電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計-抽芯注射模含14張CAD圖,電表,塑料件,注塑,設(shè)計,注射,14,cad PBT玻璃纖維增強復(fù)合材料水輔注塑成型的實驗研究 摘要：本報告的目的是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇復(fù)合材料水輔注塑的成型工藝。實驗在一個配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機上進行，包括一個水泵，一個壓力檢測器，一個注水裝置。實驗材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個中間有一個肋板的空心盤。實驗根據(jù)水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數(shù)以及它們的機械性能。XRD也被用來分別材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。實驗發(fā)現(xiàn)熔體壓力,熔融溫度，及短射類型是影響水注塑行為的決定性參數(shù)。材料在模具一面比在水一面展示了較高的結(jié)晶度。氣輔成型制品也要比水輔成型制品結(jié)晶度高。另外，制品表面的玻璃纖維大部分取向與流動方向一致，而隨著離制品表面距離的增加，越來越多的垂直與流動方向。 關(guān)鍵詞：水輔注塑成型，玻璃纖維增強PBT，工藝參數(shù)，機械性能，結(jié)晶， 1．前言 依靠重量輕，成型周期短，消耗低，水輔注塑成型技術(shù)在塑料制品制造方面已經(jīng)取得了突破。在水輔注塑成型中，模具行腔被部分注入聚合物熔體，而后向這些聚合物中心注入水。水輔注塑成型的原理如圖1 圖1 水輔注塑成型的原理如圖 水輔注塑成型能夠在更短的循環(huán)時間內(nèi)生產(chǎn)出收縮小，翹曲小，表面質(zhì)量好的各種薄厚的制品。水輔注塑成型工藝也可根據(jù)工具及設(shè)備的承受壓力在設(shè)計，節(jié)省材料，減輕重量，減少成本方面取得更大的自由。典型的應(yīng)用有棒，管材，水路管網(wǎng)建設(shè)用的大型復(fù)合結(jié)構(gòu)管。另一方面，盡管有很多優(yōu)勢，由于加入了額外的工藝參數(shù)，模具和工藝控制變的更加嚴峻和困難。水也可能腐蝕模具鋼，同時一些材料包括熱塑性塑料難以成型。成型后水的清除也是對這個新技術(shù)的一個挑戰(zhàn)。表1列出了水輔注塑成型技術(shù)的優(yōu)勢和局限性。 優(yōu)勢 局限性 1，成型周期短 2，成本低（水更便宜而且可方便地循環(huán)利用） 3，制品內(nèi)部不產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。 1，水腐蝕模具 2，需要較大的注塑元件。（容易陷入聚合物熔體） 3，一些材料難以成型（尤其是非晶態(tài)熱塑性材料） 4，成型后需要清除水 表1 水輔注塑成型有優(yōu)勢超過它更有名的競爭對手，氣輔注塑成型，因為依靠水在成型過程中更好的冷卻能力，水輔注塑成型獲得了更短的成型周期。它的不可壓縮性，低成本以及易循環(huán)利用，水成為這一過程的理想媒介。既然水不會溶解和擴散到聚合物熔體中，那么經(jīng)常在氣輔成型工藝出現(xiàn)的氣泡現(xiàn)象也便消除了。另外，水輔注塑成型能更好的用小剩余壁厚成型大型制件。表2是對水輔和氣輔成型工藝的一個比較。 表2水輔和氣輔成型工藝比較。 水輔 氣輔 1成型周期 2介質(zhì)成本 3氣泡現(xiàn)象 5殘余壁厚 6表面粗糙度 7表面光澤 8指形效應(yīng) 9非均勻穿透 10制品透明度 11內(nèi)表面（熱塑性半晶） 12內(nèi)表面（熱固性） 短 低 無 小 小 高 大 穩(wěn)定 高 平滑 粗糙 長 高 有 大 高 低 小 不穩(wěn)定 低 粗糙 平滑 隨著對密度小，強度高，價格便宜，成型周期短的優(yōu)良性能材料需求的增加，塑料工程是一個不可忽視的工藝。這些塑料包括熱塑性和熱固性塑料。一般來說，熱塑性塑料以其更高的沖擊強度，斷裂阻力，疲勞強度而更有優(yōu)勢。這使得熱塑性塑料在工程建設(shè)中廣泛使用。 PBT是廣泛使用的熱塑性工程塑料之一，它有1，4—丁烯乙2醇和DMT聚合而成。玻纖增強混合材料適用于提高原材料的機械性能。今天，短玻璃纖維增強PBT已被廣泛應(yīng)用與電子，通信，汽車領(lǐng)域。所以，對玻璃纖維增強PBT的研究更加重要了。