塑料模具
陈金国
1、塑料的概念
◆聚合物(polymer)，又可称为高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin)。所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为塑料。 ◆根据美国材料试验协会所下的定义，塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动(flow)来造型。
因此，经由此说明我们可以得到以下几项了解：
●它是高分子有机化合物
●它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等
●它可以成形(moldable)
●种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料
●用途广泛产品呈现多样化
●具有不同的性质
●可以用不同的加工方法(processingmethod)
2、塑料的分类
聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer)，借共价键来组合而成的。聚合物的种类繁多，一般若是以对热之变化来分类，它可以分为两大类：
◆热固性塑料（ThermosetPlastics)：指的是加热后，会使分子构造结合成网状型态。一旦结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出所谓的非可逆变化，是分子构造发生变化(化学变化)所致。
◆热塑性塑料(Thermoplastics)：指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化(液态←→固态)，是所谓的物理变化。
●按照塑料的应用情况，热塑性塑料又可分为通用塑料、工程塑料、高性能工程塑料等三类。
通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。
工程塑料一般是指工作应力大于150MPa，连续工作温度能超过150℃以上的塑料。通常把聚酰胺（尼龙）、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯醚和热塑性聚酯称为五大工程塑料。
3、我司常用塑料的特性
◆ABS的特性
丙烯腈--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物
结构式
性质丙烯腈提供耐热及抗化性，丁二烯提供韧性及耐冲击性，苯乙烯提供延展性及加工性
优点1、坚硬，易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳
缺点1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率
用途把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品
◆PC（聚碳酸酯）
聚碳酸酯(PC)
结构式
性质为非结晶性热塑性塑料
优点1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广2、高度透明性及自由染色性3、H.D.T.高4、耐疲劳性佳5、耐候性佳6、电气特性优7、无味无臭对人体无害符合卫生安全8、成形收缩率低、尺寸安定性良好
缺点成形品设计不良易产生内部应力问题
用途电子电器：CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机汽车：保险杆、分电盘、安全玻璃工业零件：照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片
◆POM（聚缩醛）
聚缩醛(POM)
结构式
性质为结晶性热可塑性塑料，具明显熔点165~175℃，性质最接近金属，一般称其为塑钢
优点1、具高机械强度和刚性2、最高的疲劳强度3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳4、耐反复冲击性强5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃)6、良好的电气性质7、复原性良好8、具自已润滑性、耐磨性良好9、尺寸安定性优
缺点1、加工过程若长时间高温下易起热分解2、无自熄性3、抗酸性差4、成形收缩率大
用途电子电器：洗衣机、果汁机零件、定时器组件汽车：车把零件、电动窗零件工业零件：机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆
◆PP（聚丙烯)
聚丙烯(PP)
结构式
性质极轻之塑料，密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥
优点1、易染色2、耐湿性佳3、耐化性佳4、高铰链特性5、耐冲击性
缺点1、复杂之异形押出不易2、易被紫外线分解3、不易接合4、易氧化
用途水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链
◆PA（尼龙）
聚酰胺(PA、尼龙Nylon)
结构式[NH(CH2)mNHCO(CH2)n-2CO]
性质结晶性热可塑性塑料，有明显熔点，Nylon6Tm为220~230℃，Nylon66则为260~270℃，Nylon本身具吸水基故有吸水性，成形前须干燥，温度过高干燥则尼龙粒变色
优点1、具高抗张强度2、耐韧、耐冲击性特优3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优4、低温特性佳5、具自熄性
缺点尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。
用途电子电器：连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座汽车：散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座工业零件：椅座、自行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮
◆PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
结构式
性质非晶体聚合物，92%光线穿透率，热变性温度介于74°C~102°C间
优点1、高光学透明性2、耐候性佳3、刚性佳4、易染色
缺点1、耐化性差2、长期时用温度最高93°C3、应力集中处，较易碎化
用途灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件。
塑料模具依总体功能结构可分为﹕成型系统﹐浇注系统﹐排气系统﹐冷却系统﹐顶出系统等
一.浇注系统﹕
定义﹕模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动信道。其由主流道﹑分流道﹑浇口及泠料穴组成。
相关的一些中英文对照
CAV.NO 第几号模窝 RUNNER 浇道
GATE 浇口 CAVITY 型腔
(一).主流道﹕
1.定义﹕主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起﹐到分流道为止的这一段。
2.设计上的注意事项﹕
（1）.主流道的端面形状通常为圆形。
（2）.为便于脱模﹐主流道一般制作都带有斜度﹐但如果主流道同时穿过多块板子时﹐一定要注意每一块块子上孔的斜度及孔的大小。
（3）.主流道大小的设计要根据塑料材料的流动特性来定
（4）.主流道在设计上大多采用圆锥形.（如图标）制作时要注意﹕
A.小端直径D2=D1+（0.5~1mm）
B.小端球半径R2=R1+（1~2mm）
(其中D1﹑R1分别为注射机射出口的直径及注射头的球半径)
 
3.浇口套
由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞﹐所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的衬套﹐简称浇注套或浇口套
（1）.其作用主要为﹕
A.使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机上很好地定位与注塑机喷嘴孔吻合﹐并能经受塑料的反压力﹐不致被推出模具
B.作为浇注系统的主流道﹐将料筒内的塑料过渡到模具内﹐保证料流有力畅通地到达型腔﹐在注射过程中不应有塑料溢出﹐同时保证主流道凝料脱出方便。
（2）结构形式有整体式和分体式
整体式﹕即台肩与构成主流道部份做成一体
分体式﹕即台肩与构成主流道部份分开制作
日本的工业标准﹕JIS
中国的工业标准﹕SJB
(二)。分流道﹕
定义﹕主流道与浇口之间的一段﹐它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段也是浇注系统中通过断面面积变化及塑料转向的过渡段﹐能使塑料得到平稳的转换。
1.截面设计
A.一般设计截面为圆形
B.从加工方便性来看一般设计为U形﹐V形﹐梯形﹐正六边形
C.分流道的断面形状及尺寸大小﹐应根据塑件的成型体积﹐塑件壁厚﹐塑件形状﹐所用塑料工艺特性﹐注射速率﹐分流道长度等因素来确定。
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