克服顽固的表面缺陷

作者:Incoe公司 Jim Bott 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-07-16
对于在使用顺序阀式浇口的注塑成型中可能出现的顽固的表面缺陷,如部件在一组或一对注嘴之间和/或浇口附近出现“鬼痕”或痕迹,模塑商往往找不到好的解决办法 。本文以成型汽车内饰件的双型腔阀式浇口系统为例,分析说明了部件产生这种顽固缺陷的原因,并提出了两种有针对性的解决方案。 ​

几十年来,模塑商在实践中一直使用热流道阀式浇口按顺序地将熔体输送到一个型腔或多个型腔中。该技术包括针对单个部件或一套部件采用多个注嘴,在打开单一的或选定的一组注嘴时,使所有的阀式浇口(VG)针保持关闭,直到熔体通过第二个注嘴或第二组注嘴。然后,打开下一个注嘴或下一组注嘴,从而将汇合线移动到部件末端或部件上一个更合适的位置。

通常,采用顺序阀式浇口可以消除或大大减少一组注嘴之间的流锋碰撞,以及由此产生的汇合线。然而,在使用该浇口的注塑成型中,部件在一组或一对注嘴之间和/或浇口附近仍然会出现“鬼痕”或痕迹。为了解释这一缺陷的原因和相应的解决方案,本文对两个不同的双型腔VG系统进行了案例研究,每个系统成型部件时采用3点进料。所生产的部件是汽车内饰件。

模塑商遇到的问题是在部件表面上出现意外的流痕(图1部件上可见的“阴影”),而且模塑商难以使它减轻。一旦收到一个注射向前的信号后,每个部件的充模就从打开每个型腔的一个VG注嘴开始。当螺杆行程(熔体体积)达到一个设定值时,打开第二个VG注嘴,然后第三个注嘴也如此打开。尽管有许多加工方法和顺序延迟选项,但在部件上还是能看到两个类似汇合线的不良痕迹。

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图1 部件上的“阴影”显示了当第二个阀式浇口注嘴打开时,因暂时性压力下降造成流动迟缓

这些痕迹或“鬼影”可以更好地定义为流动迟缓的标记。物料的流动迟缓最初是由于当VG注嘴顺序起动时,熔体以一个初始的高速度被引入型腔,产生非常突然的压力变化引起的(如图2所示)。随着VG阀针的快速打开,来自第二个VG的物料“喷”入型腔,在部件内回充和射流。随后快速上升的初始压力消散,导致“迟缓”。正如图1和图2所示的那样,因为机器的压力现在不只是分布一个浇口上而是在两个或更多个打开的阀式浇口上,所以第二个阀针打开后注射压力骤降。

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图2 最初熔体从打开的第二个VG注嘴“喷”入型腔,使得压力立即上升,紧接着是压力很快下降,这就导致了流动迟缓

利用充模模拟,加上过去成型相似部件的经验,模塑商可以预测出现这样一个问题的可能性,尽管这种坏的结果可能不会发生。有了这样的预测,模塑商就可以在模具和热流道设计及建造之前,采取适当的措施。

解决方案一:移动注嘴

图3的充模模拟显示了物料随着时间增加的流动路径,称为等时线。该部件的成型采用了顺序阀式浇口,中心浇口的注嘴最先打开,在物料流过另外两个注嘴后,三个注嘴同时打开。模塑商可以获得推荐的注嘴间距或节距,但同时也需注意另两个注嘴后面等时线的弧度。这种形状表明物料是以比第一个注嘴的熔体更高的初始速度引入,这可能会导致流动迟缓。

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图3 在成型汽车内饰件的案例研究中,这个流动模拟表明,一旦流锋从中心注嘴到达两个外注嘴时,打开一对VG外注嘴就会造成流速的变化。流动等时线的弧线(绿色)显示了物料从两个外注嘴突然“喷”入造成流速增加

图4的模具装置与图3基本相同,除了Incoe公司所建议的将两个外浇口移动到更接近部件中心的修改。该模拟显示等时线为直线,这表明物料是以相同的速率通过浇口2和浇口3而被引入型腔。

这个结论是通过采用图4中更短的注嘴间距以及减缓VG针的反退而获得的。其结果对于用户、模塑商和模具制造商都是可以接受的。

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图4 方案一的流动模拟显示了将VG外注嘴移动到更靠近部件的中心,再加上两个外阀针打开较慢,就能在流锋到达VG外注嘴之前和之后产生均匀的流速

解决方案二:改变阀针的起动速度                                           

第二个案例研究是消除图1中所看到的部件表面缺陷,实现图5中的结果。在这个案例中,如图4中那样移动VG注嘴的位置,或者容许增加更多的压降,都不是可行的选择。相反,现有的热流道系统必须被取代。取代的系统包括一种低成本、使用简单的技术,它使加工人员可以从完全关闭的位置到打开的位置改变VG阀针的速度。这种技术以“更柔和”的速率把熔体引入到型腔中,降低了压力降(比较图5和图1),并且与不使用这一技术而使物料产生初始“喷射”相比,减少了物料流入型腔的速度变化。最终的结果与方案一一样也是令用户、模塑商和模具制造商可以接受的。

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图5 方案二获得了与方案一相似的结果。它不移动外注嘴,而是使用速度控制打开外阀针,使熔体以一种“更柔和”的速度引入,而不是硬“喷射”。结果是当两个外阀针打开时压降更小,大大减弱了迟缓的痕迹

本文所讨论的连续VG技术可以减少各种部件外观缺陷,除了上述讨论的流动迟缓痕迹外,还有如重叠注塑部件中的皱褶等。

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