KEP聚甲醛POM的模垢講解
1. 綱要
模垢是把塑料長期注塑成型時，由于分解出來的物質(zhì)在模具上被粘貼而出現(xiàn)的白色沉積物。尤其是聚甲醛樹脂比較容易產(chǎn)生模垢的樹脂，而且已被粘貼的模垢不容易去除。
如果在模具上一有模垢就很容易導致未成形，光澤不良，重量不足，外觀不良，脫模等現(xiàn)象。從聚甲醛樹脂產(chǎn)生出來的揮發(fā)性氣體是模具溫度越低越容易模具表面上沉積。
2. 生成模垢的原因
(1) 聚甲醛樹脂里面的水分
(2) 聚甲醛樹脂的添加劑向成型品表面移動
(3) 聚甲醛樹脂里面殘留的微量甲醛氣體在模具表面上再次聚合時產(chǎn)生出來的多聚甲醛以上原因中多聚甲醛粘貼時因為跟模具表面聚合力很強很難去除模垢。
3. 涉及到模垢的注塑成型條件的影響
(1) 樹脂溫度 : 樹脂溫度越低模垢發(fā)生率越低
1) 氣缸溫度 : 180 ~ 210 ℃
(2) 注塑速度 : 注塑速度越快模垢發(fā)生率越高注塑速度過快，難以排出型腔里的空氣。因此出現(xiàn)絕熱壓縮促進模垢。
[表 1] 成型條件的影響
| 分類 | 樹脂溫度(℃) | 注塑速度(%) | 模垢量 (相對值) | ||
| Solid Part | Gas Part | Total | |||
| 條件 1 | 230 | 85 | 10 | 90 | 100 |
| 條件 2 | 190 | 50 | 4 | 36 | 40 |
備注) 1. 牌號 : KEPITAL F20-03
(3) 氣缸內(nèi)樹脂停留時間 : 停留時間越長模垢越多。
(4) 注塑機 : 根據(jù)產(chǎn)品重量需要選擇合適的注塑機噸位。如果注塑機噸位太大的話因停留時間增長，而模垢量也會增加。
(5) 模溫 : 模溫越高模垢梁越少。
1) 模溫 : 60 ~ 80℃
[表 2] 模溫影響
| 模具溫度 | 氣缸溫度 | 注塑速度 | 發(fā)生模垢的注射次數(shù) | 備注 |
| 25℃ | 230℃ | 85% | 400 | |
| 90℃ | 230℃ | 85% | 1,400 ↑ |
備注) 1. 牌號 : KEPITAL F20-03 非干燥
(6) 樹脂干燥 : 顆粒里面含有水分或甲醛時促發(fā)模垢。因此需要充分執(zhí)行預干燥。
1) 干燥條件 : 80 ~ 100℃, 3 ~ 4h (需要時 100 ~ 120℃)
[表 3] 預干燥的影響
| 分類 | 吸水(%) | 模垢量 (相對值) | ||
| 固體段 | 氣體段 | 總計 | ||
| 非干燥 | 0.4 | 65 | 53 | 118 |
| 干燥 | 0.0 | 15 | 85 | 100 |
備注) 1. 牌號 : KEPITAL F20-03
[表 4] 吸水的影響
| 分類 | 吸水(%) | 模垢量(?) | 備注 |
| 相對濕度75%調(diào)濕(96個小時) | 0.45 | 6 | |
| 相對濕度60%調(diào)濕(96個小時) | 0.26 | 4 | |
| 預干燥 80℃, 2個小時 | 0.00 | 3 |
4. 模具方面注意事項
(1) 充分安排排氣的部分。
(2) 產(chǎn)品設(shè)計時盡量去除氣體停留的部分。
(3) 在樹脂的流動波前應安裝排氣口。
(4) 模具設(shè)計時以便緩解注塑工藝條件與實際流動距離相比應充分確?？臻g。
(5) 型腔的話與其使用直接加工的直造方式，不如適用插入式型腔。
(6) 充分安裝冷卻回路。
(7) 模具內(nèi)填充樹脂時需要降壓或者抽空。
(8) 盡量減少銳角。
(9) 模具設(shè)計要可容易清洗的結(jié)構(gòu)
(10) 模具材質(zhì)需要適用耐蝕性材料。尤其是憂慮易蝕的部分推薦用SUS(不銹鋼), STAVAX, NAK101。鍍鉻，表面涂也是良好方法。
![[圖 1] 各種模具材質(zhì)的模垢發(fā)生程度](/d/file/p/2021/09-15/3fdb4fe20451eb9a54d80b3ba2060ce7.jpg)
[圖 1] 各種模具材質(zhì)的模垢發(fā)生程度
(測試條件 : 樹脂溫度 220℃, 2000 次注射, 無排氣口)
(11) 降低模垢方案
1) Balzers Coating(巴爾查斯)
① 把模具表面涂上1/1,000mm厚度的薄膜PVD(Physical Vaper Deposition，物理氣相沉積)。這是比鋼鐵硬以及耐摩擦磨損性優(yōu)秀。 (類似于等離子涂層)
② 優(yōu)點
- 因模具表面光滑，可減少模垢。
- 可適用于復雜的成型品。
③ 缺點: 不可適用于大型成型品。
2) 鍍鉻
① 把模具表面鍍鉻。
② 主要用于平板型模具。
③ 不好適用于結(jié)構(gòu)復雜的成型品或精密的模具。
5. 模具排氣
確保排氣是種有用的降低模垢方法。
排氣方法可分成3大方案。
◎ 在模具分割面排氣
◎ 在型腔或模芯排氣
◎ 其他特殊方式排氣
(1) 模具分割面排氣
