根據(jù)Research and Markets的研究數(shù)據(jù)，目前，全球塑料注塑件的市值規(guī)模達(dá)3,250億美元，預(yù)計最快在2025年該市值就將達(dá)到4787.2億美元，2019-2025年的年復(fù)合增長率為5.7%。
受亞洲經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的驅(qū)動，以及受益于工藝效率和新樹脂材料的推進(jìn)，塑料部件在更為復(fù)雜的應(yīng)用中廣泛使用，這為產(chǎn)品設(shè)計師和工程師帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
塑料注射成型的一個顯著優(yōu)勢就是能夠以相對開發(fā)成本而言(工具)較低的單價成本生產(chǎn)非常大批量的產(chǎn)品。不過，這些相同的大體量生產(chǎn)需要使用良好的模具設(shè)計。
細(xì)小的，逐步改進(jìn)的模具設(shè)計，對小批量注塑部件的生產(chǎn)影響可能微不足道，但在生產(chǎn)數(shù)百萬個成品零件時就會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)影響。這就是為什么在任何工具項目在設(shè)計階段，采用合理的設(shè)計邏輯至關(guān)重要。
以下是為高溫環(huán)境中使用的產(chǎn)品設(shè)計兩個多腔注塑模具時，需要考慮的四大關(guān)鍵因素和五大注意事項，而這些考量普遍適用于任何應(yīng)用的項目。
材料設(shè)計
每種熱成型樹脂都具有獨特的化學(xué)和機(jī)械性能，需要與將要用于模塑它的模具鋼部件配合。例如，當(dāng)使用聚醚醚酮PEEK(一種用于汽車、航空航天和醫(yī)療應(yīng)用的高溫工程塑料)時，該模具需要能夠承受更高的成型溫度，同時保持尺寸穩(wěn)定性。
1、用高溫PEEK塑料材料生產(chǎn)的部件
針對使用高溫PEEK塑料材料生產(chǎn)的部件，建議的模具工具材料選擇是S136不銹鋼。不銹鋼適用于PEEK要求的較高溫度下的大規(guī)模生產(chǎn)。另外不銹鋼還能耐玻璃纖維的磨損，并經(jīng)過高度拋光處理，可令塑料部件獲得超卓的表面質(zhì)量。
由于PEEK必須在高溫高壓下注塑，因此必須小心地對模具工具進(jìn)行熱處理。熱處理過程是在最終拋光之前，和CNC加工之后進(jìn)行。
2、模具拋光和熱處理前進(jìn)行粗磨
由于S136不銹鋼并非一種價格低廉的工具鋼，因此建議僅加工一部分模塑工具插件，以降低總工具成本。一旦加工好，就可以將插件放入更大標(biāo)準(zhǔn)的模塑工具材料(如P20或NAK80塑料模具鋼)的模塊化模具中，然后將其安裝到機(jī)器中。
由于PEEK要求的注塑成型溫度通常超過大多數(shù)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)加熱回路溫度，為了滿足必要的高成型溫度，必須使用單獨的電加熱線圈。
電加熱器可以非常有效和均勻地分配熱量以獲得良好的成型效果，但反過來又對冷卻通道的正確設(shè)計提出更高要求，以便快速散熱以獲得良好的循環(huán)時間。
拔模角度設(shè)計
由于樹脂具有獨特的收縮率，在冷卻時會出現(xiàn)收縮，這可能導(dǎo)致模塑部件粘在模腔內(nèi)，出現(xiàn)黏膜情況。
制造商的規(guī)格表雖然有助于確定最小拔模角度，但這也受到零件表面紋理的影響。在某一點上，更多紋理(咬花)的注塑部件需要更大的拔模角度。
3、移動分型線需要拔模角度
產(chǎn)品設(shè)計師在兩個垂直面的直角交叉處確定分型線是很普遍的。但如果其中一個面是外觀面，而模具中出現(xiàn)任何多余料，則可能會損壞外觀表面。
為了避免出現(xiàn)這種損壞情況，最好將分型線移到相鄰的非外觀面上。該分型線應(yīng)沿拔模角稍微傾斜移動，而不是剛好90度。如果出現(xiàn)多余料，則可以在不損壞成品部件外觀的情況下將其裁剪掉。
壁厚設(shè)計
壁厚管理對于控制應(yīng)力標(biāo)記至關(guān)重要，同時確保設(shè)計滿足最小壁厚的同時與相鄰部位的厚度保持最大程度的一致性。
4、在澆口附近施加高注射壓力
澆口是代表高初始注射壓力的區(qū)域，而窄的壁厚也意味著增加注射壓力會受到限制。如果不平衡，這兩種力會對模具造成剪切，多余料甚至損壞效果。因此，增加澆口附近的壁厚，降低注射壓力或同時實施兩個動作都是良好的設(shè)計實踐。
其次，出現(xiàn)多余料的可能性也會增加，因為壓力會精確地施加在分割線上。如果出現(xiàn)多余料，則需要花費(fèi)大量時間和精力來移除，還會在成品上留下相應(yīng)的標(biāo)記。
最后，相鄰區(qū)域質(zhì)量不均等也將導(dǎo)致凹痕。這些損害不僅令塑料部件外觀變得難看，而且還會損害部件的結(jié)構(gòu)完整性。
脫模設(shè)計
脫模力應(yīng)該均衡地施加在注塑部件的表面區(qū)域，同時考慮厚度和質(zhì)量，以防止部件翹曲或斷裂。另外，在澆口周圍的區(qū)域，將需要增加卸料板或額外的頂針式脫模裝置。這些頂針式脫模裝置是在短射的情況下清理澆口所必需的。
5、幾何形狀很難平衡?
由于澆口附近的區(qū)域?qū)⑻幱趹?yīng)力下，因此最好盡可能將壁厚設(shè)計得更厚些，或者利用襯墊或其他平坦區(qū)域以提供頂針頂出的推動力。
隨著設(shè)計師和工程師繼續(xù)沿著新產(chǎn)品開發(fā)方向不斷前進(jìn)，把握對塑料注塑模具的細(xì)微差別以及正確調(diào)適這些差別至關(guān)重要。
吹瓶機(jī)丨塑料吹瓶機(jī)丨PET吹瓶機(jī)?
