CN113146928A

CN113146928A - 超薄工程塑料件注塑工艺

Info

Publication number: CN113146928A
Application number: CN202110025387.6A
Authority: CN
Inventors: 李澳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2021-07-23

Abstract

本发明公开了一种超薄工程塑料件注塑工艺，通过控制注塑填充段型腔表面温度至合适高温状态，减少胶料填充过程中胶料和型腔壁温差，减缓胶料热量过快向型腔壁转移，防止胶料因料温过快降低导致流动性过快降低或丧失，导致填充不满型腔，产品缺胶现象发生，从而轻松实现填充满型腔的目的，之后快速冷却出件，实现超薄工程塑料件高效注塑生产。

Description

超薄工程塑料件注塑工艺

技术领域

本发明涉及生产制造领域，具体涉及超薄工程塑料件注塑工艺。

背景技术

随着塑料材料领域发展，工程塑料在耐磨、绝缘、防火、抗拉伸、抗弯曲疲劳、抗冷热疲劳性能越来越好，种类也越来越丰富。工程塑料应用也越来越广泛。

制造业精密化、智能化、集成化发展带动工程塑料注塑行业新需求。薄壁化、轻量化塑料件设计和应用是趋势之一。

注塑行业一个现象：因工艺限制，被迫放弃原本整体壁厚或部分壁厚为0.1mm-0.3mm注塑件设计和应用。

注塑行业迫切需要能实现超薄工程塑料件注塑工艺。

发明内容

本发明的目的在于消除注塑工艺限制，提供超薄工程塑料件注塑工艺。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

超薄工程塑料件注塑工艺，一个生产周期包括：合模阶段、填充阶段、冷却阶段、开模阶段和产品出件阶段。

在所述填充阶段，通过控制模具型腔表面温度处于适度高温，维护胶料在型腔内喷泉流动状态，避免塑料在流动过程中过快降温、流动性过快降低或丧失、导致填充不满型腔、产品缺胶。

作为改进，模具型腔表面温度跟随注塑不同阶段作周期性变化控制：

在填充阶段，控制模具型腔表面至合适高温，允许胶料填满型腔；在冷却阶段，控制模具型腔表面至低温，使胶料固化便于出件。

作为改进，所述胶料的材质为热塑性工程塑料。

作为改进，所述胶料的材质为PEEK、PC、PEI、尼龙、PP等。

作为改进，在填充阶段，对模具型腔表面升温的方法包括：电磁加热、红外加热、油温机加热、蒸汽加热；所述冷却阶段使用冷却机进行冷却。

作为改进，所述胶件的整体或部分壁厚为0.1-0.3mm。

附图说明

图1为实施例1中超薄工程塑料件注塑工艺流程图。

图2为实施例1中超薄工程塑料件注塑工艺填充阶段胶料在模具型腔内部流动示意图。

图中标识说明：

1-主流道，2-分流道，3-入水口，4-前模，5-后模，6-型腔；S、A、B、C、D、N为胶料注塑过程中的若干点。

具体实施方式

通过实施例对本发明进行详细介绍，以便更好理解，但该实施例不限定本发明保护范围。

1.注塑工艺和周期：

如图1所示，本实施例中，一个生产周期包括：合模阶段、填充阶段、冷却阶段、开模阶段和产品出件阶段，完成后合模开始另一个周期。

2.填充阶段胶料在模具内部流动：

如图2所示，注塑机通过射胶单元按一定射压和射速填充胶料进入模具的主流道，分流道，入水口后进入型腔，在型腔内塑料从A点顺次穿过B C D……到N。

3.热塑性塑料升温或降温形态说明：

无定形塑料：

料温在低于玻璃态温度Tg时，塑料表现为固态，不具备流动性；持续升温超过Tg时，体积持续增加，流动性越好；反之，从高温降温,流动性变差，低过Tg时，塑料表现为固态，不具备流动性。

半结晶性塑料：

随温度升高，在超过Tg时，体积继续增加，无定形区域均匀变软，继续升温至Tm(结晶温度)，分子解晶，体积显著增大，胶料呈液态，具备流动性；反之，从高温降温,流动性变差，低过Tm时，分子开始结晶，塑料表现为固态，不具备流动性。

4.胶料在型腔内流动形态：喷泉流动

从A点B点顺次填充过程中，和模具接触的熔塑塑料的热量向模具转移，流动性变差，料停留在模具表面。流动通道中间料的热量向接触模具的低温区域转移，整体表现为料温降低，但最中间的料温降低最慢，料温相对最高，最容易流动，起到类似“料管”功能。后面的料持续通过“料管”向N点方向推进，流动方式类似喷泉，称为喷泉流动。

