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怎样用传统设备实现薄壁注塑成型？
怎样用传统设备实现薄壁注塑成型？
在塑胶注射成型加工中，零件的壁厚是一个十分关键的参数，薄壁注塑件有很多好处，它降低零件的质量、生产规模，减速材料开支及缩短成型周期。但是，制造薄壁产品必须采用昂贵的高速注塑机，甚不划算。究竟传统注塑机可否胜任，下面就这个问题来进行分析。
首先要了解什么是薄壁注塑，一般意义上讲，薄壁注塑是指一个有50cm2 表面积的注塑件上，其壁厚为1mm，这种级别的注塑可称为薄壁注塑。
然而，传统的注塑机往往不能适应薄壁注塑的要求。以一台制作3mm壁厚零件的传统注塑机为例：当熔化的热塑性塑料的前沿部分流经模具型腔时，它将会与温度较低的型芯或型腔内壁接触，并形成一个固化的薄表皮。这种提前固化的表皮大致要占整个壁厚的20%，在这层表皮内边，注入的熔化材料仍在不断地向前流动。显然，如果零件的壁厚减少并达到壁厚的程度，其冷却速度也会加快，从而导致上述固化表皮占整个壁厚的比例将会增加，也就是说，其后续流入型腔的熔融芯部将会缩小。相反，零件产生冷凝的时间间隔却在缩短。这都给材料的继续流动增加了难度，从而使得零件在冷凝之前实现填满的要求变得更加困难。
为了攻克薄壁注塑的填充困难，通常要对注塑机进行特别的设计或改装，如采用多通道注入口，施加高达241Pa的注射压力和1000mm/s的注射速度。然而，这些做法将要花费相当可观的资金。
那么，能否在传统的未经改装的标准注塑机上，对某些工艺参数进行控制，以实现薄壁注塑的要求呢？
答案是肯定的，据报道，曾经有人在一台最大夹紧力为90kg，最大注射量为170g的传统注塑机上做过这方面的实验。在这台机器上安置了具有一个扇形注入内插件和一个注口，并有一个型腔的模具。该内插件的长、厚比为140:1，型腔厚度为1mm。使用的塑料是LexanSP7602和Magnum9015.
在同一个模具型腔条件下，零件质量的变化显然与注塑过程熔化材料在型腔内填满的程度密切相关。据称，对零件质量变化的分析，其结果的可信度能高达95%。因此，该实验就是从有关工艺参数与零件质量的关系着手进行研究的。为此，在型腔里特别装设了五个压力
与温度转换器。一个数据控测系统在腔内跟踪压力与温度曲线。
该实验采用了一个半分数因子设计，用来研究喷嘴温度、模具温度、冷却时间、注射速度。据称，这五个参数都能影响零件质量。为了建立这些参数以确定它们对零件质量的影响，采用了不同高低值的组合来进行注射成型。
对PC和ABS两种材料进行了实验。实验条件是：各自的熔化温度，标准的模具温度和零件质量、标准的零件张力强度和最高的许用注射速度。另外，两种材料的相对粘度也都能在不同的剪切率下得到确立。
1、 实验结果
(1) 将ABS材料由其熔化温度260°升至280°时，其零件质量会由6.6g增至7.4g，即有12%的增大；
(2) 对PC材料，将其熔化温度由290°升至300°时，零件质量即从7.3g增至8.9g，即增大了22%；
(3) 当模具温度从80°升至90°时，PC和ABS两种材料的零件质量都有增大，但PC更为敏感，后者的零件质量从8.4g增至8.8g，增长了4.8%；
(4) 熔化温度和模具温度的变化都会导致零件张力强度的改变，但熔化温度的增高将会使强度下降，而模具温度的升高则会使强度增加；
(5) 缩短冷却时间和提高注射速度都会使PC材料的零件质量得以增加，而ABS材料则不受这两个参数的影响。
2、 结果分析
（1）对于PC材料而言，熔化温度、模具温度、冷却时间和注射速度都是影响零件质量的关键参数；而对ABS而言，影响其零件质量的参数只是熔化温度和模具温度；
（2）熔化温度的提高将使材料有更高的热能，同事会导致材料黏度的降低，从而使得熔融材料更易于流动，其形成一个更长的流注长度，同时更加顺畅的填满型腔，但熔化温度过高，将会促使材料退化和降级。所以，这一参数仅可再该材料允许的上限之内被用来保证型腔的填满。
（3）模具温度的升高，会减少材料在型腔里的冷凝层，使熔融材料在型腔内更易于流动，从而获得更大的零件质量和更换的表面质量；
（4）更短的冷却时间可使熔化材料在容器内停留的时间更短，并减少退化的可能性。通常，减少壁厚50%将导致冷却时间成4倍的减少。另外冷却时间构成了约70%的成型周期，它的减少意味着生产效率的提高；
（5）机器注射量应尽可能达到最大值，因为这也使熔化材料在容器内停留时间减少；
（6）增高注射速度，也会使熔化材料的相对黏度下降，这是由于剪切变得更薄时，产生假塑胶体。同时，这种剪切的加热仅发生在不到一秒钟的瞬间，这对于导致明显的退化来说，是无足轻重的。
（7）注射速度的提高，虽然会使PC材料黏度下降并造成零件质量的上升，但比起熔化温度增高时零件质量的增加要少得多。不过，由于它还能使材料更加不易退化，所以，提高注射速度还是有可取之处的；
（8）注塑速度的改变，对于ABS材料几乎不会造成任何影响，这是由于此时它的相对黏度没有产生明显的下降；
通过在传统注塑机条件下对一些工艺参数的变更，取得了零件质量增加的效果。
这一结果实际上反映了塑料在熔化状态下填满1mm型腔能力的增加，也就是提高了薄壁成型的能力。
综合实验情况，在传统注塑机螺杆上加工薄壁零件同样是可以做到的，进行操作时，可以将其注射速度调整到所允许的的最高上限，在此基础上，可以按照该材料所推荐的最高熔化温度界限和模具最高温度标准，尽可能的提高这两个参数，这就是在传统注塑机上，以低成本的选择，实现优质的薄壁注塑的主要对策.
