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(qiáng)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(jī)上進(jìn)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(jī)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(qiáng)PBT，工藝參數(shù)，機(jī)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(yán)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(kuò)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(qiáng)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(qiáng)度，斷裂阻力，疲勞強(qiáng)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(qiáng)混合材料適用于提高原材料的機(jī)械性能。今天，短玻璃纖維增強(qiáng)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(qiáng)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(jī)上進(jìn)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)上進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)械性能 拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度測試在一個拉力測試機(jī)上進(jìn)行。實驗對水輔注塑成型制件樣本進(jìn)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(jìn)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?；诋?dāng)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(qiáng)復(fù)合材料的指形效應(yīng)比不增強(qiáng)的更嚴(yán)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