一般而言,在注塑加工過程中,制件產(chǎn)生收縮并包住型芯,這時(shí)往往需采用頂桿、空氣和/或脫模板來幫助制件脫離型芯。然而,如果制件收縮率過大,緊緊包住了型芯,制件在脫模之后,就會(huì)產(chǎn)生眾多的表面缺陷問題。Logic公司的總裁Allen解釋稱:“型芯阻礙制件的自由收縮范圍,由此產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力?!绷硗猓估鋮s的部件脫離型芯,需采用高頂出力或脫模力,而這又會(huì)造成部件翹曲、變形,或者形成應(yīng)力。
對(duì)于含有倒陷式嵌件或表面帶有紋飾圖案的制件,要求制件不發(fā)生翹曲變形和損害外觀表面的情況下脫離型腔,也是非常困難的。再者,型芯阻礙部件收縮,也降低了部件從型腔表面分離的能力。當(dāng)部件設(shè)計(jì)要求非常低的拔模斜度情況時(shí),脫模的困難性還要增大。
目前,解決這些難題的方案無非是設(shè)計(jì)加大拔模斜度、使用脫模劑、在模具內(nèi)添加滑塊或者高度拋光模具表面,所有這些措施均導(dǎo)致成本上升。
同步模具動(dòng)作
Logic公司的I.C.E.工藝技術(shù)可在模具內(nèi)釋放塑料熔體的應(yīng)力,同時(shí)又降低所需的頂出力。在某種情況下,有可能采用空氣頂出方式,而無需用頂針或脫模板。
Logic Corp.'s I.C.E. process retracts the core slightly while the part remains in the cavity, held in place by ejectors, stripper plate, and/or shop air. This prevents sticking to the core, relieves stresses, and allows the part to shrink away from the cavity.
開發(fā)I.C.E.工藝技術(shù)的首要目標(biāo),就是要將處于冷卻和收縮狀態(tài)下的部件緊粘在模具型芯上的粘附力消除;第二個(gè)目標(biāo)是使部件產(chǎn)生收縮,快速與型腔模壁分離。要實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)結(jié)果,采取了從部件中局部抽取型芯的方式,而部件仍緊貼在模具上。
當(dāng)型芯局部退出后,仍處于熔融狀態(tài)的部件中心位置與已冷卻變硬的表層之間建立起了初始應(yīng)力,這個(gè)初始應(yīng)力可自行消除?!斑@時(shí),跨過型芯的橫斷面快速形成冷卻和收縮,而不僅局限于在部件壁上產(chǎn)生冷卻和收縮?!盇llen作如此解釋。然后完全打開模具,從模具型腔中取出部件,即可完全頂出并脫離型芯。
為了能打破部件與型芯之間的粘附力,I.C.E.工藝要求在沒有完全打開模具的時(shí)候,將型芯稍微移動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)。這就需對(duì)注塑機(jī)上的操作程序做改進(jìn)。部件脫離型芯時(shí)所增加的頂出距離,可根據(jù)部件形狀、表面以及加工所用的樹脂種類作調(diào)整。Allen介紹說:“部件脫離型芯時(shí)所加大了的距離,實(shí)際上可小至0.010英寸,但卻非常有效地消除了部件緊粘在型芯上的粘附力,同時(shí)又可保持部件套著型芯,便于型芯全部退出部件。采用線性傳感器和光學(xué)測(cè)量?jī)x這兩種注塑機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)配置裝備對(duì)型芯和頂桿或脫模板的移動(dòng)進(jìn)行控制凋節(jié)?!?
另外,I.C.E.工藝要求在型芯初始抽出移動(dòng)期間,部件禁止作任何移動(dòng)。將部件緊緊固定在型腔內(nèi)的辦法有頂桿機(jī)構(gòu)、脫模板、壓縮空氣固定,或者同時(shí)綜合利用上述幾種方法。最常用的方法是脫模板和頂桿系統(tǒng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)型芯返回后,脫模板或頂桿機(jī)構(gòu)即刻與型芯一道同時(shí)、同速地向前移功,頂桿接著將部件頂出型腔。任何裝備了真正“快速頂出裝置”的注塑機(jī)都可應(yīng)用I.C.E.工藝進(jìn)行加工生產(chǎn)。
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加工操作人員還可將壓縮空氣管道連接穿入到型芯內(nèi)部,當(dāng)型芯返回時(shí),可把部件緊貼固定在型腔壁上。Logic公司為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,已專門開發(fā)出一種昂貴的氣動(dòng)控制儀。工藝還要求脫模板移動(dòng)時(shí)必須與定模板平行。就像Allen所說:“你可注塑加工零拔模斜度的部件,但模具必需絕對(duì)筆直地移動(dòng)?!弊詈檬褂美瓧U和定位銷,以保持模板呈同一直線排列,而不僅依靠凸輪鎖來固定。
采用I.C.E.工藝的最大優(yōu)點(diǎn),是基于甚少發(fā)生部件翹曲變形等缺陷,當(dāng)部件還處于較熱狀態(tài)時(shí)即可頂出,縮短整個(gè)加工循環(huán)周期。
The core retracts fully from the cavity and the part is ejected. Linear transducers and optical comparators control core and ejector movements.
I.C.E.的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)
I.C.E.工藝已于1999年8月3日獲得專利權(quán),包括如何控制活動(dòng)型芯和頂桿機(jī)構(gòu)的移動(dòng)步驟、和/或壓縮空氣系統(tǒng)裝置的等操作技巧內(nèi)容。截至目前,只有很少數(shù)的幾家企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了I.C.E.工藝,如Tupperware公司設(shè)在南卡羅來納州的工廠、定制注塑加工企業(yè)——Whirley工業(yè)公司、BPW塑料制品廠、原模及塑料模具國(guó)際有限公司。
原模及塑料模具國(guó)際有限公司每年加工600萬套注塑部件,分別應(yīng)用于軍方、醫(yī)療、工業(yè)化等領(lǐng)域,其中,還應(yīng)用I.C.E.工藝,采用聚砜材料生產(chǎn)軍用電池外殼。這種電池殼大約呈6.5×3×6.5英寸大小,拔模斜度只有0.15°。該公司在最開始注塑加工這一產(chǎn)品部件時(shí),采用了一套3型腔的分瓣模腔,存在脫模困難現(xiàn)象,造成最高達(dá)20%的擦傷性部件。
I.C.E. has been used to mold deep parts with low draft angles, textured surfaces, or undercuts, using polyolefins and engineering materials. The process can trim tool costs and cycle times.
應(yīng)用I.C.E.工藝在一套標(biāo)準(zhǔn)雙模腔模具中進(jìn)行加工,配備脫模板和100psi壓力的壓縮空氣,即可降低30%~50%的加工成本。另外的降低成本措施包括:可利用較低拋光水平的模具、無需脫模刑、縮短加工周期33%,并由于初始內(nèi)應(yīng)力已在模具內(nèi)消除,省去了二次退火步驟。