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高光無痕注塑技術模具的設計要點

文字:[大][中][小] 2012-7-2  瀏覽次數:2566

  在整個高光無痕注塑工藝里,模具設計的好壞是直接影響產品好壞的重要因數之一, 模具的好壞也直接導致產品外觀質量和產品周期的關鍵.
    影響模具的因素主要有模具材料、模具設計與制造加工等。
    (1)模具材料模具材料需要有較好的拋光性、耐腐蝕性、耐磨性、熱強度、韌性、加工性能和低的熱膨脹系數等。其中拋光性、耐腐蝕性、熱強度、熱膨脹系數對高光模具尤為重要。如模具拋光性差、表面粗糙度大,或被腐蝕或注塑時有水分沉積,就無法進行高光澤產品成型;溫度的快速變動對模具材料的熱強度、熱膨脹系數也有了更高的要求目前使用的高光模具材料有日立金屬CENA1、日本大同NAK80和S-STAR、ASSAB的5136或S136H(420)、POLMAX等鏡面、高耐磨、抗腐蝕模具鋼,低檔高光模具也有采用P20等常規模具材料的。日立金屬開發的超大型塑料成型模具用材料CENAlα更是為高光模具專門開發的產品,獲得了2007年日本新產品獎。其綜合性能好,耐磨性、加工性、韌性、耐腐蝕性都較好,而拋光性極佳,是高光鏡面成型最佳的模具材料之一。
    (2)模具設計與制造高光模具除了模具表面質量要求高外,模具溫度的動態變化導致結構比普通模具復雜很多,其中模具內部管道的設計與制造是影響模具質量、生產周期和模具成本的關鍵。
    為保證模具表面溫度的均勻性和快速變化,模具內部必須開設合理的管道確??焖偕郎睾徒禍?。常規模具的管道系統一般采取直線管道,通過鉆孔加工來實現,這種設計制造只適合產品表面結構比較簡單的產品,如:DVD面板,LCD面殼等家電外殼,但無法滿足復雜模具的模面溫度均勻性要求。復雜的高光模具通過分層結構或其它特殊方法將管道布置在距模具表面恒定距離的地方來滿足以上要求,其中分層結構相對容易實現。分層結構的型腔和(或)型芯山兩部分組成:上層是一個厚度基本均勻的型腔零件,正面加工出模具成型面,背面加工出均勻的空間半圓管道,下層是一個襯板,有對應上層零件配合面,也加工出均勻的空間半圓管道,上下層配合形成空問管道,以此解決熱傳導的均勻性,可在短時間內均勻提高模具的表面溫度。與普通的模具相比,由于管道數量多、距離模面近,冷卻加熱時間均可大大縮短,使高光注塑周期比常規注塑周期短,實現快速循環成型,但分層結構也導致加工成本提高,模具壽命縮短。

此外,快速冷熱循環對模具的其它部分也提出了更高的要求。為了防止加熱系統對模具其它部分產生影響,對定位裝置、抽芯和導向機構的運動配合部分的隔熱、密封、配合需耍仔細考慮,避免模具開合不良、滑塊無法動作、定位不良等情況發生。
     在高光模具方面,目前存在模具材料單一、價格昂貴、模具制造成本高、模具壽命低、復雜模具制造困難、周期長等問題,使高光注塑只限于成型結構簡單的產品如平板塑料殼體等結構簡單的外觀產品。今后需要研究開發高光精密模具制造新技術和新的模具材料,結合現代CAE技術、快速制造技術、拋光工藝、表面加工技術等,實現模具表面、模具內部管道、模具零件的高效精密設計加工。

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