高光模具技術(shù)及應(yīng)用
/ 2021/6/5 18:41:33
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一.高光
模具的特點(diǎn)
高光模具，是通過(guò)模溫機(jī)控制模具溫度，
熱流道、電磁閥及時(shí)間繼電器控制分時(shí)進(jìn)膠，從而生產(chǎn)出外表光亮、無(wú)縮水、無(wú)熔接痕等缺陷的高端產(chǎn)品。
高光模具一般具有以下特點(diǎn)：
1.模具成型溫度較高（一般為80-90度左右）
在較高的模溫下保壓成型，有利于消除熔接痕、流痕、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力等缺陷。因此，模具在工作時(shí)需進(jìn)行加熱處理，為了防止熱量損失，通常都會(huì)在定模側(cè)加樹脂隔熱板。
2.模腔表面極度光亮（一般為鏡面2級(jí)或更高）
高光模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品，可以直接用于裝機(jī)，無(wú)需做任何表面處理，因此，它對(duì)模具鋼材及塑膠材料的要求都很高。
3.熱流道系統(tǒng)的熱咀較多（一般為6-8個(gè)咀，有時(shí)會(huì)更多）
每個(gè)熱咀必須帶封針，且有獨(dú)立的氣道，通過(guò)電磁閥及時(shí)間繼電器等進(jìn)行單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)分時(shí)進(jìn)膠，從而達(dá)到控制甚至消除熔接痕的目的。
二.高光模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)
針對(duì)高光模具的特點(diǎn)，對(duì)在設(shè)計(jì)高光模具時(shí)應(yīng)高度重視的細(xì)節(jié)問(wèn)題介紹如下：
1.高光模具對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求
高光模具對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求很嚴(yán)格。眾所周知，越光亮的產(chǎn)品對(duì)光的折射效果越敏感，表面稍有缺陷很快就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因此，如何解決縮水問(wèn)題是高光產(chǎn)品的首要問(wèn)題。據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，一般的產(chǎn)品筋位厚度不超過(guò)主體膠位厚度的0.6倍便不會(huì)縮水，或者說(shuō)縮水較小不易被發(fā)現(xiàn)，可忽略不計(jì)。但對(duì)高光產(chǎn)品而言，這樣的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需將產(chǎn)品筋位的厚度減小到不超過(guò)主體膠位厚度的0.4倍，對(duì)于螺絲柱位，還必須做特殊處理。
2.高光模具的熱流道系統(tǒng)
熱流道系統(tǒng)對(duì)高光模具而言至關(guān)重要。能否注塑出無(wú)熔接痕的產(chǎn)品，熱流道的好壞及調(diào)機(jī)是決定性因素。高光模具熱流道系統(tǒng)的特點(diǎn)：高光模具的熱咀必須帶封針，且每個(gè)熱咀必須有獨(dú)立的氣道（不允許將多個(gè)氣道串聯(lián)起來(lái)），這樣，便可以通過(guò)電磁閥及時(shí)間繼電器來(lái)單獨(dú)控制每個(gè)熱咀的進(jìn)膠時(shí)間及進(jìn)膠量，為注塑調(diào)機(jī)做好必要的準(zhǔn)備。
3.高光模具的冷卻、加熱系統(tǒng)
當(dāng)塑膠材料被注塑到模具型腔中時(shí)，在合理的溫度范圍內(nèi)，模具型腔表面溫度越高，產(chǎn)品的表面質(zhì)量越好，產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力也越小。因此，要想獲得好的產(chǎn)品表面質(zhì)量，提高型腔表面溫度是個(gè)很好的途徑（但是，提高模具溫度會(huì)降低注塑效率，需要綜合考慮）。通常，高光模具在注塑時(shí)均要通過(guò)模溫機(jī)進(jìn)行加熱處理，使塑料在模具中處于高溫狀態(tài)下保壓、降溫，從而消除流痕以及熔接痕等缺陷，達(dá)到鏡面效果。
高光模具對(duì)冷卻水道的排布比較講究。好的水道排布，不僅可以大大提高注塑效率，而且在改善產(chǎn)品質(zhì)量方面也起到重要作用。高光模具的水道不僅要均勻，而且必須要充分，這樣通過(guò)模溫機(jī)就可以很容易達(dá)到所要求的溫度。同時(shí)，采用加長(zhǎng)水管直接將模芯運(yùn)水引出而不采用密封圈，這樣可防止模具長(zhǎng)期在高溫下作業(yè)，致使密封圈老化，也可降低許多模具的維修成本。值得一提的是，高光模具的運(yùn)水管必須采用耐高溫油管，以防高溫高壓下水管爆裂。
4.高光模具的材料選擇
影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的因素除型腔溫度外，模具鋼材及塑膠材料的選擇也至關(guān)重要，下面分別介紹高光模具鋼材的選擇及塑膠材料的選擇。
①模具鋼材的選擇
模具的性能與壽命，與模具所使用的鋼材有著直接的關(guān)系。塑膠模具零件由于其工作條件不同，受外部影響情況也不相同。因此，除了對(duì)鋼材的性能要有一些基本要求外，還要有所側(cè)重。例如，大型高光塑膠模具型腔用鋼材，除了要求具有良好的切削性、放電加工性和焊接性能外，還需要具有極佳的拋光性和較高的硬度等特點(diǎn)。這不僅可以成型出表面光亮美觀的產(chǎn)品，又可以減小塑料對(duì)型腔表面的磨損，既延長(zhǎng)了模具使用壽命，又降低了注塑壓力，保護(hù)了注塑機(jī)。目前，常用的高性能鏡面塑膠模具鋼材有：POLMAX、LKM838H、LKM818H、S-STAR（A）、NAK80、STAVAXS136、STAVAXS136H、OPTIMAX、X13T6W（236）、X13T6W（236H）等。
