共聚聚酯模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、EASTMAN SPECIALTY PLASTICS伊士曼共聚聚酯伊士曼共聚聚酯零件及模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)零件及模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) EASTMAN SPECIALTY PLASTICS伊士曼特種塑料伊士曼特種塑料 在進(jìn)行零件及模具設(shè)計(jì)時(shí)，如果能考慮到伊士曼特種塑料的特性，將對(duì)保證成型質(zhì)量及體現(xiàn)伊士曼特種塑料的優(yōu)點(diǎn)至關(guān)重要。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS零件工藝性設(shè)計(jì)要點(diǎn)零件工藝性設(shè)計(jì)要點(diǎn) 應(yīng)力集中因素 轉(zhuǎn)角/筋/螺釘柱 脫模斜度 紋理圖案及強(qiáng)制脫模EASTMAN SPECIALTY PLASTICS應(yīng)力集中因素應(yīng)力集中因素 導(dǎo)致應(yīng)力集中的設(shè)計(jì)因素主要有： 轉(zhuǎn)角、加強(qiáng)筋、角板和支柱、壁厚

2、突變、表面粗糙、螺釘柱和孔或槽等。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS圖圖1 應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)內(nèi)轉(zhuǎn)角應(yīng)力集中系數(shù)會(huì)隨半徑遞減而迅速增加 R/TEASTMAN SPECIALTY PLASTICS筋筋 如果筋根部半徑很小或者半徑為0，應(yīng)力等級(jí)則會(huì)變得很高。另一方面，如果半徑很大，則會(huì)形成厚壁區(qū)，從而產(chǎn)生很大的收縮和內(nèi)部應(yīng)力。最佳的半徑值應(yīng)介于二者之間。通常情況下建議半徑為壁厚的1/8到1/4，且半徑不小于0.4毫米。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS螺釘柱螺釘柱 柱孔的長(zhǎng)度和直徑之比應(yīng)為5：1或更小。此外，還應(yīng)在柱頂部留出引入線區(qū)域，使該區(qū)域的應(yīng)力在裝配

3、螺釘或嵌入件時(shí)保持在一個(gè)較低的水平。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS脫模斜度脫模斜度 通常單邊脫模斜度取1，某些結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可低到 0.5，但脫模斜度不能為0度。 在深腔部位如果存在真空，高度拋光的表面反而可能會(huì)阻礙脫模。如果沒(méi)有真空，則拋光好的表面的脫模效果一般都比較好。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS紋理圖案及強(qiáng)制脫模紋理圖案及強(qiáng)制脫模 強(qiáng)制脫模的紋理圖案，其深度最大不要超過(guò)0.25mm；并且紋理圖案的深度每增加0.025mm，其脫模斜度需相應(yīng)增加1-1.5。 如果紋理圖案深度設(shè)計(jì)過(guò)深，可能在紋理圖案處出現(xiàn)困氣或流紋。 一些小米粒狀或線狀的陷槽或凸

4、臺(tái)，可以采用強(qiáng)制脫模，對(duì)于圓形零件，強(qiáng)制脫模的高度不要超過(guò)圓形直徑的 2.5-3%。 設(shè)計(jì)強(qiáng)制脫模的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)確保零件在頂出時(shí)該部分結(jié)構(gòu)可以彎曲或膨脹，以防止損傷該結(jié)構(gòu)。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 冷卻 主流道 分流道 澆口 熱流道 排氣 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS模具分類模具分類(一一) 二板模 三板模EASTMAN SPECIALTY PLASTICS模具分類模具分類(二二) 冷流道模 熱流道模EASTMAN SPECIALTY PLASTICS模具材料模具材料EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷

5、卻冷卻 冷卻不到位可能導(dǎo)致以下后果：循環(huán)時(shí)間增加。零件冷卻不均勻或零件之間冷卻不均勻。殘余應(yīng)力太高。變形程度加大。脫模過(guò)程中出現(xiàn)粘模和脫模困難。 但冷卻不到位時(shí)，注塑伊士曼聚合物最常見的問(wèn)題是脫模過(guò)程中出現(xiàn)粘模和脫模困難。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-模具溫度模具溫度伊士曼聚合物要求的模具溫度： Eastar和DuraStar聚合物：15到40。 Eastalloy DA系列聚合物：15到50。 Eastar PET聚合物：15到25。 伊士曼一般提倡使用冷凍機(jī)以確保向模具正常供應(yīng)冷卻水。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-冷卻回路

