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電子注塑加工過程中,熱膨脹是一個(gè)常見問題,可通過優(yōu)化模具設(shè)計(jì)、調(diào)整注塑工藝參數(shù)、選擇合適的材料以及加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制等方法來避免或減少熱膨脹現(xiàn)象,以下是具體措施:
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模具設(shè)計(jì)方面
優(yōu)化冷卻系統(tǒng):設(shè)計(jì)合理的冷卻通道,使冷卻介質(zhì)能夠均勻地流過模具型腔,確保塑件各部分冷卻均勻。例如,對于形狀復(fù)雜的電子元件外殼,可采用隨形冷卻通道,其形狀與塑件輪廓相適應(yīng),能有效減少冷卻時(shí)間和溫度差異,降低熱膨脹的可能性。
考慮脫模機(jī)構(gòu):設(shè)計(jì)良好的脫模機(jī)構(gòu),避免在脫模過程中對塑件產(chǎn)生過大的應(yīng)力,防止因應(yīng)力集中導(dǎo)致塑件局部過熱而產(chǎn)生熱膨脹。如采用推板脫?;蛲茥U脫模時(shí),要保證脫模力均勻分布在塑件上。
注塑工藝參數(shù)調(diào)整
控制注塑溫度:適當(dāng)降低料筒溫度和模具溫度。料筒溫度過高會使塑料熔體過熱,增加熱膨脹的風(fēng)險(xiǎn);模具溫度過高則會導(dǎo)致塑件冷卻緩慢,產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和熱膨脹。以常見的 ABS 塑料為例,料筒溫度可控制在 200 - 230℃,模具溫度控制在 40 - 60℃。
優(yōu)化注塑壓力和保壓壓力:過高的注塑壓力和保壓壓力會使塑件在模具內(nèi)受到較大的擠壓力,導(dǎo)致塑件密度不均勻,冷卻后容易產(chǎn)生熱膨脹。應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸,合理調(diào)整注塑壓力和保壓壓力。一般來說,注塑壓力可控制在 80 - 120MPa,保壓壓力為注塑壓力的 60% - 80%。
調(diào)整冷卻時(shí)間:確保足夠的冷卻時(shí)間,使塑件在模具內(nèi)充分冷卻定型。冷卻時(shí)間過短,塑件內(nèi)部的熱量無法充分散發(fā),出模后會繼續(xù)冷卻收縮,產(chǎn)生熱膨脹。冷卻時(shí)間可根據(jù)塑件的厚度和材料特性進(jìn)行調(diào)整,通常以塑件脫模后不發(fā)生變形為宜。
材料選擇
選用低膨脹系數(shù)材料:不同的塑料材料具有不同的熱膨脹系數(shù),選擇熱膨脹系數(shù)低的材料可以有效減少熱膨脹現(xiàn)象。例如,在電子注塑中,可選用液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)等高性能工程塑料,它們的熱膨脹系數(shù)相對較低,能更好地滿足高精度電子元件的注塑要求。
添加填充劑:在塑料中添加適量的填充劑,如玻璃纖維、碳纖維等,可以提高材料的剛性和熱穩(wěn)定性,降低熱膨脹系數(shù)。例如,在聚丙烯(PP)中添加 30% 的玻璃纖維,其熱膨脹系數(shù)可降低約 30% - 50%,有效減少了注塑件的熱膨脹。
生產(chǎn)過程控制
預(yù)熱模具和物料:在注塑前對模具和塑料原料進(jìn)行預(yù)熱,可使塑料熔體在進(jìn)入模具時(shí)溫度更加均勻,減少因溫度差異引起的熱膨脹。例如,對于一些結(jié)晶性塑料,如聚甲醛(POM),預(yù)熱模具和物料可以改善其成型質(zhì)量,降低熱膨脹的影響。
穩(wěn)定生產(chǎn)環(huán)境:保持生產(chǎn)車間的溫度和濕度穩(wěn)定,避免因環(huán)境溫度和濕度的變化對注塑過程產(chǎn)生影響。環(huán)境溫度和濕度的大幅波動會導(dǎo)致模具和塑料原料的溫度發(fā)生變化,進(jìn)而影響塑件的尺寸穩(wěn)定性和熱膨脹情況。一般來說,生產(chǎn)車間的溫度可控制在 20 - 25℃,相對濕度控制在 40% - 60%。