光學(xué)透明模具設(shè)計(jì)分析

1、光學(xué)透明模具設(shè)計(jì)分析一、常用透明材料PMMA、PC、PS、SAN、PET、PVC、MBS、TPU、POM、其它材料(1) PMMA聚丙烯酸甲酯)：透明度特高，與光學(xué)鏡玻璃相差無(wú)幾，所以用 于鏡片模具，熱變形溫度60C 70C，耐候性好、剛性好，但質(zhì)脆，長(zhǎng)期使用溫 度 50C 90C；(2) PC (防彈膠)長(zhǎng)期使用溫度為115C 130C，變形溫度130C 140C；(3) SAN(大力膠)模溫：40C 70C，射出溫度：180C 230C奇美 SAN：PN-117C、PN-117、PN127、PN127H流動(dòng)性依次就變差，沖擊強(qiáng)度依次提高，硬度依次提高二、透明模具鋼材的選用1)瑞典一勝百S1

2、36Wc=0.37%Wcr=13.6%2)瑞典一勝百420Wc=0.38%Wcr=13 %3)日本大同NAK80Wc=0.15%WNi=3%4)日本大同S-STARWc=0.38%Wcr=13.5%PMMA、PC是腐蝕性兼腐損性材料，而 AS是磨損型材料，所以這些材料須選用上述鋼材。粘度與強(qiáng)度的關(guān)系，縱向比較，粘度越高則強(qiáng)度、韌性越高三、計(jì)前期技朮準(zhǔn)備(1) 盡可能將產(chǎn)品的裝配圖加以分析，因?yàn)榻^大部分透明件都是單點(diǎn)大水口 進(jìn)膠，因此，須先結(jié)合產(chǎn)品的裝配及形狀特點(diǎn)，確定一個(gè)利于進(jìn)膠又容易加工且 不易覺察到的位置作為進(jìn)膠點(diǎn)；(2) 注塑設(shè)備的選用A、鎖模力的評(píng)估結(jié)合材料的成型壓力及產(chǎn)品的投影面積，

3、計(jì)篳出理論鎖模力SAN 為 0.25-0.3公噸/C m2PMMA 為 0.2-0.4B、根據(jù)產(chǎn)品的入水位置確定排位形式，根據(jù)機(jī)床的注射克量，校核模穴數(shù)的合 理性一般按如下公式：產(chǎn)品重量X模穴數(shù) =額定射膠量70%C、產(chǎn)品脫模斜度透明件由于外觀要求，一般不能直接下頂針，所以應(yīng)采用推板或垃圾釘頂出。PC膠料的粘度較高，所需的膠模力較大，但 PC膠料的強(qiáng)度及韌性很好， 因此頂爆的傾向很小，但由于粘度高，所以包緊力特大，拖花的機(jī)率就非常高。 我廠電話插模具就有這種傾向，而且經(jīng)常出現(xiàn)粘前模的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是因 為前后模斜度均偏小的原因造成的，PC材料的脫模斜度建議不小于2, PMMA 及 SAN

4、材料粘度較高，但脆性傾向大，因此脫模斜度應(yīng)不小于3。D、膠位厚度的確定厚膠位是產(chǎn)品脫模后產(chǎn)生后收縮而引起縮水的主要原因， 也是影響產(chǎn)品成型 周期的主要原因，因此盡可能不要設(shè)計(jì)膠位太厚的產(chǎn)品。 我廠的鏡片的厚度均控 制在2.5mm3m之間，同時(shí)厚膠位產(chǎn)品必須使用較大的注射壓力及保壓， 因此產(chǎn) 品出模前與模腔之間的壓應(yīng)力較大，從而將會(huì)大增加脫模力。另外，從產(chǎn)品外形上來(lái)講，長(zhǎng)寬比例不宜太懸殊，否則料流在型 腔中需改變一次方向，從而迫使系統(tǒng)提高注射壓力，這就勢(shì)必引起各部分區(qū)域的 膠料所受的成型壓力不一致，而引起內(nèi)應(yīng)力，以致導(dǎo)致產(chǎn)品變形。四、流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）流道設(shè)計(jì)流道是從機(jī)床噴嘴到水口之間的通道，流

