設計薄壁注射成型模時應考慮的幾點問題

摘要針對薄壁塑料制品注塑成型具有的特點，本文論述了在設計薄壁塑件注塑成型模具時應重點考慮的幾項內容。

關鍵詞注塑成型薄壁模具

中圖分類號:TG7文獻標識碼:A

1 前言

薄壁注射成型通常是指產品的壁厚在1mm以下的注射成型。當然，所謂的薄壁是一個相對的概念，當注射流長/厚度的值大于100或者150時的注射成型也可以稱之為薄壁注射成型。由于壁厚的減少，注射成型具有很多普普通通注射成型所不具備的優點:比如其注射成型的周期可以更短，所用的原料更少，生產成本更低等。

與傳統的注射成型相比，由于壁厚的減少，薄壁注射成型的成型過程變得更為復雜，成型難度加大。在注射成型里面，所需要的注射壓力隨著流動長度的增加而增加，因此薄壁注射成型的注射壓力要比傳統的注射成型大，同時由于壁厚的減少，塑料熔體在充填過程中的冷卻層厚度相對于整個制品的厚度來講變得很大，因此要想順利充模，必須以很快的速度使的熔體充滿型腔，否則將引起充填不足。

2 薄壁注塑成型模具的設計

由于薄壁注射成型比傳統的注塑成型更復雜，所以薄壁注塑成型對成型材料、成型設備(注塑成型機及模具)、成型工藝都有比傳統注塑成型更高的要求，而其中的模具設計是否合理直接關系到能否成型合格制品，是其中非常的重要環節。

成型薄壁制品的模具一般是專用模具。與常規制品的標準化模具相比，薄壁制品模具從模具結構、澆注系統、冷

卻系統、排氣系統和脫模系統等都有可能發生了重大變化，主要表現在以下幾個方面。

2.1模具結構

由于薄壁注塑成型過程短，速度快，而且薄壁注塑成型的注塑壓力高，模腔內部的壓力也高，為了承受成型過程中的高壓，要求薄壁注塑成型模具的剛度要大、強度要高。因此可以采用增加模具的動、定模板及其支承板的厚度或者采用比普通模具更優質的鋼材以增加模具的剛性和強度。為了保證精確定位和良好的側支撐，防止彎曲和偏移，模具的支撐柱要多，模具內還要多設置內鎖緊定位機構。另外，高的注射速度和薄壁注塑成型采用的纖維增強材料會加劇模具的磨損，因此與成型材料接觸的模具表面(流道、澆口、型腔)要求有較好的耐磨性。

2.2 澆注系統

薄壁注塑成型要求快速充模。成型薄壁塑件，如果使用大澆口，澆口的厚度應該不大于壁厚。因為小而短的澆口由于摩擦生熱可以使塑料熔體粘度的進一步降低，甚至比尺寸較大的澆口更易充滿薄壁型腔，所以成型薄壁制件也可以采用針點式澆口。但對于薄壁制件，由于針點式澆口附近的剪切速率過高，會造成分子的高度定向，增加局部應力，甚至開裂。為了改善這一情況，在不影響使用的情況下，可以將澆口對面壁厚增加并呈圓弧過渡圜，如圖1所示。

為保證有足夠的壓力充填薄的型腔，流道系統中應盡可能地減少壓力降，流道壓降最好不要超過注塑機提供壓力15%。為此，流道截面要比傳統的大一些，同時要限制熔體的停留時間，以防止塑料降解裂化。當模具是一模多腔時，澆注系統的平衡性要求遠高于常規模具的要求。

為了避免普通澆注系統中產生大量的澆注系統回頭料，在薄壁塑件注塑成型中，模具的澆注系統可以采用熱流道技術。熱流道技術有利于壓力的傳遞，能夠使熔體經過較長的流動路徑后在澆口處提供盡可能高的壓力。薄壁注塑成型模具通常使用外加熱式熱流道，為把壓力損失降到最小，流道不應該有尖角和死區，使熔體不會粘結在流道壁上。需要注意的是熱流道雖然能大大減小壓降和循環時間，但卻使熔體在高溫下停留的時間過長，容易使塑料降解裂化，所以必須限制塑料熔體的駐留時間。

2.3冷卻系統

薄壁塑件由于厚度變薄，更容易發生變形。為保證塑件的尺寸穩定性，把收縮和翹曲控制在可以接受的范圍內，就必須加強模具的冷卻，確保冷卻均衡，防止因冷卻不均產生較大的殘余應力而導致塑件變形。較好的冷卻措施有在型芯及型腔內采用不閉合冷卻線，加大冷卻長度，在必要的地方加入傳導率高的金屬鑲塊，以加快熱傳導。對于薄壁塑件，特別應該加強澆口處的冷卻，使得澆口附近的熔體和其他地方的熔體一樣保持冷卻均衡。

2.4排氣系統

由于填充時間短，注射速度高，薄壁注塑成型模具需要有良好的排氣性，最好可以進行抽真空操作。模具的充分排氣尤其是流動前沿聚集區的充分排氣非常重要，否則會因為模具內排氣不良而引起塑料燒焦。氣體通常通過型芯、頂桿、加強筋、導柱及分型面等處排出，所以在這些地方和流道末端應該特別注意塑料的排氣問題，可以適當的增加排氣孔的數量。也可以用0型密封圈密封分型面，把型腔抽成真空。

2.5脫模系統

因為薄壁制品的壁和肋都很薄，非常容易損壞，而且沿厚度方向收縮很小，同時由于高的保壓壓力進一步減小了制品的收縮，使得加強肋和其他小結構很容易粘模。為避免薄壁塑件被頂穿而破壞和防止粘模，薄壁注塑成型模具應使用比常規注塑成型模具數量更多、尺寸更大、分布更均勻的頂桿。

3 小結

由于消費產品市場對于更精密、更小，更輕的電子及其相關產品需求越來越多，因此，薄壁注塑成型技術受到越來越多的關注。在設計薄壁塑件注塑模具的時候要從薄壁塑件的成型特I生出發，考慮由于成型過程中的高速高壓對模具設計帶來的一系列變化，以設計出能符合薄壁塑件成型要求的模具。