模塑成型收縮率概述
(一)假設注塑制品的結構是合理的,剛性也足夠,而且機械,制造精度又滿足要求,則制品的收縮量便是尺寸精度的決定性因素.所謂收縮量是指制品在使用條件下的尺寸和模具型腔實際尺寸的差值(收縮量),或相對值(收縮率)
收縮率:Sl=(L2-L1)/L1(收縮率還可用其百分數Sl%表示)
其中:L1—制品使用尺寸;L2--模具型腔實際尺寸;
Sl—收縮率
由此可見,收縮率表示了單位長度上尺寸的線性變化,又稱線性收縮率(即通常所說的材料模塑成型收縮率),它與各向同性的體積收縮率Sv有下列關系:
Sl= -1
注塑制品有各向異性的性質,在縱向(X方向)和橫向(垂直于X的Y方向)收縮率是不等的,可用平面收縮率S表示如下:
S=(Sx-Sy)/Sx,Sx=(Lx1-Lx2)/Lx1 %, Sy=(Ly1-Ly2)/Ly1 %
Lx1,Lx2;Ly1,Ly2;Sx,Sy分別表示X,Y方向上的模具與制品的尺寸和線性收縮率.
(二)在正常工藝條件下制品的收縮率要受許多因素的影響,其中包括制品的厚度,如以POM注塑制品為例,當壁厚變化2+ -1mm時,收縮率變化+-2%;當澆口面積變化1+ -0.2平方毫米時, 收縮率變化+ -2%;當模具溫度變化80+ -40攝氏度時, 收縮率變化+ -5%;當熔體溫度變化190+ -10攝氏度時, 收縮率變化+ -2.5%;當注塑壓力變化78+ -9.8Mpa時, 收縮率變化+ -2.5%.此外,注射保壓時間加長及冷卻時間加長都會使收縮率減小,從而提高尺寸精度.
(三)一般注塑成型制品難以得到像金屬制品那樣準確的精度,其理由:(1)熱脹系數大;(2)成型收縮;(3)長時間放置有變化;(4)受溫度及環境影響;(5)通過模具難以控制確定尺寸;(6)受模具制造誤差影響.
(四)影響制品精度(公差帶范圍)因素的比例:(1)由于模具制造誤差的影響占50%;(2)由于工藝條件變化的影響占30%-35%;(3)由于原料批號間性能波動的影響占10%-15%;
(五)附表1指在正常工藝條件下,成型收縮率在0.005時,一般制品公差的分配:
(六)附表2推薦有不同聚合物的實際收縮率,因為在很大程度上還與加工條件和模具設計制造有關,僅供參考.
(七)ASTM D955試樣成型收縮率測試內容:
環境條件:溫度23+-2攝氏度,濕度50+-5%
試樣規格:直徑為100mm,厚度4mm的圓片
工藝條件:正常注塑工藝
附表1 一般制品尺寸公差分配(成型收縮率0.005)
制品尺寸 |
由模具直接確定的尺寸 |
不由模具直接確定的尺寸 |
制品尺寸 |
由模具直接確定的尺寸 |
不由模具直接確定的尺寸 |
6 |
+ -0.15 |
+ -0.2 |
250 |
+ -0.8 |
+ -1.0 |
18 |
+ -0.2 |
+ -0.2 |
315 |
+ -1.0 |
+ -1.3 |
30 |
+ -0.25 |
+ -0.3 |
400 |
+ -1.3 |
+ -1.7 |
50 |
+ -0.3 |
+ -0.4 |
500 |
+ -1.7 |
+ -2.2 |
80 |
+ -0.4 |
+ -0.5 |
630 |
+ -2.2 |
+ -2.8 |
120 |
+ -0.5 |
+ -0.6 |
800 |
+ -2.8 |
+ -3.5 |
180 |
+ -0.65 |
+ -0.8 |
1000 |
+ -3.5 |
+ -4.3 |
附表2 常見塑料的實際成型收縮率
塑料 |
模塑收縮量,mm/mm |
模塑收縮率,% |
ABS |
0.005—0.007 |
0.5-0.7 |
POM |
0.020-0.035 |
2.0-3.5 |
CA |
0.002-0.005 |
0.2-0.5 |
PA66 |
0.010-0.025 |
1.0-2.5 |
PA6 |
0.007-0.015 |
0.7-1.5 |
PC |
0.005-0.007 |
0.5-0.7 |
PE |
0.015-0.035 |
1.5-3.5 |
PP |
0.010-0.030 |
1.0-3.0 |
PS |
0.002-0.008 |
0.2-0.8 |
PPO |
0.005-0.007 |
0.5-0.7 |
PC/ABS |
0.006-0.008 |
0.6-0.8 |
PC+GF(10-30%) |
0.001-0.003 |
0.1-0.3 |
PSF |
0.008 |
0.8 |
PTFE |
0.050-0.100 |
5.0-10.0 |