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注塑成型:模具加工

烘干

GLS苯乙烯TPE通常不需要干燥。 某些特殊产品(例如某些Versaflex™和Versollan™包覆成型级)具有吸湿性,因此需要在成型之前将其干燥。

强烈建议使用露点为-40°F的干燥剂干燥机来干燥吸湿性材料。 具体的干燥温度和时间可以在每种产品的技术数据表中找到。

染色

SBC TPE具有比大多数其他TPE固有的优越色彩。 因此,它们需要较少的色母料才能获得特定的颜色,并且所产生的颜色比其他TPE更干净(黄色)。 通常,色母料的粘度应低于基础配方的粘度(具有较高的熔融指数)。 这将促进分散的容易性。

  • 推荐将苯乙烯系色料用于SBS配方。
  • 对于较硬的SEBS配方,建议使用聚丙烯(PP)载体。
  • 对于软SEBS配方,已使用低密度聚乙烯(LDPE)或乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。 对于较软的等级,不建议使用PP载体,因为会影响配方的硬度。

可以使用液体色,但载体应为石蜡型矿物。 聚氯乙烯(PVC)增塑剂,例如邻苯二甲酸二辛酯(DOP),不能用作载体。 还使用了干色,但可能需要更多的材料和时间来进行颜色更改。

对于某些包覆成型应用,使用聚乙烯(PE)载体可能会对与基材的粘合性产生不利影响。 如果使用特殊的包覆成型等级,请遵循各产品技术数据表上给出的着色建议。

重磨

SEBS TPE最多可使用80%的再生料。 黑色材料对高含量的再生料具有更好的耐受性。 天然,浅色或透明制剂将更容易显示污染或变色。 长时间停留或高再生料用量后,用于产生黄色,红色,蓝色和绿色的有机颜料更容易改变颜色。 对于SBS配方,再生料应保持在25%以下。 Dynaflex™TPE具有高伸长率和良好的撕裂强度,因此需要使用带有锋利刀具的高质量磨床。 对于较低硬度的苯乙烯配方,间隙应设置为最大0.003“。

只有具有高质量支撑轴承和刚性框架的磨床才能保持必要的公差,以达到必要的转子刀与刀座的间隙。 在研磨过程中,使用少量的除尘剂(例如滑石粉或碳酸钙)可以使团聚最小化。 一次将少量零件送入研磨机,以最大程度地减少热量积聚,这会导致团聚。

为了使再生料最佳地掺入原始材料中,应选择筛网尺寸以产生与原始粒料尺寸大致相同的颗粒。

吹扫

如果压机按下超过10分钟,请在重新开始生产之前进行吹扫。 为防止闪烁,请使用减小的镜头尺寸重新启动机器,然后逐渐将其增加到原始镜头尺寸。 这将有助于防止在幻灯片或插入物后面出现闪烁。

对于SBS配方,如果要将机器放置在超过一小时的温度下,请在关机之前用LDPE或聚苯乙烯吹扫机器。 对于SEBS配方,如果机器在周末停机,则在关机前用高分子量(低或部分熔体流动性)LDPE对其进行吹扫。 在启动时,将挤出机缩回并对其进行空气吹扫,然后再尝试填充模具。

温度范围

设定机筒温度

图1显示了GLS苯乙烯TPE的典型起始机筒温度。 机筒温度应逐步设定。 进料区温度应设置得较低(通常为250°F-300°F(120°C -150°C)),以避免进料喉桥接,并让残留的空气逸出。

过渡区较低的温度允许TPE在其完全熔化之前进行适当的压缩和剪切。 为了在使用色母料时改善混合效果,请将过渡区温度设置为高于母料的熔融温度。 最靠近喷嘴的区域应设置为接近所需的熔融温度。

在过程稳定之后,应将实际机筒温度与设定点进行比较。 如果实际温度超过设定温度,则剪切加热会导致材料过热。 如果要生产好的零件,则应将温度重置为剪切加热产生的实际温度。

