像大多數(shù)加工過(guò)程一樣,模塑成形的塑料制件將有一偏離公稱尺寸的范圍,通稱為公差。公差范圍越窄,塑件尺寸精度越高。精度的高低取決于成形過(guò)程與所使用的材料。
材料因素的影響
塑料的某些性能,如剛性、收縮性等會(huì)對(duì)塑件尺寸公差造成重要影響。收縮率是影響塑件尺寸精度的最基本、最重要的因素。不同塑料的收縮率當(dāng)然不同,即便是同種塑料,也存在批量間的收縮差別。一般說(shuō)來(lái)。收縮率小、收縮波動(dòng)范圍窄的塑料,如聚碳酸酯、聚苯乙烯、ABS、硬聚氯乙烯、聚砜等,因其成形工藝條件的波動(dòng)造成尺寸誤差小,能獲得較高尺寸精度的塑料制作。反之亦然。收縮波動(dòng)居中的聚丙烯、尼龍、聚甲醛等,能獲得中等尺寸精度的塑料制作。
熱固性塑料,通常比熱塑性塑料的收縮波動(dòng)范圍小,一般為0.4%~0.5%,而熱塑性塑料竟達(dá)2%。因此,熱固性塑料制件能獲得比熱塑性塑件較高的尺寸精度。
用碎布,石棉等作為填料的耐沖擊或耐熱塑料,在模壓成形中毛邊厚、壓力不易均勻分布,因此難以獲得較高的、跨越分型面的塑件尺寸精度。無(wú)機(jī)填料可降低塑料的收縮波動(dòng)值,因而有利于提高塑件尺寸精度。
模具因素影響
模具類型不同對(duì)塑件尺寸精度的影響各異。用壓模成形時(shí)在其分型面上存在有行刺,對(duì)塑件尺寸精度有不良影響。用注射模、壓注模成形的塑件尺寸精度與澆口數(shù)量和位置有關(guān)。澆口數(shù)量少、離澆口遠(yuǎn)、塑件收縮程度大、尺寸精度低;反之尺寸精度就高些。也就是說(shuō),大型塑件尺寸精度低,小型塑件尺寸精度高。用固定式模具成形的塑件尺寸精度比移動(dòng)式模具成形的精度要高些。對(duì)于小尺寸塑件,模具加工誤差約占塑件總成形誤差的1/3;對(duì)于大中型塑件,其所占比例要小些。多型腔模具成形的塑件尺寸精度差;而用單型腔模具成形的塑件尺寸精度高。模具脫模裝置不合理或冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不恰當(dāng),也會(huì)使塑件變形、產(chǎn)生形位誤差。
設(shè)計(jì)因素的影響
遵循塑件設(shè)計(jì)原則,合理確定其幾何結(jié)構(gòu),正確選擇塑件材料,充分考慮塑件成形工藝性,必要時(shí)可增設(shè)加強(qiáng)肋、金屬嵌件等,以降低塑件的收縮程度,借以提高塑件的尺寸精度及尺寸穩(wěn)定性。否則,塑件就可因收縮程度大、或翹曲變形、或吸濕膨脹而使其尺寸精度及穩(wěn)定性降低。
工藝因素的影響
塑件成形操作條件,如溫度、壓力、時(shí)間以及在成形期間塑件中產(chǎn)生的分子取向、纖維狀填料取向以及分子結(jié)晶等,均會(huì)對(duì)塑件尺寸精度產(chǎn)生影響。成形條件變化表現(xiàn)為塑件收縮波動(dòng),是產(chǎn)生塑件尺寸誤差的直接原因,僅次于模具加工精度的重要因素。通常塑料熔體溫度高、模腔內(nèi)壓力傳遞快、塑件收縮小,其尺寸精度高。模內(nèi)壓力高、保壓時(shí)間長(zhǎng),亦有塑件尺寸精度高。模內(nèi)壓力高、保壓時(shí)間長(zhǎng),亦有塑件尺寸精度高的結(jié)果。但模溫高、溫差大、澆口凍結(jié)快,會(huì)得到塑件尺寸精度差的效果。
熱固性塑件的尺寸精度受到模壓時(shí)間、模溫及其成形壓力的影響外,還與成形方法有關(guān)。若有預(yù)壓工序,延長(zhǎng)成形時(shí)間、提高成形溫度酚醛塑件的收縮值隨之增大。
一般認(rèn)為成形條件波動(dòng)而造成的誤差約占塑件成形總公差的1/3。
使用因素的影響
塑件由于存放、使用條件的變化,會(huì)導(dǎo)致其性能變化。像尼龍、醋酸纖維那樣吸濕性強(qiáng)的塑件,環(huán)境溫度與濕度均對(duì)其尺寸精度有重要影響。結(jié)晶型聚合物的玻璃態(tài)溫度低于室溫或其塑件的使用溫度,大分子鏈段尚有運(yùn)動(dòng)能力,后結(jié)晶不可避免地導(dǎo)致塑件密度、尺寸和力學(xué)性能發(fā)生變化。酚醛塑料制件因冬天氣溫低、干燥,進(jìn)一步收縮,其尺寸變小;夏季氣溫高、潮濕,導(dǎo)致吸濕膨脹、尺寸變大。
塑料的熱脹系數(shù)大,因此高精度塑件在溫度變化條件下工作十分不利,這對(duì)于工業(yè)用途的塑件影響甚大。在這方面增強(qiáng)改性的熱塑性塑料,如玻纖填充聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯醚以及硬聚氯乙烯等,其塑件尺寸穩(wěn)定性已有相當(dāng)好的效果。熱固性塑料中的DAP(鄰苯二甲酸二烯丙酯)、環(huán)氧樹脂等,其塑件尺寸穩(wěn)定性特好。
此外,熱塑性塑件即使是在常溫條件下使用,也會(huì)因外力作用而產(chǎn)生蠕變,造成其尺寸變化。模塑件尺寸變化極為復(fù)雜,預(yù)測(cè)其變化量十分困難。因此,對(duì)其尺寸穩(wěn)定性要求高的塑件,須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核,事先要加以考慮其各種影響因素,并予以合理、巧妙安排,使之達(dá)到預(yù)期目的。