6、的布置冷卻回路的布置 該圖為大零件的建議冷卻回路的布置。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-型芯冷卻使用伊士曼聚合物時(shí)，合理冷卻型芯至關(guān)重要使用伊士曼聚合物時(shí)，合理冷卻型芯至關(guān)重要 ： 循環(huán)時(shí)間減少。 防止粘附型芯型芯冷卻有很多方法可供選擇，主要有型芯冷卻有很多方法可供選擇，主要有： 擋板。 噴管。 高導(dǎo)熱合金。 在型腔和型芯的周圍安裝循環(huán)冷卻槽。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-擋板冷卻EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-噴管冷卻EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-轉(zhuǎn)角冷卻（一）轉(zhuǎn)角冷卻

7、（一） 轉(zhuǎn)角是關(guān)鍵的冷卻區(qū)域。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-轉(zhuǎn)角冷卻（二）轉(zhuǎn)角冷卻（二） 在內(nèi)轉(zhuǎn)角處放置頂桿，將使該部分的熱量難以發(fā)散，不良轉(zhuǎn)角冷卻將引起零件變形并造成較高的熱應(yīng)力。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-轉(zhuǎn)角冷卻（三）轉(zhuǎn)角冷卻（三） 如果在內(nèi)轉(zhuǎn)角處放置噴管或擋板冷卻結(jié)構(gòu)以發(fā)散該部分的熱量，這將有助于減小零件變形并降低成型熱應(yīng)力。 。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-主流道冷卻（一）主流道冷卻（一） 主流道兩側(cè)必須有足夠的冷卻水道。 主流道襯套裝配時(shí)應(yīng)稍微留有壓配(或過(guò)盈配合)以確保熱量從襯套

8、到模具板順利進(jìn)行傳輸 。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-主流道冷卻（二）主流道冷卻（二） 一種新的從主流道或長(zhǎng)芯棒排除熱量的有效方法。該主流道襯套是雙螺旋冷卻槽設(shè)計(jì)，水繞著主流道向上流，然后再流回來(lái)。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-主流道冷卻（三）主流道冷卻（三） 高傳導(dǎo)性的主流道高傳導(dǎo)性的主流道襯套襯套。 這種襯套由高傳導(dǎo)性的銅合金制成，它含有硬化的不銹鋼噴嘴座以隔離噴嘴熱量同時(shí)也使它堅(jiān)固耐磨，這在減小主流道粘附、增加主流道剛度以便取出、并縮短循環(huán)時(shí)間方面很有效。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-紊

9、流紊流 一種有效的關(guān)鍵冷卻工藝是確保在冷卻回路中水是紊流。當(dāng)雷諾數(shù)超過(guò)4000時(shí)，就可以獲得紊流。雷諾數(shù)介于4000到5500時(shí)，最利于冷卻。 計(jì)算雷諾數(shù)計(jì)算雷諾數(shù)V=流體速度 (米/秒)D=孔道直徑 (毫米)Q=冷卻劑流速 (升/分鐘)n動(dòng)態(tài)粘度 (厘沲)Nr=（990 . V . D）/n或（21,391 . Q）/(D . n)經(jīng)驗(yàn)法則：要經(jīng)驗(yàn)法則：要達(dá)到紊流的程度, 流速（升/分鐘）至少應(yīng)是0.3倍的冷卻回路直徑（毫米）。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS冷卻冷卻-注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 保持一個(gè)清潔的系統(tǒng)，可以采取以下措施：保持一個(gè)清潔的系統(tǒng)，可以采取以下措施：使用乙二

10、醇添加劑。采用抗腐蝕添加劑。使用軟化水。進(jìn)行過(guò)濾處理。定期沖洗冷卻劑槽道。 如果進(jìn)水口和出水口間的溫差大于5度，則說(shuō)明冷卻效果不佳不佳。預(yù)示可能需要更大的流速或采取其它措施，以帶走更多熱量。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS主流道主流道 使用伊士曼聚合物進(jìn)行注塑, 模具的主流道設(shè)計(jì)很重要，這是因?yàn)椋?聚酯材料變熱時(shí)易于粘住模具。 主流道一般是模具中最熱的部位，同時(shí)也是最不易冷卻的部位之一。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS分流道（一）分流道（一） 流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在于取得平穩(wěn)而且充分均衡的流動(dòng)。 大圓角過(guò)渡可以減少材料堵塞并減少剪切力。冷料井對(duì)于在流體前端收

