瓶肩復雜抽芯機構及3D打印隨形水路設計

0 引 言

注射模冷卻系統影響塑件成型周期和成型質量，傳統冷卻水路通常為圓柱形直孔，由鉆床或銑床等設備加工制造，這種水路無法均勻貼近所有的型腔表面，冷卻不平衡，冷卻效率低，導致塑件成型精度低，注射周期長

。與傳統水路相比，3D打印隨形水路可以為任意形狀、任意截面，通過改變形狀和截面使水路均勻貼近型腔表面，布置合理，能達到快速均勻冷卻的效果，縮短模具的成型周期，提高成型塑件的尺寸精度及其利潤

。設計的模具溫度控制系統采用金屬3D打印隨形水路技術

。

1 塑件結構分析

塑件為35 mL的香水瓶瓶肩，材料為ABS樹脂，收縮率為0.5%

。塑件為回轉體，最大外圓直徑為

42.5 mm，高為12 mm，最大壁厚為2.5 mm，平均壁厚為2 mm。塑件外觀面要求高，不允許有澆口痕和推桿痕，也不允許有流痕、熔接痕、收縮凹痕和填充不良等注射缺陷。塑件裝配尺寸較多，精度要求較高，要求達到MT3（GB/T 14486—2008）級，圓度誤差不得超過0.1 mm。塑件外側面有4處倒扣，倒扣深度為0.8 mm，內側面有2處倒扣，倒扣深度為0.6 mm，脫模困難。塑件結構如圖1所示。

2 模具結構設計

模具采取1模4腔的布局方式，澆注系統采用點澆口轉側澆口，熔體從待成型塑件

20.5 mm內圓孔的內側面進入模具型腔，既簡化了模具結構，又保證了塑件的外觀質量。模架采用簡化型三板模架，規格型號為3035-FCI-A60-B70-250，導柱長度為250 mm

。塑件4個外側倒扣的脫模采用“T形扣楔緊塊+滑塊”定模側向抽芯機構，內側抽芯采用斜推桿側向抽芯機構，定模滑塊采用3D打印隨形水路。模具結構如圖2所示。

2.1 澆注系統及定距分型機構設計

塑件外表面質量要求較高，不允許有澆口痕和流痕。根據塑件形狀，只能從頂端

20.5 mm孔的內側面進料，設置2個澆口，既能滿足塑件外觀要求，又能保證熔體同時進入型腔，且熔體最后到達分型面，對型腔排氣有利

。為保證澆注系統凝料安全脫落及外側先抽芯，動、定模板再開模的順序，模具必須設計定距分型機構，保證開模順序、開模距離和抽芯距離。定距分型機構由拉模扣31、拉桿29和限位套17組成。拉模扣31的作用是增加動、定模板之間的開模阻力，加之拉料桿3受到流道凝料阻力作用，能保證分型面I先打開。拉模扣31對分型面I的開模阻力可調整，通過調整其外徑保證分型面II其次打開，動、定模板最后打開。

發病率高、治愈率高。癥狀沒食欲，精神萎靡、體溫偏高或正常，拉稀便。不過這種類型雖然發病率高，占到總發病率80%左右，但可以全部治愈。

2.2 側向抽芯機構設計

（3）開模：塑件固化至足夠剛性后，注塑機滑塊拉動動模座板10開模。在定距分型機構作用下模具首先從分型面I處打開，打開距離為115 mm，由拉桿29控制。在分型面I打開過程中，拉料桿3拉住澆注系統凝料與塑件脫離，同時楔緊塊18和21分別撥動滑塊19和23進行側向抽芯。模具繼續打開，在拉模扣31阻力作用下，模具再從分型面II處打開，打開距離為15 mm，由限位套17控制。分型面II打開過程中，澆注系統凝料被推料板強行推離拉料桿3，完成自動脫料。模具最后從分型面III處打開，打開距離為150 mm，由注塑機控制，此時，塑件脫離定模型腔。

（2）冷卻固化：熔體充滿型腔后保壓、冷卻、固化。

2.3 溫度控制系統及隨形水路設計

調查顯示，女生視力不良率高于男生，與以往的報道一致，可能與女生較多的學習時間有關。城市學生視力不良率高于農村學生，與鄧艷梅等[7]的研究結果一致，可能與城市電子產品較普及，學生課余時間以看電視和上網為主有關。提示應針對女生和城市學生著重開展視力防護的健康教育，同時，學校、家庭、社會需共同配合，大力宣傳用眼衛生，保證學生充足的睡眠，增加戶外運動時間，減輕學生學業負擔，降低視力不良發生率。

1.3 觀察指標 觀察兩組患者住院天數、住院費用及術后并發癥等指標。統計兩組患者對護理工作滿意度;出院前采用自制的護理工作滿意度調查表，評價兩組患者對護理工作滿意度，采取百分制，≥90分為滿意，50～89分為較滿意，＜50分為不滿意。

