薄壁注射成型工艺

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1、薄壁注射成型工艺与模具设计高分子材料应用技术谢焕静《24号》荀月梨《25号》09高分子一班近年来，笔记本电脑与移动电话等产品更新换代的速度非常快，这类产品的设计理念正在朝着‘轻、薄、短、小’的方向发展，同时人们对这些产品的需求也在快速的增长，于是在常规注塑成型技术的基础上，薄壁注塑成型技术迅速发展起来。薄壁注塑成型技术虽仅有十几年的发展历程，但以美、德、日等为首的发达国家却纷纷投资，大力发展该技术。它已成为塑料成型行业中新的研究热点，是一项具有深远意义和重要作用的技术。引言定义目前关于薄壁注塑成型还没有统一的定义，Mahishi和Maloney把其定义

2、为流长厚度比L/T（L：Length，流动长度；T：Thickness，塑件厚度；L/T也简称为流长比）在100或者150以上的注塑为薄壁注塑；而Whetten和Fasset是这样定义薄壁注塑成型的：所成型塑件的厚度小于1mm，同时塑件的投影面积在50cm2以上的注塑成型。由此可见要给出一个统一的定义还是比较困难的；同时随着技术的发展，薄壁注塑成型定义的临界发生变化，它应该是一个相对的概念。适用材料薄壁注塑成型材料流动性要好，必须拥有大的流动长度。还有具有高的冲击强度，高热变形温度，良好的尺寸稳定性。另外，还要考察材料的耐热性、阻燃性、机械装配性及外观

3、质量等等。目前，薄壁注塑成型广为应用的材料有聚碳酸酯（PC）、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯（ABS）及PC/ABS共混物等。典型应用典型应用常规注塑成型工艺已为人们所熟悉，但薄壁注塑成型则不然，因为随着壁厚的减薄，聚合物熔体在型腔中的冷却速度加剧，在很短的时间内就会固化，这使得成型过程变得复杂，成型难度加大，常规的注塑成型工艺条件已不能满足需要。常规注塑成型的一个不足就是填充过程和冷却过程往往是交织在一起的，但由于常规塑件的尺寸比较大，所以对成型过程影响不大，但在薄壁注塑成型中这个不足就成为致命的问题。所以，不能把常规注塑成型中的理论和操作简单地照搬到薄壁注

4、塑成型中去。成型薄壁制品时一般需要专门设计的薄壁制品专用模具。与常规制品的标准化模具相比，薄壁制品的模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都发生了重大变化。主要表现在以下几个方面：（1）模具结构：为承受成型时的高压，薄壁成型模具的刚度要大、强度要高。因此模具的动、定模板及其支承板重量较大，厚度通常比传统模具的模板要厚。支撑柱要多，模具内可能要多设置内锁，以保证精确定位和良好的侧支撑，防止弯曲和偏移。另外，高速射出速度增加了模具的磨损，因此模具要采用较高硬度的工具钢，高磨损、高冲蚀区（如浇口处）硬度应大于HRC55。2）浇注系统：成型薄

5、壁制品，特别是制品厚度非常小时，要使用大浇口，而且浇口应该大于壁厚。如是直浇口应设置冷料井，以减少浇口应力，协助填充，减少制品去除浇口时的损坏。为保证有足够的压力充填薄的模腔，流道系统中应尽可能减少压力降。为此，流道设计要比传统的大一些，同时要限制熔体的驻留时间，以防止树脂降解劣化。当是一模多腔时，浇注系统的平衡性要求远高于常规模具的要求。值得注意的是薄壁制品模具的浇注系统中还引入了两项先进技术，即热流道技术和顺序阀式浇口（SVG）技术。（3）冷却系统：薄壁制品不像传统壁厚件那样可以承受较大的因传热不均而产生的残余应力。为保证制品的尺寸稳定性，把收缩和

6、翘曲控制在可以接受的范围内，就必须加强模具的冷却，确保冷却均衡。较好的冷却措施有在型芯及模腔模块内采用不闭合冷却线，加大冷却长度，均可增强冷却效果，必要的地方加入高传导率金属镶块，以加快热传导。（4）排气系统：薄壁注塑成型模具一般需要有良好的排气性，最好可以进行抽真空操作。由于填充时间短，注射速度高，模具的充分排气尤其是流动前沿聚集区的充分排气非常重要，以防困气引燃。气体通常通过型芯、顶杆、加强筋、螺柱及分型面等处排出。流道的末端也要充分排气。日本Sumitomo公司用多孔工具钢做小嵌件来解决小件制品的排气问题。（5）脱模系统：因为薄壁制品的壁和筋都很

7、薄，非常容易损坏，而且沿厚度方向收缩很小，使得加强筋和其他小结构很容易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和粘模，薄壁注塑成型应使用比常规注塑成型数量更多、尺寸更大的顶出销。工艺优点薄壁成型降低了制品质量、节约了材料，并且大大缩短了冷却时间。同时也满足了客户的某些需求，例如设计要求，成本降低。特别是，传统注射成型周期在30~60s范围内；而薄壁注射成型的周期在6~20s之间，缩短了2/3.周期缩短，成本降低。工艺缺点由于流道通道窄、操作条件苛刻、加工范围窄，薄壁成型较传统注射成型工艺遇到更多技术挑战。该工艺也需要硬度极高的、昂贵的模具，可能还需要

8、高标准的或专用的成型机械进行高速、高压注射。最后高速注射导致的高剪切速率会造成材料降解。薄壁注