5、道的大小及表面粗糙度也是影響產(chǎn)品質(zhì) 量的重要因素。流道的總重一般約占產(chǎn)品重量的20%50%，大產(chǎn)品一般取比率較低，同時(shí)其大小應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)刀具靠攏。流通太大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的原料浪費(fèi)， 但流道太小時(shí)，在膠料冷卻過程中，填充型腔時(shí)各部分產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力沒有通過膠 口在膠道中及時(shí)釋放時(shí)，產(chǎn)品將會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力而引起變形。2）水口設(shè)計(jì) 透明件的水口一般以扇形流口和護(hù)耳式流口為主，同時(shí)，為了防止噴痕的出現(xiàn)， 流道以 S 形最為常見。扇形流口的角度和寬度與產(chǎn)品的長(zhǎng)寬比有很大的關(guān)系， 一般寬度取入水邊邊長(zhǎng)的 1/251/10 為宜。護(hù)耳式流口壓力損失太大，對(duì)于均勻膠位的鏡位模不適合，但對(duì)于那些易成型且 有后續(xù)機(jī)加

6、工的眼鏡行業(yè)較為適用。（ 3）其它對(duì)于大透明件，由于受重力作用，上下走膠的難易程度稍有差異，可通過調(diào)整水 口深度的辦法加以實(shí)際調(diào)整。五、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多透明件均采用熱油冷卻，由于油溫較高可使模具保持在 60C 70C 之間，當(dāng)膠料流經(jīng)模面時(shí)，不會(huì)急速冷凝，因此產(chǎn)品膠位由外向內(nèi)緩慢冷卻，這 樣就會(huì)得到透明均一的產(chǎn)品，反之，膠料流經(jīng)模面時(shí)急速冷卻，而使表面產(chǎn)生很 薄的一層冷凝層附著在熱膠表面，因此等熱膠冷凝時(shí)將會(huì)產(chǎn)生夾面而使產(chǎn)品的透 明度大打折扣。同時(shí)模溫系統(tǒng)也是調(diào)整產(chǎn)品翹曲的主要措施，由于大件注射時(shí)各部分產(chǎn) 生內(nèi)應(yīng)力將導(dǎo)致產(chǎn)品變形，通過模溫系統(tǒng)將翹曲側(cè)的模溫升高，人為改變產(chǎn)品的 冷卻順序，通過冷

7、卻來(lái)抵消變形。六、頂出系統(tǒng)采用垃圾頂出時(shí)，垃圾釘?shù)臄?shù)目和大小與產(chǎn)品的大小有關(guān)， 一般間距取 80100mm,垃圾釘?shù)倪B接厚度不宜超過膠位厚度的 2/3, 一般取1.21.5mm, PC 材料可薄一些，取0.81.0mm,且垃圾位應(yīng)作成平板形式，并將頂針與垃圾位調(diào) 平整,以不使這部位有拉澆粉的可能,輔板周邊斜度不小于5。水口鉤針有橄欖形、 Z 字形及平頭型 ,其中平頭型拉力最小,但最不 易產(chǎn)生脫粉現(xiàn)象,膠粉掉于型腔將會(huì)隨料流的沖刷運(yùn)動(dòng)而卷到料流外側(cè)高速滑動(dòng) 時(shí),將可能將模具劃傷,這是引起模面的發(fā)花的一個(gè)主要原因, 同時(shí)脫落的膠粉 存在于膠件中也就形成了琥珀廢品。七、排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)是將膠流填充型