本文是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇水輔注塑的成型工藝，實驗在一個配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機上進行，包括一個水泵一個壓力檢測器，一個注水裝置。實驗材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個中間有一個肋板的空心盤。實驗根據(jù)水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數(shù)以及它們的機械性能。XRD也被用來分別材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。 2．實驗步驟 2.1 材料 實驗材料包括PBT（牌號1111FB，南亞塑料，臺灣）和15%玻璃纖維填充PBT的混合物（牌號1210G3，南亞塑料，臺灣）。表3列出了此混合材料的特征。 表3 纖維增強PBT復(fù)合材料特征 性質(zhì) ASTM PBT 15%G.F.PBT 屈服應(yīng)力(kg/cm2) 彎曲應(yīng)力(kg/cm2) 硬度 熱變形溫度（℃） MFI 沖擊強度 熔點（℃） D-638 D-570 D-785 D-648 D-1238 D-256 DSC 600 900 119 60 40 5 224 1000 1500 120 200 25 5 224 2.2 水輔注塑元件 一個實驗室注水元件，包括一個水泵，一個壓力檢測器，一個注水閥，一個配備了溫度調(diào)節(jié)裝置的水箱，以及一個控制電路。這個孔板型注水閥每邊有兩個孔，用來成型制件。實驗過程中，注水閥的控制電路收到由注塑機產(chǎn)生的信號實現(xiàn)對時間和注水壓力的控制。在注入模具行腔之前，水在有溫控裝置的水箱里加熱30分鐘。 2.3注塑機和模具 水輔注塑成型實驗在一個最高注塑速率109cm3/s的80噸注塑機上進行。研究使用了一個中間有一個肋板的空心盤。圖2顯示了這個行腔的尺寸。模具溫度由一個水循環(huán)模溫控制元件調(diào)節(jié)。實驗根據(jù)水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數(shù)，包括熔體溫度，模具溫度，熔體充模壓力，水溫和水壓，注水延遲時間和保持時間，以及熔體短射類型。表4列出這些工藝參數(shù)及在實驗中的數(shù)值。 A B C D E F 熔體壓力 熔體溫度 短射類型 水 壓 水 溫 模具溫度 140 126 114 98 84 280 275 270 265 260 76 77 78 80 81 8 9 10 11 12 80 75 70 65 60 80 75 70 65 60 表 4 2.4氣輔注塑元件 為了對水輔和氣輔注塑成型制件進行比較，氣輔注塑成型實驗使用了一個商用氣輔注塑成型元件，其具體配置可參考RCFS。氣輔注塑成型工藝控制和水輔注塑成型一樣，除了氣體溫度設(shè)置為25外。 圖2 模具行腔的尺寸和外形 2.5 XRD 為了分析水輔注塑成型制品的晶體結(jié)構(gòu)，實驗使用了具有二維探測分析傳輸模式的廣角X射線衍射儀。更特別的是實驗對水輔注塑成型制品模具一邊和水一邊的樣品在7到40的范圍內(nèi)進行測量。分析所用的樣品來自制品中心。為了獲得XRD樣品要求的厚度，多余的部分在一個旋轉(zhuǎn)輪上打磨掉。首先用濕的碳硅紗布，而后用粒度300的，再用粒度600和1200的，以獲得更好的表面質(zhì)量。 2.6機械性能 拉伸強度和彎曲強度測試在一個拉力測試機上進行。實驗對水輔注塑成型制件樣本進行拉力測試以評估水溫對拉伸性能的影響。樣本的尺寸為30mm*10mm*1mm. 水輔注塑成型制件的彎曲實驗也在室溫下進行。彎曲樣本的尺寸為20mm*10mm*1mm。 3 結(jié)論 本報告的目的是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇復(fù)合材料水輔注塑的成型工藝。基于當前實驗可得出以下結(jié)論 1. 水輔注塑成型制品在水道的過度區(qū)域出現(xiàn)了指形效應(yīng)。并且，玻璃纖維增強復(fù)合材料的指形效應(yīng)比不增強的更嚴重 2. 研究的實驗結(jié)果顯示PBT復(fù)合材料的水穿透長度隨著水溫和水壓的增加而增加。隨著熔體充模壓力，熔體溫度，模具溫度，短射量的增加而降低。， 3. 制品的翹曲隨著水穿透的程度而降低了。 4. 注塑制品的結(jié)晶度隨著水溫的升高而提高。水輔成型制品的結(jié)晶度比氣輔的要低。 5. 模具一邊的制品表面的玻璃纖維取向大部分與流動方向一致，而隨著離這一表面距離的增加，纖維取向逐漸的垂直與流動方向。 6