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高光ABS的成型加工指南

作者:admin    添加时间:2012-09-21 02:39:18    浏览量:5722

   上海锦湖日丽的高光ABS是针对家电市场上对高光黑亮塑料面板的大量需求专门研制的新产品,它不仅具有普通ABS易于成型的特点,而且能更好的复制模具表面,呈现良好的光泽度。因此其被应用于LCD电视、显示器、底座及需要高光要求的地方。

 

   高光ABS主要采用注射成型方法,工艺上有其显著的特殊性,如不注意就体现不出产品的高品质要求。常见的问题有表观不亮、白雾、熔合线明显,流痕等缺陷,因此对其成型加工需要规范,请参考以下指南。

 

表1  锦湖日丽高光ABS牌号及特性表

牌号

等级

特性

应用

ABS722

高光泽

高流动、耐刮擦

复杂制件、薄壁制品、小家电产品

 

ABS728

高光泽

高流动

底座,显示器边框

ABS705G

阻燃

HAM8541

超高光泽

抗刮擦性能好

大型家电,尤其是液晶电视,显示器等外框

HAM8560

 

 

高光泽

抗刮擦性能好

黑色家电,实现无需喷漆免喷涂化

HAM8560F

 

 

一、产品及模具设计:

 

针对高光ABS材料的特性,从产品及模具设计上应注意以下几点:

 

高光ABS只有在高光模具的配合下才能达到高光效果,而高光模具的设计方面要考虑表面的镜面抛光处理、耐高温设计、适用水路设计等因素。

 

高光ABS的成型过程是高温或骤冷骤热的成型过程,因此对模具的选材很重要,模具材料要求抛光性佳,耐腐蚀性,低的热膨胀系数以及高耐磨性,目前使用较多的的高光模具材料有日本大同NAK80或S-STAR、瑞典一胜百(ASSAB)的S136或S136H等。

 

高光模具镜面加工的标准分为四级:A0=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,根据产品的要求,选择不同的标准。一般采用机械抛光的方法,最高可达到Ra0.008μm的表面粗糙度。

 

1)流道设计 

 

   高光ABS分流道主要采用圆形和半圆形,见图1。通常先是热流道然后转到冷流道,大多采用外部加热式的热流道。

 

          

 

圆形浇口

 

半圆浇口

                      图1 浇口形状

 

2)浇口设计

 

   高光ABS制品表面要求极高,浇口的设计要考虑不影响外观,因此可以设在产品背面、侧面的潜伏式浇口是首选。塑件和流道分别设置顶出机构,开模时浇口被自动切断,流道自动脱落,提高了注塑效率,容易实现自动化生产。但由于浇口凝料在脱模时必须要较大幅度的弹性变形,因此浇口应选用较小的尺寸。

 

图2 潜伏式浇口

 

3)模具排气

 

  模具内的气体不仅包括型腔里的空气,还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时,这些气体都应顺利的排出。高光ABS常用的排气方法有如下几种:

 

◆开排气槽

 

排气槽一般开设在前模分型面熔体流动的末端,如图3所示,宽b=(5-8)mm,长度 L为8.0mm -10.0mm左右,深度为0.04mm左右。

 

 

◆  利用顶杆排气

制件中间位置的困气,可加设顶针,利用顶针和型芯之间的配合间隙,或有意增加顶针之间的间隙来排气。

 

◆  排气镶块

熔体熔合线位置气体较多,如不排出则会影响外观,所以经常需要排气镶块,一般设计成前面浅后面深的形状。

 

图4 排气镶块

 

4) 冷却水路

为保证模具表面温度的均匀性和快速变化,模具内部必须开设合理的管道确保快速升温和降温。一般采用贴近型腔的随形水道,如图5,并在背面增加隔热层或利用空隙隔热。

 

                  

                    图5  水路排布

 

二、材料的干燥

 

  与一般ABS相同,高光ABS有一定的吸湿性,一般为0.3%-0.6%。根据含水量的多少,在成型前应在80℃左右干燥2-4h,控制含水量小于0.1%。常用的是鼓风式循环干燥方式,如料斗式干燥机,通常加入的材料要大于料斗容量50%而小于90%,以确保足够的热风阻力和干燥效率,同时要监控出风量和出风口温度,进风口和出风口的温差控制在20度以内,最好10度以内。料斗的容量必须确保材料干燥时间达到4-6小时。也可采用普通厢式烘箱,将材料平铺在托盘内,但料层厚度应小于50mm。高光ABS干燥时间和含水率的关系可见下图:

 

图六 高光ABS干燥时间与含水率趋势图

 