3 模具工作過程

模具工作過程如下。

塑件壁厚尺寸相對于外形尺寸較大，熔體熱量較多。根據模具結構特點，熔體熱量主要被滑塊19和23吸收，滑塊吸收熱量后溫度快速升高，當升高到100℃時不但會嚴重影響熔體冷卻速度，延長成型周期，而且由于熱脹冷縮，導致滑塊T形肩臺在動模板T形槽內無法滑動，甚至出現撞模故障。傳統的冷卻系統采用圓形直通式冷卻水管，如圖3所示。由于型腔為圓柱形，傳統水路不但冷卻速度慢，且冷卻不均勻，最終導致成型周期長，塑件圓度誤差大，無法滿足裝配要求。為了縮短成型周期、提高塑件成型尺寸精度、保證模具安全運行，在模具設計時，滑塊溫度控制系統采用隨形水路，水路緊貼型腔壁面布置，水道截面為腰形

，如圖4所示。采用隨形水路后，定模滑塊19和23的溫差減小了60%，塑件變形量減少了約50%，圓度誤差小于0.1 mm，成型塑件尺寸精度和形狀精度提高了二級，達到了MT3（GB/T 14486—2008），滿足了裝配要求。采用隨形水路后，成型周期為18 s，縮短了約30%，提高了模具的生產效率。

（1）注射填充：塑料熔體由澆口套4中的主流道，經定模板15和推料板2之間的分流道及定模型芯壓板16和動模鑲件7之間的分流道，最后由側澆口通過

20.5 mm內圓周面進入模具型腔。

塑件內側面有2處倒扣，倒扣深度只有0.6 mm，但寬度較大（12 mm），模具采用動模斜推桿側向抽芯機構，該機構由斜推桿24、導向塊25和斜推桿底座26組成，斜推桿傾斜角度為5°。

由于隨形冷卻水路無法由傳統的鉆削或銑削工藝加工，必須采用3D打印技術制造

。香水瓶瓶肩注射模內外滑塊隨形水路采用選擇性激光熔化（selective laser melting，SLM）3D打印工藝制造

，材料采用耐腐蝕的3D打印模制鋼粉末材料Uddeholm AM Corrax

，該材料可以防止冷卻通道中的沉積物堆積，從而防止腐蝕，延長模具的使用壽命

。

塑件外側有4個圓形凸臺，模具采用哈夫滑塊定模側向抽芯機構。該機構由驅動和鎖緊零件（楔緊塊18、21）、定位零件（滑塊定位珠22）以及成型零件（滑塊19、23）組成。塑件凸臺寬4 mm，高0.8 mm，由于4個凸臺均布于外圓周面上，滑塊19和23的最小抽芯距離不是0.8 mm，而是2 mm。加上安全距離，滑塊的抽芯距離取5.5 mm

。由于定模側向抽芯機構必須在動模和定模打開之前完成抽芯，楔緊塊18和21必須安裝在定模座板1中，在分型面I、II打開時完成定模抽芯。由于楔緊塊18和21為位懸臂結構，伸出的臂尺寸較大，且注射成型時熔體給予滑塊23的脹形力較大，為提高模具剛性，防止滑塊23在脹形力作用下后退變形，楔緊塊21合模后插入動模板，插入深度為8 mm，角度為20°。楔緊塊18因兩邊受力相等，故無需插入動模板。

（4）脫模：注塑機頂桿推動推板11、復位桿8、推桿13以及斜推桿24，一邊進行內側抽芯，一邊將塑件推離動模鑲件7。

本文以H-103樹脂作為處理廢水中Cl-的吸附劑，研究H-103樹脂對水溶液中Cl-的吸附熱力學特性，探討樹脂對Cl-的吸附機理。

（5）合模：塑件脫離動模后，復位彈簧推動推桿13和斜推桿24復位，注塑機滑塊推動動模合模，在合模過程中楔緊塊18、21推動滑塊19和23復位，模具接著進行下一次注射成型。

4 結束語

瓶肩注射模采用3D打印隨形水路解決了型腔形狀復雜、熱量集中的難題，模具鑲件溫差減小了60%，塑件變形量減少了50%，圓度誤差小于0.1 mm，尺寸精度達到了 MT3（GB/T 14486—2008），提高了2個等級，達到了設計要求。采用隨形水路后，塑件成型周期為18 s，縮短了約30%，提高了模具的生產效率。利用3D打印隨形水路技術，模具綜合產能提高了2倍以上。模具試模一次成功，投產后運行安全平穩，定模滑塊未出現卡滯現象，成型塑件的外觀質量和尺寸精度均達到了設計要求。

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