5.厚壁胶件和薄壁胶件“料管”对比

厚壁胶件，“料管”粗，料体积大，热量多，降温慢，胶料流动性降低慢，胶料可持续通过料管填充满型腔，表现为对填充压力和速度要求不高。

壁厚减薄，“料管”粗度减小，体积减少，热量少，降温快，料流动性下降速度快，要求的填充的压力和速度要求变高。

当壁厚减至0.3mm以下甚至只有0.1mm时，“料管”粗度小过0.3mm甚至小过0.1mm，胶料体积极端小，热量极端少，降温极端快，料流动性下降速度极端快，要求的填充的压力和速度要求变得异常苛刻，表现为即使选用好品牌高规格注塑机用最大填充压力和速度，产品还是打不满，被认为超薄壁塑料件“不可能注塑生产”。

6.薄壁注塑难题解决方案

原因分析：普通注塑工艺条件下，填充段料温下降太快，流动性下降太快，来不及填充满型腔。

解决方案：填充段，控制型腔表面温度至合适高温，减少胶料和型腔表面温差，减少“料管”中料热量流失速度，减少料温下降速度，减少料流动性下降速度，维护“料管”功能，允许填充满型腔，并显著降低填充压力和速度要求显著降低。

7.实施例验证解决方案

实施例塑料、注塑机、模具基本情况

实验用塑料材料：PEEK-330G

塑料材料制造商：吉林省中研高分子材料股份有限公司。

物料商推荐的注塑相关参数：溶胶温度为380℃，模具型腔温度为：160℃。

注塑机型号：FE60-130h-25，步进电机驱动，额定射速370mm/S,额定射压274Mpa

注塑机制造商：伊之密精密机械有限公司。

注塑模具的型腔尺寸为：8mm(入水侧)x6mm(流动方向)x0.12mm(厚)。

实施例实验结果如下：

序号1和序号2模拟普通工艺实验，结果显示，当模具型腔表面温度遵从料商推荐模温160℃时，无论注塑机填充压力和速度如何调整即使用最大值，型腔依然打不满，产品依然严重缺胶。

序号3-5通过升高型腔表面温度实验，结果显示，用注塑机一般填充压力和速度，仅升高模具型腔表面温度，结果扬程和流长明显改善。当型腔表面温度达升至230℃时，不改变填充压力和速度，已可填满型腔。

这些实验验证了升高型腔表面至合适高温，超薄壁注塑也能轻松实现。

本发明的优点在于：

A.实现超薄壁工程注塑件生产，从“不可能”转变为“可能”。

B.不需要刻意选用特别品牌高规格注塑机，不需要额外投资注塑机改装，市面上的普通注塑机已够用。

C.填充时型腔表面温度升高办法：电磁加热、红外加热、油温机加热、蒸汽加热，再配合热电偶控制加热设备技术已成熟应用，不需额外投资研发。

D.对壁厚超过0.3mm小于0.5mm的产品用普通工艺生产在工艺上有困难时，也能用该工艺减缓工艺难度，降低注塑机填充压力和速度要求。

E.推动薄壁工程注塑件设计和应用，节约社会资源。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不等同于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，不脱离本发明的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，一个生产周期包括：合模阶段、填充阶段、冷却阶段、开模阶段和产品出件阶段。

在所述填充阶段，通过控制模具型腔表面温度处于适度高温状态，维护胶料在型腔内喷泉流动状态，避免塑料在流动过程中过快降温、流动性过快降低或丧失、导致填充不满型腔、产品缺胶。

2.根据权利要求1所述超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，控制模具型腔表面温度随注塑不同阶段作周期性变化。

在填充阶段，控制模具型腔表面至合适高温，使熔融胶料填满型腔；在冷却阶段，控制模具型腔表面至低温，使胶料固化便于出件。

3.根据权利要求1所述超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，所述胶料的材质为热塑性工程塑料。

4.根据权利要求3所述超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，所述胶料的材质为PEEK、PC、PEI、尼龙、PP等。

5.根据权利要求1所述超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，在填充阶段，模具型腔表面升温的方法包括：电磁加热、红外加热、油温机加热、蒸汽加热等；所述冷却阶段使用冷却机进行冷却。

6.根据权利要求1所述超薄工程塑料件注塑工艺，其特征在于，所述胶件的整体或部分壁厚为0.1-0.5mm。