模塑成型收缩率概述
(一)假设注塑制品的结构是合理的,刚性也足够,而且机械,制造精度又满足要求,则制品的收缩量便是尺寸精度的决定性因素.所谓收缩量是指制品在使用条件下的尺寸和模具型腔实际尺寸的差值(收缩量),或相对值(收缩率)
收缩率:Sl=(L2-L1)/L1(收缩率还可用其百分数Sl%表示)
其中:L1—制品使用尺寸;L2--模具型腔实际尺寸;
Sl—收缩率
由此可见,收缩率表示了单位长度上尺寸的线性变化,又称线性收缩率(即通常所说的材料模塑成型收缩率),它与各向同性的体积收缩率Sv有下列关系:
Sl= -1
注塑制品有各向异性的性质,在纵向(X方向)和横向(垂直于X的Y方向)收缩率是不等的,可用平面收缩率S表示如下:
S=(Sx-Sy)/Sx,Sx=(Lx1-Lx2)/Lx1 %, Sy=(Ly1-Ly2)/Ly1 %
Lx1,Lx2;Ly1,Ly2;Sx,Sy分别表示X,Y方向上的模具与制品的尺寸和线性收缩率.
(二)在正常工艺条件下制品的收缩率要受许多因素的影响,其中包括制品的厚度,如以POM注塑制品为例,当壁厚变化2+ -1mm时,收缩率变化+-2%;当浇口面积变化1+ -0.2平方毫米时, 收缩率变化+ -2%;当模具温度变化80+ -40摄氏度时, 收缩率变化+ -5%;当熔体温度变化190+ -10摄氏度时, 收缩率变化+ -2.5%;当注塑压力变化78+ -9.8Mpa时, 收缩率变化+ -2.5%.此外,注射保压时间加长及冷却时间加长都会使收缩率减小,从而提高尺寸精度.
(三)一般注塑成型制品难以得到像金属制品那样准确的精度,其理由:(1)热胀系数大;(2)成型收缩;(3)长时间放置有变化;(4)受温度及环境影响;(5)通过模具难以控制确定尺寸;(6)受模具制造误差影响.
(四)影响制品精度(公差带范围)因素的比例:(1)由于模具制造误差的影响占50%;(2)由于工艺条件变化的影响占30%-35%;(3)由于原料批号间性能波动的影响占10%-15%;
(五)附表1指在正常工艺条件下,成型收缩率在0.005时,一般制品公差的分配:
(六)附表2推荐有不同聚合物的实际收缩率,因为在很大程度上还与加工条件和模具设计制造有关,仅供参考.
(七)ASTM D955试样成型收缩率测试内容:
环境条件:温度23+-2摄氏度,湿度50+-5%
试样规格:直径为100mm,厚度4mm的圆片
工艺条件:正常注塑工艺
附表1 一般制品尺寸公差分配(成型收缩率0.005)
制品尺寸 |
由模具直接确定的尺寸 |
不由模具直接确定的尺寸 |
制品尺寸 |
由模具直接确定的尺寸 |
不由模具直接确定的尺寸 |
6 |
+ -0.15 |
+ -0.2 |
250 |
+ -0.8 |
+ -1.0 |
18 |
+ -0.2 |
+ -0.2 |
315 |
+ -1.0 |
+ -1.3 |
30 |
+ -0.25 |
+ -0.3 |
400 |
+ -1.3 |
+ -1.7 |
50 |
+ -0.3 |
+ -0.4 |
500 |
+ -1.7 |
+ -2.2 |
80 |
+ -0.4 |
+ -0.5 |
630 |
+ -2.2 |
+ -2.8 |
120 |
+ -0.5 |
+ -0.6 |
800 |
+ -2.8 |
+ -3.5 |
180 |
+ -0.65 |
+ -0.8 |
1000 |
+ -3.5 |
+ -4.3 |
附表2 常见塑料的实际成型收缩率
塑料 |
模塑收缩量,mm/mm |
模塑收缩率,% |
ABS |
0.005—0.007 |
0.5-0.7 |
POM |
0.020-0.035 |
2.0-3.5 |
CA |
0.002-0.005 |
0.2-0.5 |
PA66 |
0.010-0.025 |
1.0-2.5 |
PA6 |
0.007-0.015 |
0.7-1.5 |
PC |
0.005-0.007 |
0.5-0.7 |
PE |
0.015-0.035 |
1.5-3.5 |
PP |
0.010-0.030 |
1.0-3.0 |
PS |
0.002-0.008 |
0.2-0.8 |
PPO |
0.005-0.007 |
0.5-0.7 |
PC/ABS |
0.006-0.008 |
0.6-0.8 |
PC+GF(10-30%) |
0.001-0.003 |
0.1-0.3 |
PSF |
0.008 |
0.8 |
PTFE |
0.050-0.100 |
5.0-10.0 |