②塑膠材料的選擇
目前，電視機(jī)制造中的前殼，用到的塑膠材料一般是HIPS和ABS。作為常用的兩種機(jī)殼材料，盡管ABS的成本會(huì)大一些，但成型出的產(chǎn)品在耐沖擊性、表面光澤度以及硬度方面都比HIPS好，所以在生產(chǎn)高光產(chǎn)品時(shí)，通常選用的是高光ABS材料。
ABS屬于無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)。由于其牌號(hào)品級(jí)繁多，在注塑過(guò)程中應(yīng)按品級(jí)的不同制訂合適的工藝參數(shù)，一般在160℃以上，270℃以下即可成型。在成型過(guò)程中，ABS熱穩(wěn)定性較好，可供選擇的范圍較大，不易出現(xiàn)降解或分解，且ABS的熔體粘度適中，其流動(dòng)性比聚本乙烯（PS）、聚碳酸酯等要好，而且熔體的冷卻固化速度比較快，一般在5-15秒內(nèi)即可冷固。
ABS的流動(dòng)性，與注射溫度和注射壓力都有關(guān)系，其中注射壓力稍敏感些。為此，在成型過(guò)程中，可從注射壓力入手，以降低其熔體粘度，提高充模性能。ABS因組分的不同，吸水及粘附水的性能各異，其表面粘附水及吸水率在0.2%-0.5%，有時(shí)可達(dá)0.3%-0.8%之間，為了得到較為理想的制品，在成型前作干燥處理，使含水量降至0.1%以下，否則，制件表面將會(huì)出現(xiàn)氣泡、銀絲等疵病。
5.高光模具的斜頂機(jī)構(gòu)
斜頂機(jī)構(gòu)，在我們高光模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常被采納，特別是在LCD前殼的高光模具設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)遇到。
前面，我們?cè)诟吖饽＞邔?duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求中提到，為了防止縮水，必須對(duì)螺絲柱位進(jìn)行工藝處理，這就需要我們用到斜頂機(jī)構(gòu)，為了讓顯示屏與面殼能夠很好的接觸，通常面殼膽面均會(huì)做預(yù)變形處理，因此，在產(chǎn)品優(yōu)化及設(shè)計(jì)斜頂時(shí)一定要小心處理，這樣在產(chǎn)品頂出時(shí)，既不會(huì)鏟膠，也不會(huì)將產(chǎn)品頂白，從而成型出合格的產(chǎn)品。
還有一點(diǎn)值得注意，斜頂機(jī)構(gòu)不適合于大的抽芯距，但在高光模具中，常常會(huì)遇到需較大抽芯距的斜頂機(jī)構(gòu)。通過(guò)特制導(dǎo)向桿來(lái)克服斜頂座的摩擦力，改變斜頂桿的受力方向，使斜頂桿在頂出和復(fù)位時(shí)均不受扭矩，因此，可以做到較大的斜度。
6.高光模具的排氣系統(tǒng)
從某種意義上講，注射模也是一種置換裝置，即塑料熔體進(jìn)入模腔，同時(shí)置換出模腔內(nèi)的空氣，這些氣體必須及時(shí)排出，否則，將會(huì)造成許多危害。為了達(dá)到高光效果，高光模具的排氣系統(tǒng)必需合理充分，通常，高光模具排氣系統(tǒng)的設(shè)置方式有：
①開設(shè)排氣槽
對(duì)于成型大中型塑件的模具，需排除的氣體量多，必須開設(shè)排氣槽。排氣槽通常開在推方上（分型面和靠型芯的一側(cè)）和膽面上，排氣槽的位置以處于熔體流動(dòng)末端為好，排氣槽尺寸以氣體能順利地排出而不溢料為原則，寬度為3-5mm，長(zhǎng)度為3-10mm，此后可加深到0.8-1.5mm，槽的間距保持在50mm左右。
②利用鑲件縫隙排氣
對(duì)于組合式的定?；蛐托荆衫闷淦春系目p隙排氣，必要時(shí)還可利用高壓氣槍進(jìn)行反吹，清理被堵塞的氣道。
③利用頂針、司筒排氣
在不產(chǎn)生溢料的前提下，有意增加頂針、司筒和模芯之間的間隙，以完成排氣。
④澆注系統(tǒng)末端排氣
澆注系統(tǒng)的排氣往往最容易被忽略，其實(shí)這是非常重要的一部分。
7.高光模具的熱電偶系統(tǒng)
熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，它屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫，其主要特點(diǎn)是測(cè)溫范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)控制和集中控制，熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)。許多高要求的模具均安裝了熱電偶（探溫線），用于監(jiān)控模具溫度。
探溫線在高光模具中的工作原理：高光模具通過(guò)模溫機(jī)進(jìn)行加熱，當(dāng)模具溫度高于設(shè)定值時(shí)，探溫線的接觸器斷電，與此同時(shí)，模溫機(jī)停止對(duì)模具的加熱；當(dāng)模具溫度低于設(shè)定值時(shí)，探溫線的接觸器閉合，模溫機(jī)再次對(duì)模具進(jìn)行加熱，如此反復(fù)控制模具溫度，使模具一直在我們所期望的溫度范圍內(nèi)工作，有利于提高產(chǎn)品的品質(zhì)。
熱電偶有正、負(fù)極性，接線時(shí)務(wù)必注意不能接反，否則，溫控表讀不出數(shù)來(lái)，且易誤斷為溫控表故障。在安裝熱電偶時(shí)，測(cè)溫點(diǎn)的位置應(yīng)在結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量接近膠位，以求真實(shí)地反映出塑料所處的溫度狀態(tài)。