8、膠時(shí)，模腔內(nèi)空氣排出的通道，只有將型 腔 中的空氣排走，才能保證膠料的快速、完整的填充，加之透明料大多是中高粘度 的膠料，且為了產(chǎn)品的外觀，一般很小含有鑲件，因此，透明件的排氣系統(tǒng)必須 特定制作，一般作成0.020.04mm,寬度據(jù)產(chǎn)品的大小取820mm （開于最后填 充處）但有些產(chǎn)品由于斜度太小，根本無(wú)法開模，甚至開模后產(chǎn)品爆裂，這一 類模具應(yīng)在模具上最深的部位加入引入槽，以防產(chǎn)品開模時(shí)有抽真空現(xiàn)象而難以 開模。八、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)是保證澆件外觀和生產(chǎn)周期的重要條件， 模溫升高時(shí)，產(chǎn)品的 透明度好但同時(shí)成型時(shí)的冷卻時(shí)間也隨之而加長(zhǎng)， 一般情況下，產(chǎn)品的冷卻管道 直徑依據(jù)產(chǎn)品外形的大小而定

9、，管道的行距為管道直徑的 58倍，管道側(cè)壁到型 腔邊緣的距離不小于管道直徑行的 11.5 倍，實(shí)際距離不小于 810mm。管道的邊接方式有串接和并接兩種，串接形式結(jié)構(gòu)緊湊，但由于出口與 入口處的溫度存在較大的溫差，因而冷卻效果不好；并聯(lián)接口可以保持模溫一致 性，有利于調(diào)整變形，但外接頭多而麻煩需分水器配合使用。九、射出成型透明膠件對(duì)注塑參數(shù)要求十分高，尤其是料溫、壓力、料速等參數(shù)，我 廠的透明件多為 SAN 料，常見的缺陷有：噴痕、氣紋、縮水、汽泡、爆裂。其 中，噴痕的產(chǎn)生是由于料速太快，而造成的熔體破裂，而提前冷凝在模面上的冷 膠而形成的，因?yàn)楸仨氂^察噴痕所處的位置，確定是那個(gè)注射單元上發(fā)生

10、了熔體 破裂的，然后降低該注射單元上的速度即可。氣紋是指靠近水口附近所產(chǎn)生的霧圈， 氣紋一般都是由于水口太薄，在 此處入水中時(shí)由于水口的二次剪切而使料流過熱而產(chǎn)生的。 同時(shí)對(duì)于膠位在模具 單位的產(chǎn)品，一定在控制料流方向，切勿使料流先沖向型 腔的表面再反射到其 它地方，這樣會(huì)造成沖擊點(diǎn)處模具局部溫度升高，材料過熱而產(chǎn)生氣紋?？s水多半是由于注射壓力大小而使產(chǎn)品脫模后產(chǎn)生縮水也可能由于保 壓壓力不夠，使產(chǎn)品在隨模冷卻過程中，收縮的體積不能及時(shí)得到補(bǔ)償而造成縮 水，但保壓對(duì)于縮水的改善畢竟是有限的，保壓功能只能照顧到近水口處的縮水。 對(duì)于遠(yuǎn)水口處和縮水必須加快填充速度和熔膠背壓來(lái)完成， 保證膠料能快速密實(shí) 的填充遠(yuǎn)水口處的型腔。爆裂是 SAN 和 PMMA 材料的劣根性之所在，解決頂爆應(yīng)配合入水位 置的選取，保證膠料充模后不會(huì)產(chǎn)生太大的內(nèi)應(yīng)力，即保證各處的粘模力相當(dāng)； 其次是合理排布頂出組件，以保證產(chǎn)品均勻、平穩(wěn)的出模。總之，透明件注射的基本要求是先慢速充填流道及近水口附近區(qū)域， 然后適當(dāng)提高射速，等產(chǎn)品即將充滿時(shí)用慢速充填的辦法， 以防產(chǎn)生披鋒。從注 塑壓力上來(lái)看，應(yīng)該是先用低壓輕輕覆蓋到水口