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告訴客戶:如何設(shè)計(jì)加工苯乙烯類嵌段共聚物 (SBC) 的模具
以苯乙烯類嵌段共聚物 (SBC) 配制的復(fù)合材料,具有能提高成品工件成功率的特性。為了達(dá)到最佳效果,制造商應(yīng)在設(shè)計(jì)模具之前先理解材料的加工優(yōu)點(diǎn)和限制。
以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)之一是工件從模具中脫模時(shí)的強(qiáng)度、彈性與回彈性。 如果有材料變形的余量,從模具脫模時(shí)可能會(huì)拉出大量倒勾。
對(duì)于最大直徑與孔徑直徑為 2:1 的球形產(chǎn)品,可采用氣動(dòng)脫模,使頸部的最小永久性變形最小化。 只需在中心部位放置一個(gè)空氣閥即可。 可能存在 3% 至 7% 的拉伸偏執(zhí)。 設(shè)計(jì)模具尺寸時(shí)可將這個(gè)因素考慮在內(nèi)。
設(shè)計(jì)以丁苯乙烯/丁烯 聚合物為基礎(chǔ)的復(fù)合材料(SEBS 復(fù)合材料),或以苯乙烯—丁二烯—苯乙烯聚合物為基礎(chǔ)的復(fù)合材料(SBS 復(fù)合材料)工件模具時(shí),有幾點(diǎn)因素需要考慮:
流動(dòng)方向與 交叉流動(dòng)方向之間的關(guān)系
許多以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料是各向異性的;也就是他們?cè)诹鲃?dòng)方向上具有與交叉流動(dòng)方向不同的屬性(流動(dòng)方向的 90 度。
已觀察到材料的拉伸模數(shù)有高達(dá) 50% 的 方向變化。 在交叉流動(dòng)方向上,拉伸模數(shù)通常較低,極限伸長(zhǎng)率通常較高。
設(shè)計(jì)模具及其澆口位置時(shí)要考慮模數(shù)差異。 您可能 可以通過目測(cè)確定流動(dòng)方向,或者使用更加精細(xì)的“模內(nèi)流動(dòng)性”分析項(xiàng)目。
收縮率變化
有些復(fù)合材料在兩個(gè)方向上可能具有不同的收縮率。 流動(dòng)方向的收縮通常高于交叉流動(dòng)方向。 同時(shí),SEBS 復(fù)合材料的收縮高于 SBS 復(fù)合材料,柔軟的符合材料收縮高于較硬的復(fù)合材料,未填充的復(fù)合材料收縮高于填充的復(fù)合材料。
高模塑收縮率的以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料在截面厚度不均的模具中可能出現(xiàn)下凹與縮孔。 為將這些下凹與縮孔減少到最少,澆口要大,并且應(yīng)位于工件的較厚部分,且保壓時(shí)間要比通常的時(shí)間稍長(zhǎng)。 請(qǐng)注意,過高的壓力及過長(zhǎng)的保壓時(shí)間可能導(dǎo)致澆口凸起。 在非常厚的工件中,可通過采用少量發(fā)泡劑 (0.2%) 將下凹減少到最少。 如果使用發(fā)泡劑,切記將工件停留在模具中的時(shí)間稍長(zhǎng)些,以防止脫模時(shí)發(fā)泡劑導(dǎo)致工件起泡。
將工件從薄壁注入厚壁部分時(shí),聚合物可能在進(jìn)入 厚壁部分時(shí)斷開。 這可能造成倒流,而使表面出現(xiàn)合線痕跡。 如果流動(dòng)被表面上的銷或凹痕中斷,可能還會(huì)出現(xiàn)流紋或光影。 為避免此類缺陷,設(shè)置模具的過渡區(qū)與角部的半徑。 使用紋飾或啞光表面模具可將此類缺陷減少到最小。
SEBS 復(fù)合材料具有高彈性
SEBS 復(fù)合材料的伸長(zhǎng)率可高達(dá) 1,200%。 這些特性可能會(huì)為您帶來(lái)一些獨(dú)特的特征與產(chǎn)品性能,但是如果您使用自動(dòng)斷水口模具,特別是帶自斷水口的潛澆口或三板模,這也可能會(huì)對(duì)您造成一定的麻煩。 這些類型的模具上的澆口有盡可能短的刃口長(zhǎng)度,以形成較高的壓力集中。 這會(huì)導(dǎo)致澆口在選定的位置斷開,而不會(huì)留下澆口痕跡。
要確保斷水口過程不會(huì)在工件上留下孔洞,澆口交叉部分的尺寸應(yīng)該在澆口位置上工件橫截面厚度的 1/10 與 1/4 之間。如果可將較大的 頂出銷置于潛澆口下方,它可能會(huì)在脫模時(shí)切斷澆口。
伸長(zhǎng)率較低的材料品種更容易在自斷水口模具中流動(dòng)。 對(duì)于高伸長(zhǎng)率 SEBS 材料品種,可使用帶閥式澆口的熱流道模具。SEBS 復(fù)合材料也可使用熱尖式熱流道模具,但可能會(huì)留下澆口痕跡。
防止相分離
以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料包含多種成分。 在某些情況下,過高的剪切速率可能會(huì)導(dǎo)致相分離。 為防止這種現(xiàn)象,澆口尺寸與充模速度必須正確。 要消除此問題,可能需要增大澆口尺寸或移動(dòng)澆口位置。
表面光潔度
透明的、未填充的 SEBS 或 SBS 材料品種可與模具形成緊密的接合,形成良好的表面。 這個(gè)因素外加以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料的高摩擦系數(shù),會(huì)導(dǎo)致脫模困難,特別是高收縮率的材料品種可能在中心部位收縮。 盡管使用拔模也可以幫助解決問題,但解決這個(gè)問題的最好方法是使用氣動(dòng)脫模。 另一個(gè)建議是使用經(jīng)過離型涂裝處理的模具表面,或可封存空氣的噴砂模具表面。
熱流道模具
可長(zhǎng)時(shí)間在高溫下處理的 SBS 復(fù)合材料可進(jìn)行交聯(lián)。如果在含死區(qū)或自保溫流道系統(tǒng)的熱流道模具中使用這些材料,交聯(lián)復(fù)合材料的凝膠可能會(huì)堆積在流道中,很可能堵塞較薄的部位,例如澆口或工件壁。
SEBS 復(fù)合材料具有很好的熱穩(wěn)定性,已被成功應(yīng)用于精心設(shè)計(jì)的熱流道模具中。 然而考慮到自保溫流道系統(tǒng)的死區(qū)與聚合物降解的可能性,對(duì)于 SES 或 SEBS 復(fù)合材料,我們不推薦使用自保溫流道系統(tǒng)。
特定材料為產(chǎn)品帶來(lái)特定的優(yōu)勢(shì),在設(shè)計(jì)模具時(shí)要考慮周全。 設(shè)計(jì)用于以 SBC 為基礎(chǔ)的復(fù)合材料的新工件模具時(shí),要謹(jǐn)記這一點(diǎn)。 這樣您才能避免導(dǎo)致生產(chǎn)難以啟動(dòng)的困境。強(qiáng)烈建議在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模具前,先進(jìn)行樣品試驗(yàn)。
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