所謂薄壁注射就是制件壁厚小于等于0.5 mm或制件流程與制件壁厚比在300以上的注射成型。
生產(chǎn)薄壁制品要求改變通常的加工工藝,要求有更高的注射壓力和注射速度,更短的冷卻時間(或不需要保壓時間及冷卻時間),更高的模具溫度。生產(chǎn)工藝的改變對模具設計提出了更高的要求,如澆口的型式、制件的布置、制件的頂出等。下面以箱包裝飾條制品為例闡述生產(chǎn)該制品中的一些問題。箱包裝飾條制品如圖1所示,制品材料為PP,壁厚0.3mm,長235mm,制品表面要求光滑。
1 塑料注射成型機的選擇
為了避免熔融塑料在未充填滿模腔時便已凝固,薄壁注塑都采用高速注射。所謂高速注射,是指螺桿的向前速度始終在300 mm/s以上。在高速注射下,注射時間一般在0.5s以內(nèi)。高速注射大都采用高速注射成型機,有時也采用一般注射成型機輔助于蓄能器。后者油泵在“冷卻時間”充填蓄能器,亦可用小油泵在注射及保壓以外的時間里充填,被蓄存的高壓油在注射時釋放出來,一般能提高注射速度3倍。速度是注射薄壁制品成功的關鍵因素之一。快速充模和高的注射壓力以高速將熔融的塑料注入模腔中,從而防止?jié)部谀?。薄壁制品的注射壓力一般超過21Mpa,為了能經(jīng)受得住注射時的高壓,注射機的鎖模力往往很大,有資料介紹其最小值在900Kg/cm2~1300 Kg/cm2。

圖1 箱包裝飾條
通常制品的注射量為機筒容量的40%-80%,薄壁制品總成型周期的大大縮短有可能將最小注射量減少到機筒容量的20%-30%。在注塑時必須十分小心,因為對材料來說,小的注射量意味著材料在機筒內(nèi)的滯留時間將加長,從而導致制品性能的下降。
2 模具設計
箱包裝飾條制品要求一模12腔。由于制品腔數(shù)多,因此模具設計中的制品的布置型式和澆注系統(tǒng)的結構設計是該模具成敗的關鍵。
該制品表面要求光滑,如采用普通澆注系統(tǒng)側澆口從一側進料,這樣雖能保證整個制品的強度,但從一側進料,注射熔料的流程過長,因此要校核材料的流長比,該制品的流長比為235/0.3=783。流長比大,注射壓力無法達到要求。
如采用普通澆注系統(tǒng)側澆口兩側進料,雖可以減少注射時間和注射壓力,流長比(此時流長比為392)也能達到注射要求。但在制品的中間要產(chǎn)生熔接痕,從而影響制品的強度。
從模具費用考慮,采用普通澆注系統(tǒng)可以降低整個模具費用。由于該制品的特殊性,為保證該制品充滿型腔,采用普通澆注系統(tǒng)的平衡布置勢必將增加流道的直徑。這樣澆注系統(tǒng)凝料將大大的多于制品的重量,材料浪費嚴重。
為此,本模具結構采用了熱流道澆注系統(tǒng)。熔料經(jīng)熱流道點澆口至制品分型面,然后再由側澆口注入型腔成型。如圖2所示。圖中圓為熱流道的點澆口。使用熱流道還有助于將成型周期縮短至最小,成型壓力損失小,有助于制品的成型。實踐證明完全正確,生產(chǎn)的制品符合要求。

圖2 制品的澆口型式
外還應該考慮模具的用材,由于薄壁注塑的壓力太大,模具必須制造得十分堅固。因此要選用硬度高的鋼材,如H-13等,H-13具有極高的韌性和抗機械疲勞性。然而,堅固模具的成本可能高于標準模具的30%-40%。