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1、第六期塑 料 工 业·73·面罩镜片注塑制品及工艺条件对比优化设计林旭东① 王鹏驹(四川联合大学塑料工程系C-MOLD应用中心 成都610065) 本文针对一面罩镜片制品以及注射机和工艺条件进行了优化对比设计。通过定注射机、工艺条件下,对比不同种类性能相似的材料找出最适合注塑材料;定材料、工艺条件下,对比不同锁模力注射机找出最适宜注射机;利用“可行注射工艺窗”找出最小制品厚度;利用“优化注射工艺窗”设计较佳的注射温度和注射压力;通过优化冷却条件制定冷却时间和适宜模具温度;并由材料PVT关系设计合理浇口尺寸、保压压力和保压时间等工艺参数
2、。关键词:注射模具 注射模塑 优化设计 CAE 目前,在塑料注射加工中,为避免下游工序出现更(2)目前所用的注射机是否最适宜该制品生产?多的问题而对原始设计进行调整,已是一件经常而必(3)是否能减少制品厚度以减少材料消耗和缩短要的工作。如何对原始设计进行调整,使之达到较为理循环时间?想的状态,而又不影响制件整体成型呢?利用同类对比(4)注射温度和模具温度能否降低以减少成本?如设计是一个很好的解决方法。本文针对一面罩镜片的能的话,如何调整工艺以求得最佳?注射成型来进行对比设计,以找出其优化的制品、模具及工艺方案,作为此方法的进一步说明。
3、1 制品、模具及工艺的原始设计111 制品及加工工艺的原始设计塑料面罩镜片制品图见图1。制件平均厚度为43115mm,体积约为21755×10mm,注射方向投影面积42约为11786×10mm。模具上设计的流道段尺寸分别为主流道直径Á415mm、半斜角3°、长度为60mm;浇口直径为Á115mm、长度为118mm;型腔内熔体最大流动长度约为100mm。一模两件,注射材料及工艺参数图1 塑料面罩镜片图见表1。Fig1Plasticsmirrorpart表1 注射材料及工艺2 注射参数优化设计Tab1Injectionmaterialand
4、process211 树脂材料优化对比注射材料PMMA选取PC和PS材料在相同的模具(浇注系统一工艺样)、注射机(100t锁模力)以及加工工艺条件(注射温注射机100t注射机度、模具温度一致)下与PMMA材料进行对比,绘出熔体温度ö℃260注射压力öMPa65不同温度下流动长度与制件厚度的关系图,见图2。图注射时间ös215示三种材料的最大流动长度(相对于最大、推荐、最小保压压力öMPa50注射温度)均可覆盖设计所需要的流动长度,但PM2MA的各流动长度更为适宜,而其它材料流长利用率112 制品在设计、生产中要解决的问题相对较低,故材料
5、选用PMMA。制品在设计、生产中易碰到的问题有:212 注射机优化对比(1)可否用流动性更好的材料取代目前所用的材定出PMMA材料后,就需要确定注射机的适宜料?① 作者简介:林旭东,男,28岁,四川联合大学塑料工程系讲师,在职博士生,成都市机械工程协会会员。主要研究有高速送料机构运动弹性动力学研究、高速凸轮机构设计、冷冲模设计、飞机翼面成型模具CAD、塑料模标准模架CAD、大型注塑模CAE、气体辅助注射CAE等。已发表文章数篇。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights
6、reserved.·74·塑 料 工 业1997年率,有利于制件冷却以及减少生产循环时间等。不同的“可行加工工艺窗”对应有不同的制件厚度,厚度的减小会引起注射工艺窗的缩小。根据在最差情况下(即注射温度最低),最低注射压力不低于20MPa(避免减小流道)以及最好将压力提升到40～60MPa之间(避免流道消耗掉大部分压力)的原则,对原制件厚度进行减薄实验,结果发现制件厚度最小可图2 最大流动长度与树脂关系图降到110mm,但110mm厚度在后面214中无法得到一Fig2Maxflowlengthvsresins个较优化的工艺窗,从注射过程应
7、保留相对较宽加工4个柱状图从左到右分别为:(制件公称厚度为115mm)范围的角度出发,将制件厚度减到113mm,见图4。1-最小熔体温度下的最大流动长度;2—推荐熔体温度下的最大流动长度;3—最大熔体温度下的最大流动长度;4—设计所希望达到的流动长度。类型。现选择50t、100t、150t的注射机进行对比,前提是工艺不变。绘出不同注射温度下投影面积与锁模力关系图,见图3。图上所示三种注射机所能覆盖的制件投影面积(在最小、推荐、最大的熔体温度下)岿超过制件设计的投影面积。相对而言,50t注射机的面积利用率高,但其在最小熔体温度下的投影面积
8、接近设计的图4 可行加工工艺窗(熔体温度和注射压力关系图)投影面积,易引发对锁模力不足的担忧,而150t注射Fig4Feasibleprocesswindow(melttemperaturevsin2机各项