排氣方法中最普遍適用的方法是在模具分割面(分模線)安裝薄溝。排氣口深淺要選擇填充熔融樹脂時不產(chǎn)生飛邊以及容易排氣的尺寸。
[表 5] 不產(chǎn)生飛邊的排氣口深淺
| 樹脂 | 排氣口深淺 (mm) |
| POM(聚甲醛) ABS M-PPO(聚苯醚) PPS(聚苯硫醚) PBT(聚對苯二甲酸丁二酯) PA(聚酰胺) PC(聚碳酸酯) |
0.01 ~ 0.02 0.01 ~ 0.03 0.02 ~ 0.03 0.01 ~ 0.03 0.005 ~ 0.015 0.005 ~ 0.015 0.02 ~ 0.03 |
[排氣口位置]
① 從澆口最隔離的部分
![[圖 2] 排氣口位置](/d/file/p/2021/09-15/397d4deca33762b86beb808c1c68944f.jpg)
[圖 2] 排氣口位置
② 熔接線 (熔融樹脂連接的部分)
③ 流道或次流道末端
![[圖 3] 流道部位排氣](/d/file/p/2021/09-15/1c4df40e3f306d6e0fe3bea9511b686b.jpg)
[圖 3] 流道部位排氣
(2) 型腔或模芯部位排氣
如果在型腔周邊無法充分排氣的話可使用如下方法。
1) 使用起模桿方式
是種利用起模桿與起模桿孔之間縫隙的排氣方式。在空氣和氣體集中的部分有起模桿的情況下可有效果的方法。
起模桿與起模桿孔的縫隙是起模桿直徑5~10mm時0.02~0.03mm，直徑更小時0.01~0.02mm是標準的。
![[圖 4] 起模桿排氣](/d/file/p/2021/09-15/1af0b5e2b14e99b54236cc735c979a41.jpg)
[圖 4] 起模桿排氣
2) 利用塑孔栓的方式
產(chǎn)品的一部分如有加強筋(Rib)或螺絲柱(Boss)的話不太容易用起模桿排氣。此時在起模桿周邊安裝避空排氣。
![[圖 5] 塑孔栓排氣](/d/file/p/2021/09-15/a699e07ba8e52b742c6eed316e977890.jpg)
[圖 5] 塑孔栓排氣
3) 這是插入分區(qū)模具時采用的排氣方法。薄板被重疊成層形,插入插入后,使用薄板的空間的方法。
![[圖 6] 高加強筋排氣](/d/file/p/2021/09-15/1d1bf68f204868d98ff17950f89da1a2.jpg)
[圖 6] 高加強筋排氣
另一種方式是在型腔一邊的平坦部分重疊插入薄薄的平板，在其薄平板的避空排氣的。
![[圖 7] 把薄平板層形狀堆積的排氣口](/d/file/p/2021/09-15/875e7b2afe86b2318654bed79b87f1e0.jpg)
[圖 7] 把薄平板層形狀堆積的排氣口
(3) 其他特殊排氣方法
1) The Logic Seal Method 邏輯密封法
這是美國Logic Device社開發(fā)的模具冷卻水循環(huán)體系。以冷卻水負壓來使冷卻水循環(huán)。(水路內(nèi)壓力要比大氣壓低)
2) 真空吸入排氣
以使用真空泵使型腔內(nèi)部做好高度真空狀態(tài)來排氣的方法。雖然這是最理想的排氣方式，但是因為設(shè)備成本過高以及模具結(jié)構(gòu)復雜，所以不太普遍使用的排氣方法。真空吸入排氣的主要目的是排出空氣或者氣體成分而預防填充不良或者氣體燒傷，最近還可以期待提高型腔注入精密度與尺寸精密度。
6. 去除模垢與報關(guān)模具的注意事項
(1) 需要經(jīng)常清洗模具。
粘貼微量模垢是容易去除模垢。
(2) 粘貼模垢后棄置的話容易生銹。Failure to clean residual M/D might cause rusting.
尤其是高溫潮濕的雨季需要更加注意。
(3) 一粘貼模垢時 :
1) 模垢粘貼嚴重的話使用不傷害模具的竹反鏟，銅，黃銅去除模垢。
2) 使用金屬研磨機也時一種號辦法去除模垢。
3) 使用模垢清除劑。
4) 使用干冰去除模垢
① 用干冰先冷卻模垢后去除
② 不需要從注塑機拆分模具去除模垢
(4) 模垢清除劑
1) SLIDE模具清洗劑
產(chǎn)生模垢前向模具噴射此清除劑抑制粘貼模垢。模垢多了后效果比較少，但是連續(xù)成型時經(jīng)常使用去除或預防模垢。
2) MG Cleaner-S Type
主要成分是在常溫溶解模垢的溶劑。注塑成型時向模具噴射的話成型品會被溶解模具表面固定。因此噴射本清洗劑后應該擦干凈模具。清楚模垢很有效果。
3) 對去除模垢有效果的試劑
① 芐醇 Benzyl Alcohol[(C6H7)CH2OH]
把模具的插入部在此150℃試劑浸泡10分鐘溶解模垢。但這是因為易燃性物質(zhì)，需要小心火災。
② 亞硫酸氫鈉 Sodium Bisulfite [NaHSO4]
在常溫溶解模垢，但是使用后應該擦干凈模具上的水分和試劑。如有殘留試劑，模具會被腐蝕。
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