加热器应在25%到50%的时间内需要功率。 如果加热器连续打开,则剪切不会产生足够的热量。 要增加剪切加热,请增加螺杆转速和背压。

设定模具温度

模具温度应设置为高于成型区域露点温度。 这样可以防止模具出汗,并防止型腔中的水污染。 水污染通常表现为零件中的条纹。 如果零件的长或薄部分难以填充,则模具温度可能会升高。 较高的模具温度通常会导致较长的循环时间,但可以改善焊接线的完整性和零件外观。

图1

图1.注塑成型的建议初始启动条件。

产品系列

模子

熔化

喷嘴

3区

2区

1区

饲料

SBS配方

75-
90°华氏度
(25-
32°摄氏度)

370-
390°华氏度
(190-
200°C)

370-
390°华氏度
(190-
200°C)

360-
380°华氏度
(185-
195°摄氏度)

340-
360°华氏度
(170-
182°摄氏度)

300-
330°华氏度
(150-
165°摄氏度)

100-
150°华氏度
(40-
65°C)

SEBS配方

110-
130°华氏度
(43-
55°C)

370-
430°华氏度
(190-
220°C)

390-
430°华氏度
(200-
220°C)

390-
430°华氏度
(200-
220°C)

370-
390°华氏度
(190-
200°C)

350-
370°华氏度
(175-
190°C)

100-
170°华氏度
(40-
75°C)

超软配方

110-
130°华氏度
(43-
55°C)

340-
390°华氏度
(170-
200°C)

360-
390°华氏度
(180-
200°C)

360-
390°华氏度
(180-
200°C)

335-
375°华氏度
(170-
190°C)

300-
330°华氏度
(150-
165°摄氏度)

100-
120°华氏度
(40-
50°C)

模具填充,包装和冷却

设定拍摄尺寸

启动新模具时,首先要进行小批量生产,然后逐渐增加小批量生产,直到所有型腔的填充量达到80-90%。 此过程可以最大程度地减少过度包装的可能性,并防止通风孔冒烟。 应注意螺钉的位置并用于设置转换点。 监视垫子,以确保在包装和保持阶段保持垫子的状态。

如果没有缓冲垫,则无法保持包装压力,也无法控制零件的致密化。 浇口冻结后,任何额外的材料体积或压力都只会填充浇道和流道系统,这可能会在零件顶出过程中造成浇道清除困难。

螺杆转速,背压和螺杆延迟时间

应该设置螺杆的转速,以便在下一次注射时(通常在模具打开之前的2-3秒)完全恢复螺杆。 典型的螺杆速度范围为50-150 rpm。

如果螺丝恢复得太快,并且机器配备了螺丝延迟计时器,请设置延迟时间,以使螺丝完全恢复且模具打开后的延迟最小。 这将减少物料在温度下的停留时间和在料筒中的停滞时间。

背压的增加会增加材料的剪切加热。 背压的正常设置为50-150 psi。 在混合色母料时,最好使用较高的背压以获得最佳分散效果。

射出速度

如果可能,请确定注射速度,以快速填充流道系统,然后在材料开始流经浇口并进入型腔后放慢速度。 保持该速度,直到零件充满90%,然后再降低它以完全填充型腔而不会使零件飞边。

如前所述,GLS TPE具有剪切响应能力。 如果零件难以填充,请在提高温度之前增加注射速度。 填充零件的注射时间应在1到2秒之间。 如果发生表面流缺陷,则可能需要降低填充速度。

注射压力和传递压力

如果无法通过填充速度控制机器,则将注射压力设置得足够高,以在约1-5秒内填充流道系统和型腔。 将初始传递压力调整为填充零件型腔所需的注射压力的大约50%。 这有助于在填充和保持注射阶段降低压力。 设置注射量时,请监控垫子,以确保在打包和保持阶段中保持垫子的状态。

从Boost转移到Pack到Hold

较新的成型设备提供了从注射增强(第一阶段注射)转移到包装和保持阶段的其他选项。 从增压到加注压力的最准确方法是通过螺钉位置。 使用螺钉位置可以使处理器始终如一地将特定体积的材料注入腔体。 它还提供对零件填充和致密化的精确控制,这有助于防止零件中的凹陷和空隙。

