注塑制品的成型是一個非常復雜的多因素耦合作用的動態(tài)加工過程, 成型過程的每個因素都對制品的成型質量產生重要影響, 其中成型收縮是影響制品質量的關鍵因素之一。

影響注塑制品收縮的因素很多, 成型材料( 包括高聚物的分子鏈結構、結晶度、力學性能、流變性能等) 、制品結構( 包括制品厚度、嵌件結構等) 、工藝條件( 包括注射速度、保壓壓力、保壓時間、冷卻時間等) 和模具設計( 包括澆口位置和數量、冷卻回路分布等) 等都影響其收縮行為。

本文采用CAE的方法來研究制品厚度的變化對注射成型橫向收縮率( 沿著流動的方向) 和縱向收縮率( 垂直流動方向) 的影響。

模擬實驗條件

（一）實驗制品結構與尺寸

模擬實驗采用的制品結構如圖1所示, 制品為36mm×36mm 的方形制品, 為了研究清楚厚度對注射成型收縮率的影響規(guī)律, 在厚度范圍0.8～4.0mm 內,厚度每增加0.5mm 得到一個制品, 測定其橫向收縮率Sh( 測Sh1、Sh2、Sh3 等3 處收縮率的平均值)與縱向收縮率Sz( Sz1、Sz2、Sz3 等3 處收縮率的平均值) 。

（二） 模擬實驗的工藝條件與方法

實驗針對不同厚度的制品, 分別采用2種材料進行研究, 結晶型材料PP 和非結晶型材料ABS進行模擬。每種材料均按常用的工藝條件進行“填充+翹曲”模擬, 工藝條件如表1所示。

同一材料的工藝條件用于不同厚度的制品, 澆口位置如圖1 所示。分別對每一種厚度的制品進行“填充+翹曲”分析, 然后測得如圖1 所示的Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6 個位置的收縮率, 取Sh1、Sh2、Sh3 等3 個的平均值即為制品的橫向收縮率Sh, 而Sz1、Sz2、Sz3 等3 個位置的收縮率即為制品的縱向收縮率Sz。

　

模擬結果及數據處理

采用圖1所示的制品和表1中的工藝條件, 應用MoldFlow軟件的“Flow+Warp”功能模擬制品收縮的情況, 如圖2所示, 圖2中顯示為用PP 塑料, 厚度為1.4mm制品的翹曲情況。

在模擬的結果中利用MoldFlow的結果查詢功能, 對圖1所示的6個位置的收縮率進行測量, 得到Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6個位置的收縮率, 記錄于表2表3。

根據以上不同厚度的制件的模擬結果, 利用MATAB軟件進行樣條曲線擬合的方法對制品收縮率的結果數據進行擬合處理, 可得如圖3( 結晶型材料PP) 和圖4( 非結晶型材料ABS) 所示的不同厚度制品的收縮率變化曲線。

結束語

由圖3和圖4曲線可以看出, 不論是結晶型塑料還是非結晶型塑料的制品, 制品的厚度不同時, 制品的收縮率是有很大的差別, 隨著制品厚度的增大, 制品的縱向收縮率和橫向收縮率都在增大。

但是這種增大的趨勢是非線性的, 而是隨著厚度的增加而逐漸減緩, 且縱向收縮率略小于橫向收縮率。

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