摘要：塑料成型模具指利用其模腔的特定形状和尺寸成型复合生产图样要求的塑料制件的一类模具，其在国家制造业占比重的高低。众所周知，制造业的生产离不开模具，试制塑料件常常需要模具来进行批量的生产，塑件的成型质量也标志着所设计的模具是否达到要求。
关键词：注塑模具；成型质量；关键因素
1当前注塑模具技术的应用现状
1.1注塑模具的加工精度
由于消费者对产品的品质要求不断提高，需提升塑件的制造精度，模具的高精度是保证塑件精度的基础。模具的精度体现在外形尺寸、相对位置、表面光洁度等。
1.2热流道模具的使用率
热流道模具采用了恒温控制技术，流道内的熔物可以持久保持在熔融条件下，模具生产的周期得以缩短，并且可以降低原材料的消除，提高加工效率。
1.3标准化水平
模具标准化体现在标准化生产和模具应用的标准化。标准化生产有利于降低生产成本，减少材料消耗，产品制造周期可以缩短。
1.4注塑模具的使用寿命
在注塑生产中，模具的使用寿命直接影响到生产成本和生产效率。由于技术的不断发展，当前注塑模具的使用寿命有了很大提升。比淬火钢模具可以达到百万次水平。
2注塑模具成型质量控制
2.1冷却系统
在生产过程中，塑料熔体进入到模具中的的温度最高能够达到250℃左右，若模具中的热量不能被及时排出，则模具的寿命、成型质量及生产效率等将受到严重影响。而模具温度主要取决于模具的冷却系统，据研究表明，熔体带进模具热量的90%～95%都是由模具冷却管道中冷却介质带走的，所以注塑模具冷却系统设计及布局是影响塑件成型质量关键因素。而随着现代工业的发展，模具冷却系统从直线冷却方式到随形冷却方式，随形冷却顾名思义是随着模具型芯、型腔的形状可以被设计成复杂的异形，管道的直径也可以不断地变化，再利用正确的科学计算和仿真分析可以充分地满足模具冷却系统的要求，使模具冷却效果到达最佳，从而缩短部件注塑周期，提高部件质量。在随形冷却设计中，冷却管道以一定的距离均匀地铺设在模具型腔壁表面，对模具型腔形成一个包围区域。我们将模具腔体视作为一个整体，有很多不规则的面组合在一起。将模具腔体整体拆分成多个子单元区域，分别进行各区域冷却管道布局，最后将各子单元区域的冷却管道组合，集于一体，把重合冷却管道或相近的管道进行修改及删除等，最终成为模具的随形冷却系统。
2.2浇注系统
在浇注系统里，浇口位置的确定是尤为重要的，浇口位置对塑件成型质量影响很大，在注塑成型中大部分缺陷是由于浇口位置设计不合理造成。在本节浇口位置的选择上，根据塑件外观特征、成型质量及成型材料特征进行对浇口位置的判定，再利用模流分析软件进行浇口位置的分析，再经过填充分析综合进行判定合适的浇口位置。
首先，利用Moldflow分析软件对试验件进行浇口位置分析，如图1所示。在图1a中能够看出，适合做浇口的位置有很多，结合塑件外观等综合特性，选择几处最佳的浇口区域进行填充分析，如图1b所示，以在满足塑件应用的条件下尽量不影响塑件外观形状为依据，选出在塑件两侧面中心处（A和B）作为浇口的位置。下面对图1b中两处浇口（A和B）区域进行填充分析、塑料熔体成型熔接线和浇口位置压力进行比较分析，选出最佳浇口位置区域。从图2a中看出，两侧的浇口在充填时，都可以充满充填区域，在充填区域上两个浇口处都满足要求；在图2b中，在进行填充时间比较时，在充填时间上A浇口处的是0.9524s，在B浇口处是0.9531s；在图2c浇口处的压力，A浇口处的压力为10.71MPa，B处为10.91MPa；图2d在两浇口处进行填充的熔接线，熔接线越少成型件的质量越好。通过以上参数比较，综合考虑选择A处作为浇口相比较于B处好。
图1浇口位置及匹配性
图2两浇（A、B）口处参数对比
3注塑及对比试验
3.1注塑实验
本次注塑实验主要步骤为首先将制作完好的模具安装在注塑机中，在Moldflow模流分析软件推荐的注塑参数下进行注塑实验。根据推荐的注塑参数，将注塑压力设置为15MPa，注塑时间设置为2s，冷却时间设置为20s，ABS塑料熔化温度为240℃等，设置完成后在模具上下模喷涂脱模剂，进行注塑实验。很明显注塑压力过大，出现溢料现象。当注塑压力跳到10MPa时，且温度为230℃时，模具注塑达到稳定状态后，塑件刚好能够注满型腔。
3.2对比分析
对比分析是在逆向技术的基础下进行扫描识别注塑件的三维数字特征，与设计的原型件的三维数字特征进行对比。本实验中，对比主要参数为塑件的表面质量与尺寸精度，塑件表面质量是决定模具性能关键指标，其中尺寸精度主要体现在三个方面：1）模具制造过程中的精度；2）注塑精度，如冷却不均匀等；3）塑料材料的性能。塑料材料的收缩是不可避免的，本实验中塑料材料为ABS材料，收缩率为0.5%，模具制作精度主要体现制作误差与安装误差，利用在表3中的注塑参数进行注塑，再对注塑参数进行微调，使模具达到稳定状态，制作出合格塑件，最后利用三维扫描仪测量注塑件的精度并与原型件进行对比。首先进行注塑件扫描，提取点信息，用Geomagic软件对点云信息进行处理，最后通过逆向技术进行对比。通过与原型对比可知，最大的变形量为1.301mm，而在对比图中，比较均匀，维持在0.652～1.284mm左右，塑件成型质量有效控制在合理范围之内，达到塑件使用要求。
结论
注塑模具在制造业中发挥着重要作用，涉及到关键技术，掌握这些关键技术有利于提升产品质量及产品附加值，因此要注重关键技术的研究。随着技术的不断发展，注塑模具在提升质量的同时会更加高效、高精度。
参考文献：
［1］杨守滨.浅谈注塑模具先进制造关键技术的发展［J］.科技创新导报，2017，（2）：78.
［2］王昌，胡修鑫.注塑模具的先进制造技术综述［J］.机床与液压，2017，40（14）：123-125.
论文作者:刘钊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：浇口论文; 模具论文; 注塑论文; 塑件论文; 位置论文; 质量论文; 精度论文; 《基层建设》2018年第29期论文;