通常,开发一个新的注塑制品包括如下步骤:
①确定产品的最终使用要求。 一般指制品的使用环境、承载要求、尺寸、外观要求、寿命等;对一些国家标准及行业标准,也应是制品设计中确定使用要求时应该考虑的内容。
②结构造型设计。 对注塑制品设计而言这也算是初步设计,主要是在尽可能详细考虑加工条件的情况下进行的结构与外观设计,应尽量避免侧向分型抽芯,简化脱模机构。
③选择材料。 根据产品的使用要求,确定可选用的材料,同时根据材料的性能考虑产品结构,对其造型进行再设计,并确定最终材料。
④从成型工艺角度改进设计。 这一步需在材料被确定之后再进行,这是因为流动性、成型收缩率等会因材料不同而存在差异,其加工性能也不完全相同。
⑤样模制造。 样模的制造主要是对以上设计进行检验,以便在全面评价加工性能和使用性能之后进一步对设计进行修改。由以上步骤可以看出,注塑制品的设计是根据使用要求,通过造型设计、结构设计、材料选择等构成步骤的一个综合过程;其中,这些步骤彼此交错,相互影响,必须在设计过程中综合衡量,才能得到最佳的设计效果,这也就是所谓的并行设计理念。只有对注塑制品设计的过程、塑料材料及注塑制品的结构与工艺性能的关系有较为深厚的理解,制品设计人员才能设计出能够正常生产的注塑制品,加工人员也才能对生产中的某些制品缺陷进行识别和进行注塑工艺参数调整。
本章主要以制品结构特征分类,介绍在注塑制品设计中需要注意的问题。
尺寸精度 塑件的尺寸设计时,从理论上来说只取决于塑料的流动性。但由于加工条件、工艺因素等影响,制品在设计时要考虑较多的因素。如制品结构、模具情况、注塑机的效能等。如对于薄壁制品,即使所选材料流动性较大,也不能设计得过大,否则由于模具温度低,可能会发生料流没有完全充满模具型腔时就已经固化,或者料流前锋不能很好熔合而形成冷接缝的现象,影响制品的外观和强度。
注塑制品的尺寸精度是指所获得的注塑制品尺寸与产品图中的尺寸的符合程度,即所获尺寸的精确度。这是注塑制品在使用过程中的要求,但塑件的精度很难达到较高值,这主要是由于影响塑件精度的因素十分复杂。对注射成型过程而言,它是由原料、模具、注射机与成型加工工艺条件四个要素构成的,这四个要素都含有使制品产生尺寸误差的因素。
从原料来说,不同种类塑料的成型收缩率、流动性、结晶化程度有很大差异;甚至对于同种塑料的不同批次,上述性能也略有不同;对于混合料,如新旧料混合、复合改性材料更是无法保证不同批次材料性能的一致性。所以要保证同一批制品尺寸精度的一致性,就要尽可能使用同一类型同一批次的材料成型。
对于成型条件的变动(温度、时间、压力等造成成型收缩率的波动),即使是同一批次的材料,生产的注塑制品的尺寸误差也略有不同。
对模具而言,浇口尺寸、料流方向等都会影响制品的收缩程度;分型面的选择对飞边位置有决定作用;模具的磨损及模具制造误差完全且直接反映在塑料制品上。
同时,制品的形状和测量方法以及制品存放等都可能是影响制品的尺寸误差的原因,所以对于某一制品的尺寸误差,并不一定是某几个因素都产生影响,也并不一定是特定的单一因素产生影响。国外资料认为在引起制品尺寸误差的因素中,模具制造公差和成型工艺条件波动引起的误差各占有1/3。但究其主要原因是材料的收缩及模具的制造误差。
一般说来,注塑制品的尺寸精度是由使用要求来决定的。关于塑件的公差,我国已有相关标准。GB/T14486—1993是1993年6月颁布的工程塑料模塑制品尺寸公差的国家标准,它是在经过大量测试和调查研究工作的基础上提出的。该标准中把注塑制品分为7个精度等级。由于各种塑料的收缩率不同,其所能达到的实际精度各不相同。 对于受收缩率影响较小的塑料,如PS、ABS等,精度可以达到表2-1中所示的较高等级,但对于受收缩率影响较大的制品,如PE、PP等,要达到表2-1中所示的较高等级的精度就显得困难。所以根据塑料的收缩率把每一类塑料精度档次分为三级,即高精度、一般精度和低精度,如表2-2所示。对于一定的工艺条件,不同塑料所需的精度等级是不一样的,设计制品时要参照表2-2合理地选用精度等级,然后按公差等级在表2-1中查找对应的公差值。（回复关键词“收缩”查看常用塑料收缩率大全）
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