抽真空注塑模具设计及应用分析

2020-11-26樊志军黄松梅

商品与质量 2020年39期

樊志军黄松梅

建达电气有限公司浙江温州 325025

信息技术的创新突破使得人们的生活水平逐渐提升，人们更加青睐节能环保、品质优越、时尚安全的产品，消费模式逐渐向科技创新领域靠近。在模具设计过程中引入抽真空方式可以提高产品完成度，节省生产成本。因此，有必要深入分析抽真空注塑模具设计及应用过程，提高模具制作的精确度和严格度。

1 抽真空注塑工艺概述

在设计抽真空注塑模具时，应分析塑件制作技术要求，探究注塑工艺和模具设计的可行性。抽真空模具的应用优势是可以减少注塑压力，注塑压力较低能够降低注塑阶段的残余应力，使得产品拥有较低的变形翘曲[1]。当完成抽真空操作后型腔内处于真空状态，在填入熔体后内部产生瓦斯气体。

本课题将装饰盖板作为案例，分析该产品注塑模具的实际设计和注塑成型阶段的关键点，围绕注塑工艺和模具结构细致分析，实现模具精益化生产，其中产品主要借助ABS 塑料成型[1]。塑件的具体技术标准如下：无缩水、气孔问题，表面光滑平整。在制作阶段塑件的壁厚均匀，十分便于填充。但BOSS 孔位置壁厚较大，注塑阶段容易出现气孔和缩痕，极易对注塑周期产生影响。因此，本文借助抽真空技术，依托保压补缩过程优化壁厚填充过程，减少实际冷却时间，提升模具制作质量。

2 抽真空注塑模具的设计与应用探究

2.1 模具设计

（1）浇注系统。本课题中装饰盖板正面不设置浇口，因此需要将该部分转移至产品的背面，围绕变形翘曲、流长、填充等要素，借助大水口工艺，在产品背面中心区域进行浇注。确保模具角落可以同时完成填充，防止因保压和填充不平衡出现变形翘曲情况。当浇注完成后建议在产品背面张贴标签，遮盖浇口，保证产品的美观度。常见的接口浇注形式有三种：第一，直接浇口。对材料表面完成大量浇注。第二，侧浇口。在材料侧面进行浇注。第三，点浇口。通过在材料表面增加小孔可以提升浇注的便捷性，但对于形状复杂的模具此方法不适用，充模效果不佳。建议改进为多点同时浇注形式，优化模具的制作质量。此外，浇注填充阶段若想解决困气情况，需要科学控制填充速度和料温，确保模具温度超过80℃，且表面平整光滑，在设计阶段将热胀、传热、配模等问题考虑在内。

（2）冷却系统。在设计冷却系统中的冷却水路时应确保模具均匀冷却，若冷却不均匀会出现产品变形情况。因此，水路设计应保证定模端、动模端设计形式和排布方式相契合，实现动模与定模温度均衡，规避产品变形问题。建议水路直径设计为φ 12，距离约为水路直径的1-2 倍。若动模端结构与产品距离较远，可以设置隔水片优化冷却效果。同时，由于浇口套位置聚集热量，若对其开展冷却设计能够节省冷却时间。因此本课题在模具浇口位置增加冷却水路，去除热传通道中的空气间隙，规避冷却效果。浇口套及其镶件配合间隙约为0.04-0.1，并在组装过程中涂抹提升热传导能力的材料，如耐热的润滑脂，优化结构传热效果。若条件允许可以选择随形冷却浇口套，该结构利用3D 打印技术制成，能够提升材料热传导性[2]。模具生产过程中需要确保模温大于80℃，因此在动定模位置应增加电木材质的隔热板。

（3）抽真空系统与顶出系统。抽真空系统设计阶段可以优化产品的填充效果，避免其在成型过程中受到空气的不良影响，规避排气不良情况。同时，模具型腔内的真空状态有助于开展填充工作，减少注塑机背压和注塑压力，缩短成型时间，提升注塑的速度，优化熔接线工艺，规避产品出现气泡、烧焦、缺陷等问题。此外，由于模具设计过程中浇口位置受限，建议借助倒装模方式使顶针板位于前模，完成采油缸的顶出。由于BOSS 孔的壁厚较大，需要通过特殊手段进行注塑，利用气顶方式和机械手段完成自动化生产。

（4）特殊注塑工艺处理。本课题中塑件具有壁厚较大的BOSS 孔，若模具制作过程中出现气孔和缩痕，会对注塑周期与产品良率产生消极影响，因此设置注塑工艺时建议顶出顶针板。借助保压补缩的形式，将剩余材料填补至壁厚位置。在注塑阶段BOSS孔位置的胶位最先凝固，其表面不会出现缩水问题，能够提升产品良率。

2.2 模具应用研究

若设计薄壁、精密、结构复杂的塑件，需要在其成型过程中消除空气的不良影响，避免产品出现欠注、质量不稳定、产品变形、注塑压力大等问题。在借助抽真空技术注塑时，产品表面光洁，成型品质佳，因此该技术应用前景较广。比如，智能手机在生产设计时对其壁薄要求较大，为了提升其强度会增加玻纤。通常借助高速注塑机进行生产，对于模具排气工作产生挑战。在应用抽真空注塑模具进行产品制造时，可以结合pro/E 技术，提前模拟示范抽真空注塑流程，及时规避不良问题，改进系列参数。依据相关特征完成优化设计，获取型腔压力和温度数据，及时查看熔料的消耗情况，记录熔接痕位置和时间，明确浇口参数和位置，针对制件存在的缺陷及时优化处理，减少模具报废几率。

因此，借助抽真空注塑方式可以优化模具设计过程，提升产品制造品质。新时期部分产品模具注塑阶段为了时尚与美观，在模具设计阶段壁厚差异性较大，采取的设计模式具有多样性，如水辅、气辅、高低模温变换、微发泡成型注射技术等。上述工艺设计和开发需要花费一定时间与成本，因此可以借助抽真空注塑模具设计工艺，通过保压补缩过程填充壁厚位置，有效规避其缩孔情况，减少冷却时间[2]。