     通常高光ABS是比较容易干燥的,除非浸入水里或淋雨干燥时间可延长至10个小时,不需要太长时间,否则也容易造成树脂颜色变黄变暗,影响制品的整体外观。

 

三、注塑设备的选择

 

1)    注塑机容量

 

当总注塑重量(所有型腔,包括流道和注道)等于注塑机最大注塑容量的50~80%时,一般可以获得最佳效果。使用大料筒机器时,极小的注射量会造成树脂的滞留时间不必要地延长,从而导致树脂降解。如果必须在建议温度范围的高温段进行注塑,应选择较小的注塑机料筒容量,建议注塑量大于最大注塑容量的60%,以缩短材料的停留时间,降低材料降解的可能性。我们建议的最长热停留时间应小于10分钟,最佳的热停留时间小于5分钟。

 

粗略估算材料停留时间的经验公式如下:

                      

其中    x   代表螺杆最大计量

x1    代表每模的注射用量

t    代表成型周期

ß   校正系数,根据产品结构及设备选用大小取1.5~2.5

 

2) 锁模力

 

制品所需锁模力的估算:锁模力(T) = 塑件投影面积(c㎡) x 塑料锁模力常数(t/c㎡), ABS推荐常数是0.30~0.48, 而计算出的锁模力应不超过注塑机最大锁模力的85%。

 

3)螺杆

为了防止螺杆旋转对材料产生较强的剪切而导致ABS的降解,应选用中低压缩比的螺杆。建议螺杆要求如下:长径比:20:1-25:1;压缩比:2:1-2.5:1

 

四、 注塑工艺参数设定:

注塑工艺参数的设定对于高光ABS成型品的质量非常重要,由于其外观要求极高,工艺的配合就显得尤为重要,当然还应考虑制品的尺寸精度,成型效率等因素。高光ABS的参考成型工艺见下表:

 

项目

单位

ABS728

ABS722

HAM8541

ABS705G

干燥温度

80-90

80-90

85-95

70-80

干燥时间

小时

3-5

3-5

3-5

3-5

模具温度

70-100

70-100

80-120

70-100

成型温度

220-250

230-260

230-260

210-240

 

1.料筒温度

 

料筒温度的设定一般比通用ABS略高,以ABS728为例,在220-250℃之间最佳。较高的成型温度对高光ABS的成型与外观都比较有利。原则上,当使用建议的成型温度上限时,应使熔胶滞留时间尽可能短,避免降解的产生。如无法确定时间温度,建议用手持式高温计,来测量熔融材料的实际温度。

 

2. 模具温度

 

为了达到优异的表面效果,模具温度在成型时必须足够高,但之后则需要快速冷却以使制品在有限的成型周期内顺利脱模。常见的油温模温机是直接采用液压油作为传热媒介来给模具加温,一般模具温度设定在75℃以上。但此种方法冷却较慢,成型周期会比较长,因此现在主要采用蒸汽模和E-MOLD这两种比较先进的模温控制技术,前者通过锅炉产生蒸汽来加热模具,模具温度可达到100℃以上,而后者利用更为简便的电加热,模具温度一般在120℃以上。冷却的方式如同一般的水冷模温机,使用普通水或冰水。

 

3. 螺杆转速

一般以在冷却时间内尽量完成计量来设定螺杆回转数(RPM)。同时要考虑材料塑化状态、螺杆回转时发生的剪切热、计量时间的稳定性和最小残留量的稳定性。过高的螺杆转速会导致过大的剪切热,从而使熔融材料的实际温度大大高于设定温度,就有可能导致材料降解。 螺杆的转速与螺杆的外径有关,ABS建议最佳螺杆线速度是200mm/s,其转速通过下面公式计算:螺杆转速RPM=〔最佳线速度200mm/s×60〕/〔D*π〕。推荐的螺杆转速如下图:

 

图七 螺杆转速图

4. 背压

背压的作用是提高材料的塑化质量、使材料更密实及排气。背压的调校应视原料的性能、干燥情况、产品结构及质量状况而定,高光ABS的背压一般调校在3-6kg/cm2 。过高的背压,也会导致过大的剪切热,注塑时要留意。当产品表面有少许银丝、混色、缩水及产品尺寸重量变化大时,可适当增加背压;当射嘴出现漏胶、流涎、材料过热分解、产品变色及回料太慢时可考虑适当减低背压。

 

5.松退

松退是指为了防止熔胶流延而设定的螺杆最小后退量,它可以降低料筒内的材料压力,减少内应力。松退量与背压大小和射嘴结构和温度密切相关。背压较小时可以不设松退量;通常情况松退设定为2-5mm。过大的松退量会使料筒内的熔料夹杂气体,严重影响制品质量。