11、集冷料很有幫助。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS分流道（二）分流道（二）-均衡流動(dòng)均衡流動(dòng)EASTMAN SPECIALTY PLASTICS-尺寸控制的均衡流動(dòng)問(wèn)題當(dāng)澆口較小時(shí)，可能出現(xiàn)滯流。特別對(duì)伊士曼共聚聚酯材料，由于模溫低，更應(yīng)小心。分流道（三）分流道（三）EASTMAN SPECIALTY PLASTICS分流道（四）分流道（四） 一般而言，如果零件超過(guò)2kg，建議采用13毫米直徑的冷流道；如果零件在1.8kg以內(nèi)，流道系統(tǒng)相對(duì)較短25至125毫米，則建議直徑應(yīng)在7毫米至10毫米之間。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口 澆口設(shè)計(jì)與其它大

12、多數(shù)塑料相似。 太小的澆口可能引起澆口紋或蛇紋。 澆口處應(yīng)采用圓角過(guò)渡，可減小澆口紋、應(yīng)力紋等缺陷。 點(diǎn)澆口建議一般用于小零件（尺寸小于50毫米的零件），澆口直徑一般取0.9至1.3毫米。如果大零件必須用點(diǎn)澆口，則建議多點(diǎn)進(jìn)膠。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口澆口位置（一）澆口位置（一） 通常應(yīng)避免在薄壁部位設(shè)置澆口。否則會(huì)引起： 材料高剪力，可能引起降解。 成型過(guò)程中注射壓力更大。 在填充厚壁部位時(shí)變得困難。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口澆口位置（二）澆口位置（二） 應(yīng)避免在薄壁部位的附近設(shè)置澆口。否則可能引起滯流。EASTMAN S

13、PECIALTY PLASTICS澆口澆口澆口位置（三）澆口位置（三）應(yīng)避免產(chǎn)生滯流。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口澆口位置（四）澆口位置（四）根據(jù)需要和可能來(lái)確定澆口位置。單一流向、變形小，但壓力大 。多流向但流程基本一致、壓力小，變形較小，但熔接線明顯壓力小，但多流向且流程不同、使變形大，多流向、壓力及變形較大，但熔接線比前者好EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-直澆口直澆口通常用于單腔較大且澆口痕跡不影響外觀的產(chǎn)品EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-側(cè)澆口側(cè)澆口EASTMAN SPECIALTY PLAST

14、ICS澆口澆口-有護(hù)耳的側(cè)澆口有護(hù)耳的側(cè)澆口 減少零件瑕疵問(wèn)題。必須剪掉護(hù)耳。護(hù)耳的厚度零件厚度EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-扇形澆口扇形澆口 設(shè)計(jì)扇形澆口時(shí)，重要的是要考慮到要確保澆口的長(zhǎng)度適當(dāng)。如果太長(zhǎng)，則會(huì)限制流量，從而導(dǎo)致澆口過(guò)早凍結(jié)。這可能引起保壓不足或零件短射；而過(guò)短時(shí)，注料將取最短線路流過(guò)澆口，因此可能無(wú)法有效利用澆口的全部寬度。 使?jié)部诘慕孛娣e保持恒定同樣重要。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口建議一般只用于小零件（尺寸小于50毫米的零件），澆口直徑一般取0.9至1.3毫米。 點(diǎn)澆口錐度建議大于10

15、度,以防止點(diǎn)澆口粘在模具內(nèi)。 如果大零件用點(diǎn)澆口，建議多點(diǎn)進(jìn)膠。并建議在點(diǎn)澆口附近區(qū)域的壁厚適當(dāng)加厚。以防止在注料流動(dòng)過(guò)程中澆口區(qū)域出現(xiàn)高剪切率的現(xiàn)象。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-潛澆口潛澆口 一般而言，典型的潛澆口設(shè)計(jì)指南都適用于伊士曼聚合物。在圖20中，我們建議潛澆口最大的長(zhǎng)度為50毫米（2英寸），角度為450至600。澆口脊面最大為1.5毫米（0.060英寸）。潛澆口應(yīng)有5度至20度的斜度以便于脫模。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-弧形澆口弧形澆口不推薦用于共聚聚酯材料的模具EASTMAN SPECIALTY PLASTIC

16、S澆口澆口-內(nèi)環(huán)形澆口內(nèi)環(huán)形澆口單一流向，無(wú)熔接線 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-外環(huán)形澆口外環(huán)形澆口 如果澆口尺寸適當(dāng)，可形成單一流向，無(wú)熔接線。否則，可能出現(xiàn)滯流或捷徑。 工藝窗口小。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS澆口澆口-邊緣澆口邊緣澆口 類似外環(huán)形和扇形澆口。 如果澆口尺寸適當(dāng)，可形成單一流向，無(wú)熔接線。否則，可能出現(xiàn)滯流或捷徑。 工藝窗口小。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS熱流道熱流道 一般而言，聚合物原料比一些日用樹脂對(duì)剪力和熱量更加敏感。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免突然轉(zhuǎn)角、澆口過(guò)小以及其它高剪力區(qū)域，在分叉或澆口區(qū)