时间是控制传输的另一种方法,但不建议使用。 使用型腔压力进行传输很昂贵,因为它需要在零件型腔中安装压力传感器。 当需要高度精确的成型公差时,可使用此过程。

降低从增压到压紧和保持的传递压力将有助于控制套管尖端的流口水。 如果注射单元配备有成型的保压和保压阶段,则可用于降低流道的速度和压力。

注射时间

填充流道系统的最佳时间约为0.5-1.5秒。 填充空腔还需要1-5秒。 如果可能,最好通过控制注射速度来控制填充时间。

保持时间

应当设置保持时间以实现门冻结。 通常,门的大小是保持时间的决定因素。 浇口越大,实现浇口冻结所需的保持时间越长。

冷却时间

冷却时间主要取决于熔体的温度,零件的壁厚和冷却效率。 另外,材料硬度是一个因素。 与非常软的等级(<20 Shore A)相比,较硬的等级(> 50 Shore A)在模具中的凝固速度更快。

对于平均零件和中等硬度的SEBS配方,每两壁厚度为0.100英寸,冷却时间将约为15至20秒,前提是可从两侧进行冷却。

包覆成型的零件将花费更长的时间冷却,因为它们可以在较小的表面积上有效地冷却。 对于壁厚每0.100英寸,包覆成型零件的冷却时间约为35至40秒。

保持坐垫

应保持衬垫,否则将无法控制零件的致密化或补偿材料的收缩。 不足的缓冲和保持压力将导致填充不足的零件出现空隙或凹陷,并降低物理性能。 浇口凝结得太快(由于模具温度太小或太冷),也可能导致上述问题。

止动环磨损或污染会限制机器保持压力和保持垫子的能力。 GLS TPE比传统的热塑性塑料具有更低的粘度(更高的流动性),并且比其他材料更容易泄漏回去。 止回环的密封能力应通过观察机器保持垫子位置的能力来验证。

成型条件的影响

熔体温度

如果零件在太低的温度下模制,则将需要过多的压力来填充型腔。 这将导致较高的模压应力。 这又可能导致零件在弹出过程中或在暴露于高温下的稍后时间发生翘曲。 成型后的收缩率也可能大于正常值,并且极限伸长率也会降低。 对于透明的TPE,在太低的温度下进行加工的零件的表面会发白。

基于SBS的TPE在高温下处理或在高温下放置太长时间会产生黄色或橙色,并散发出独特的气味。 颜色和气味强烈表明该材料已降解。 降解导致外观差并降低物理性能。 在过高的温度下加工的SEBS TPE会散发出灼烧的气味(降解),在最坏的情况下,它们会发粘并流血。

填料

过度包装零件的影响可能包括:

  • 门隆起。
  • 密度增加,因此零件重量更高。
  • 增加硬度。

零件包装不足的影响可能包括:

  • 门褶皱。
  • 空隙和/或表面凹陷。
  • 物理性能降低。
  • 低于正常硬度。

监视零件重量已成功用于验证过程的稳定性和一致性。 应当注意,浇口的尺寸/位置,流道尺寸和模具设计的其他方面也可能影响零件的性能。

成型软TPE

柔软的TPE具有非常低的粘度(高流动性),因此它们需要最小的注射压力。 注射压力的典型值为150 psi-450 psi。

大多数GLS柔软的苯乙烯TPE都是水透明或半透明的。 可以通过提高模具温度和熔体温度来略微改善成型零件的清晰度。 这些产品通常具有较高的抛光模具表面光洁度,因为它们可以很好地复制模具表面。

较软的材料表现出一些发粘的行为。 紧靠成型区域的清洁度很重要,因为较软的材料会吸引并保留灰尘和污染物。 这种粘性也使零件脱模更加困难。 在这些情况下,可能需要机器人浇道拾取器,浇道保持器或空气喷射。 向模具中添加轻微的表面纹理可以帮助掩盖模塑制品中可能存在的表面瑕疵。

成型硬质TPE

较硬的TPE通常具有较高的粘度,可能需要稍高的注入压力(400 psi-800 psi)才能填充空腔。 由于其较高的模量,坚硬的TPE需要较少的侵蚀性浇道拉拔器。 它们的安装速度也更快,更容易弹出,与较软的材料相比,可以缩短循环时间。