàng)基本因素。設(shè)計(jì)塑料制品時(shí),應(yīng)首先選定工程塑料材料,而能進(jìn)行精密
注塑加工的工程塑料又必須選用那些力學(xué)性能高、尺寸穩(wěn)定、抗蠕變性能好、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂的材料。其次應(yīng)根據(jù)所選擇的塑料材料、成品尺寸精度、件重、質(zhì)量要求以及預(yù)想的模具結(jié)構(gòu)選用適用的注塑機(jī)。在加工過(guò)程中,影響精密注塑制品的因素主要來(lái)自模具的精度、注塑收縮,以及制品的環(huán)境溫度和濕度變化幅度等方面。
在精密注塑中,模具是用以取得符合質(zhì)量要求的精密塑料制品的關(guān)鍵之一,精密注塑用的模具應(yīng)切實(shí)符合制品尺寸、精度及形狀的要求。但即使模具的精度、尺寸一致,其模塑的塑料制品之實(shí)際尺寸也會(huì)因收縮量差異而不一致。因此,有效地控制塑料制品的收縮率在精密注塑技術(shù)中就顯得十分重要。
模具設(shè)計(jì)得合理與否會(huì)直接影響塑料制品的收縮率,由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收縮率求得的,而收縮率則是由塑料生產(chǎn)廠家或工程塑料手冊(cè)推薦的一個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)值,它不僅與模具的澆口形式、澆口位置與分布有關(guān),而且與工程塑料的結(jié)晶取向性(各向異性)、塑料制品的形狀、尺寸、到澆口的距離及位置有關(guān)。影響塑料收縮率的主要有熱收縮、相變收縮、取向收縮、壓縮收縮與彈性回復(fù)等因素,而這些影響因素與精密注塑制品的成型條件或操作條件有關(guān)。因此,在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮這些影響因素與注塑條件的關(guān)系及其表觀因素,如注塑壓力與模腔壓力及充模速度、注射熔體溫度與模具溫度、模具結(jié)構(gòu)及澆口形式與分布,以及澆口截面積、制品壁厚、塑料材料中增強(qiáng)填料的含量、塑料材料的結(jié)晶度與取向性等因素的影響。上述因素的影響也因塑料材料不同、其它成型條件如溫度、濕度、繼續(xù)結(jié)晶化、成型后的內(nèi)應(yīng)力、注塑機(jī)的變化而不同。
由于注塑過(guò)程是把塑料從固態(tài)(粉料或粒料)向液態(tài)(熔體)又向固態(tài)(制品)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。從粒料到熔體,再由熔體到制品,中間要經(jīng)過(guò)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、流場(chǎng)以及密度場(chǎng)等的作用,在這些場(chǎng)的共同作用下,不同的塑料(熱固性或熱塑性、結(jié)晶性或非結(jié)晶性、增強(qiáng)型或非增強(qiáng)型等)具有不同的聚合物結(jié)構(gòu)形態(tài)和流變性能。凡是影響到上述"場(chǎng)"的因素必將會(huì)影響到塑料制品的物理力學(xué)性能、尺寸、形狀、精度與外觀質(zhì)量。
這樣,工藝因素與聚合物的性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)和塑料制品之間的內(nèi)在聯(lián)系會(huì)通過(guò)塑料制品表現(xiàn)出來(lái)。分析清楚這些內(nèi)在的聯(lián)系,對(duì)合理地?cái)M定注塑加工工藝、合理地設(shè)計(jì)并按圖紙制造模具、乃至合理選擇注塑加工設(shè)備都有重要意義。精密注塑與普通
注塑加工在注塑壓力和注射速率上也有區(qū)別,精密注塑常采用高壓或超高壓注射、高速注射以獲得較小的成型收縮率。綜合上述各種原因,設(shè)計(jì)精密注塑模具時(shí)除考慮一般模具的設(shè)計(jì)要素外,還須考慮以下幾點(diǎn):①采用適當(dāng)?shù)哪>叱叽绻?;②防止產(chǎn)生成型收縮率誤差;③防止發(fā)生注塑變形;④防止發(fā)生脫模變形;⑤使模具制造誤差降至最?。虎薹乐鼓>呔鹊恼`差;⑦保持模具精度。
精密注塑機(jī)是如何定義的?
精密注塑機(jī)指的是適于成型生產(chǎn)精密塑膠制品的成型機(jī)械設(shè)備。對(duì)于一臺(tái)精密注塑機(jī),又該如何去衡量或判斷呢?
通常精密注塑機(jī)有兩個(gè)指標(biāo):一是制品尺寸的重復(fù)偏差,另一個(gè)是制品的重復(fù)重量偏差。前者由于尺寸大小和制品厚薄不同難以比較。而后者代表了注塑機(jī)的綜合水平,一般普通注塑機(jī)的重量重復(fù)誤差在1%左右,較好的機(jī)器可達(dá)到0.8%,低于0.5%為精密機(jī),小于0.3%
為超精密機(jī)。如前所述,精密注塑機(jī)要求制品尺寸精度一般在0.01
~0.001mm以內(nèi),許多精密注塑還要求注塑機(jī)具有高的注射壓力、高的注射速度;要求合模系統(tǒng)具有足夠大的剛性和鎖模精度,所謂鎖模精度是指合模力的均勻性、可調(diào)、穩(wěn)定和重復(fù)性高,開(kāi)合模位置精度高;要求對(duì)壓力、流量、溫度、計(jì)量等都能控制精確到相應(yīng)的精度,采用多級(jí)注射,保證成型工藝的再現(xiàn)和制品的重復(fù)精度等。
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