 

6. 最小残余量

残余量一方面可防止螺杆头部和喷嘴接触发生机械碰撞事故;另一方面可通过此余料垫来控制注射量的重复精度,达到稳定注塑制品质量的目的。残余料量过小,则达不到缓冲的目的,易导致每次注塑的质量不稳定;过大则会使熔胶受热时间变长而降解。通常建议残余量为5-10mm。

 

7.  注射速度

为了使制品外观更加良好且一致,注射速度除了通过浇口时考虑剪切过大的因素可能比较低外,在主要的充模阶段要求快速充满模腔,否则很容易出现制品表面光泽不均的情况,往往可以看到一条泾渭分明的分界线,影响高光ABS制品的整体外观。通常选用的注射速度以不产生飞边和困气为佳,范围大致在60-95%之间。

 

8.注塑压力和保压压力

 在设备和模具条件允许的情况下,对高光ABS的注射压力,从改善熔体充模性及复制模具高光表面出发,宜采用较高的注射压力,基本要求在90MPa以上,保压压力通常比注射压力小,大约在60-80MPa之间,应以制品无表面缩水,内应力较小为宜。

 

9.保压时间

保压时间的设定是根据浇口随着冷却完成其固化﹐螺杆再推进已不再对成型品施加压力为止的时间。保压时间的设定以射出时间和压力为基准﹐然后渐渐延长时间来测定成型品的重量,成型品重量不再变化为止即是要设定的保压时间。

 

            

                  图八 制品重量随保压时间变化图

 

 

10.冷却时间

冷却时间的设定是基于产品固化开模取出后不致产生变形,先可以设定长一点,然后根据产品及冷却效果的不同慢慢减少,以产品不变形的最少冷却时间为最佳冷却时间。也可按下列公式估算:

式中  δ  是需要冷却的制品厚度,单位为mm

α  是塑料的热传导系数

 

五、 停机

 

当注塑循环中断时,建议根据停机时间不同采取不同的处理方法:

 

短期:短期(15~30分钟)停机,高光 ABS树脂可以保留在料筒内,不用排出。建议料筒采取保温措施,保温温度为150℃。

长期 : 完全清除料筒内的树脂材料,按照以下标准停机步骤操作:

 

1. 关闭料斗进料滑阀,继续按周期注塑,直到螺杆不再回转后退。

2. 排出残留的物料。最好进行清机处理。

3. 螺杆应停留在前进位置,切断料筒加热器。

 

六、 开机

开机时,把料筒加热器设置为正常加工温度,温度达到后再保持20分钟左右,开始对空射出,直到残留物料全部排出,然后开始注塑。应检查开始的注塑件是否被初始注塑物污染。

 

七、 清机

高光ABS一般选用本色的SAN、GPPS作为其清机料。料筒可在加工温度下清洗,直至排出的物料基本都是清机料为止,然后可降低温度待机。

 

八、 回用料(破碎料)

如果应用中允许使用回用料,可以把流道、水口及非降解制件破碎后均匀加入新料中,最高添加量应小于25%。破碎料一定要过筛去除粉屑,控制破碎颗粒的尺寸为5~9mm。由于粉屑的比表面积大,吸收的水分不易烘干,易导致制品银丝;同时粉屑受热易降解炭化,导致制品黑点不良。

 

另外,应特别注意保持颗粒清洁,避免被其它物料污染。由于回用料与纯颗粒的尺寸不同,水分扩散不同,因此,干燥的时间要增加。使用回用料对颜色可能会有一定影响。实际回用料的使用,应视具体产品的要求而定。

 

九、 常见不良处理指南

 

不良现象

产生原因

对策

1. 表面白雾:

局部表面呈白雾状

1. 材料组分相容性差

2. 橡胶粉受剪切变形

3. 模具温度过低

1.提高模具温度

2.降低成型速度

3.增加保压压力

4.改善模具设计

2.熔合线明显

熔合线处表观不佳

   1.材料组分相容性差

  

   2.剪切过大造成相分离

   3.浇口延迟设置不当

 

1.降低成型速度和压力

2.提高模具温度

3.延迟注射时间

4.提高材料流动性

3.油点

表面有一个个污点

1. 阻燃剂析出后污染表面

2. 现场环境差

 

1. 改用其他阻燃剂

 

2. 整改工作环境

 

技术服务电话:021-62969612

欲知更多信息,敬请访问上海锦湖日丽塑料有限公司的网站:www.kumhosunnny.com