17、域也不應(yīng)出現(xiàn)阻塞的情況。 在冷、熱區(qū)域之間，設(shè)計(jì)良好的隔熱是非常重要的。 點(diǎn)澆口直徑一般在1mm以上。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS熱流道熱流道-加熱管式熱嘴加熱管式熱嘴 伊士曼材料較成功地采用加熱管式熱嘴。 在澆口處進(jìn)行最佳熱量控制以及良好的冷卻對(duì)于聚合物原料的注塑很關(guān)鍵。 EASTMAN SPECIALTY PLASTICS熱流道熱流道-閥門澆口 推薦采用閥門推薦采用閥門澆口系統(tǒng)。澆口系統(tǒng)。 它能保證良好的澆口外形（大澆口也是如此）。在非閥門型澆口的系統(tǒng)中，澆口尺寸通常很小以減小澆口殘余。最終可能是增大材料在澆口區(qū)域的剪力，并增加了該零件進(jìn)行填料所需的壓力。EASTM

18、AN SPECIALTY PLASTICS排氣排氣 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其它大多數(shù)塑料相似。 排氣槽的表面應(yīng)適當(dāng)拋光，以使其有自清潔功能。 在冷流道模具中，應(yīng)設(shè)計(jì)更全面的排氣槽。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS技術(shù)服務(wù)技術(shù)服務(wù) 對(duì)于復(fù)雜或難度較大的產(chǎn)品，我們將以多年來(lái)在材料開發(fā)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)樹脂的數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),利用CAE進(jìn)行精確分析，為您提供更全面、更好的建議。 具體技術(shù)問(wèn)題請(qǐng)?jiān)儐?wèn)伊士曼技術(shù)服務(wù)代表或查看伊士曼相關(guān)技術(shù)資料。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS關(guān)于關(guān)于CAE分析分析EASTMAN SPECIALTY PLASTICS分析及設(shè)計(jì)建議分析及設(shè)計(jì)建

19、議對(duì)于復(fù)雜或難度較大的零件，計(jì)算機(jī)輔助注模分析特別有用。伊士曼的模具填充分析大量運(yùn)用了熱傳導(dǎo)、比熱、熔融密度和有關(guān)材料的流變特性等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)?？傻玫礁_的分析。從而可為制品和模具設(shè)計(jì)、以及注塑生產(chǎn)提供最佳指導(dǎo)。EASTMAN SPECIALTY PLASTICS Pro-E是目前應(yīng)用很廣泛的一種集CAD/CAM/CAE于一體的軟件，它主要功能是三維設(shè)計(jì)繪圖。 Moldflow是由 Moldflow 公司所開發(fā)的一種CAE軟件。Moldflow 主要有: MPA(Moldflow Part Adviser)和MPI(Moldflow Plastics Insight)等。 其中MPI用作模

20、擬注塑成形過(guò)程的流變學(xué)計(jì)算程序 ，可以計(jì)算出制品填充、收縮、冷卻、變形、應(yīng)力和 氣體輔助注塑等方面的結(jié)果. 這些結(jié)果可為膠件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和注塑生產(chǎn)等提供非常有價(jià)值的信息和建議。Pro-E及Moldflow介紹EASTMAN SPECIALTY PLASTICS Moldflow可以用來(lái)模擬由注射開始直至冷卻結(jié)束為止的注塑過(guò)程。合模開模填充時(shí)間頂出保壓時(shí)間剩下的冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間流變學(xué)計(jì)算模擬注塑過(guò)程EASTMAN SPECIALTY PLASTICS Moldflow的分析模型是由許多個(gè)線性平面三角形組成的網(wǎng)格模型，它是模擬計(jì)算的基礎(chǔ)。它可以在Moldflow中按照制品尺寸制作，亦可以利用其他三維軟件如Pro-E等所制成的現(xiàn)有三維模型，輸入并加以修改而生成。 利用現(xiàn)有CAD的三維模型來(lái)制作網(wǎng)格模型，可以大幅減少前處理時(shí)間。 下面是分析及設(shè)計(jì)時(shí)，相應(yīng)的電子文件格式交換要求。準(zhǔn)備分析模型EASTMAN SPECIALTY PLASTICS電子文件格式交換類型DXF (Drawing Interchange File):一種二維圖形交換文件格式，可由AutoCAD 、Pro-E等軟件產(chǎn)生或讀取。STL (Stereolithography Format): Moldflow可直接讀取.stl這種格式。 但在輸出STL時(shí)應(yīng)選取ASCII碼格式。IGES (In