塑膠模具

塑膠模具

台州市黃岩西諾模具有限公司是一家著名的塑膠模具製造企業,專業定製生產各種高效率、高難度、高精密的塑膠模具企業。它不僅僅是一家專業的塑膠模具生產廠家,還是一家為塑膠成型行業提供完整解決方案的注塑模具工業集團。從1999年有10多名工人的小作坊發展成擁有近千餘名員工的集團性企業;從50平方米的小車間發展成擁有5.6萬多平方米的大規模現代化標準廠房;年營業額從30萬美金提升到現在的2000多萬美金。西諾模具在注塑模具的研發及創新領域中取得了豐碩的成果。在短短的11年間,西諾模具成功生產了9000餘件注塑模具和塑膠模具,成為了行業的佼佼者

基本信息

模具發展

中國全年塑膠模具產值達534億元人民幣左右?你相信嗎?由於中國經濟的高速發展對塑膠模具工業的要求是越來越嚴格,因此為塑膠模具工業的發展提供了巨大的動力。據準確數據統計,中國全年塑膠模具產值達534億元人民幣,這是一個已經存在的事實。
隨著汽車製造業和IT製造業的飛速發展,國內模具工業取得了飛速發展,據了解,我國模具行業中塑膠模具的占比可達30%,預計在未來模具市場中,塑膠模具占模具總量的比例仍將逐步提高,且發展速度將快於其他模具。
據《中國塑膠模具行業發展前景預測與轉型升級分析報告前瞻》數據顯示,模具工業2000年以來以每年20%的速度飛速增長,拉動了模具檔次的提高,精良的模具製造裝備為模具技術水平的提升提供了保障。
由於進口模具中,精密、大型、複雜、長壽命模具占多數,所以,從減少進口、提高國產化率角度出發,這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建築業的快速發展,使各種異型材擠出模具、PVC塑膠管材接頭模具成為模具市場新的經濟成長點,高速公路的迅速發展,對汽車輪胎也提出了更高要求,因此子午線橡膠輪胎模具,特別是活絡模的發展也將高於總平均水平;以塑代木,以塑代金屬使塑膠模具在汽車、機車工業中的需求量巨大;家用電器行業在“十二五”期間將有較大發展,特別是電冰櫃、空調器和微波爐等的零配件的塑膠模需求很大
同時,塑膠模具行業結構調整步伐在不斷加快,面向市場的專業塑膠模具廠家得數量及能力也在較快增長。根據對塑膠模具製造行業的生產、銷售、市場情況、行業結構、產品以及進出口等情況分析,參考塑膠模具相關行業發展趨勢,預測未來我國塑膠模具製造行業的發展方向究竟在哪裡,到底我國塑膠模具製造行業有多大的發展潛力,這些都是需要去驗證的。

基本簡介

塑膠模具塑膠模具

一種用於壓塑擠塑注射吹塑和低發泡成型的組合式塑膠模具,它主要包括由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模,由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截斷組件和側截組合板組成的具有可變型芯的凸模。模具凸、凹模及輔助成

型系統的協調變化。可加工不同形狀、不同尺寸的系列塑件。塑膠加工工業中和塑膠成型機配套,賦予塑膠製品以完整構型和精確尺寸的工具。由於塑膠品種和加工方法繁多,塑膠成型機和塑膠製品的結構又繁簡不一,所以,塑膠模具的種類和結構也是多種多樣的。 塑膠模具,是塑膠加工工業中和塑膠成型機配套,賦予塑膠製品以完整構型和精確尺寸的工具。由於塑膠品種和加工方法繁多,塑膠成型機和塑膠製品的結構又繁簡不一,所以,塑膠模具的種類和結構也是多種多樣的。
隨著塑膠工業的飛速發展和通用與工程塑膠在強度精度等方面的不斷提高,塑膠製品的套用範圍也在不斷擴大,塑膠製品所占的比例正迅猛增加.一個設計合理的塑膠件往往能代替多個傳統金屬件.塑膠產品的用量也正在上升.
塑膠模具是一種生產塑膠製品的工具.它由幾組零件部分構成,這個組合內有成型模腔.注塑時,模具裝夾在注塑機上,熔融塑膠被注入成型模腔內,並在腔內冷卻定型,然後上下模分開,經由頂出系統將製品從模腔頂出離開模具,最後模具再閉合進行下一次注塑,整個注塑過程是循環進行的.

主要分類

塑膠模具塑膠模具

按照成型方法的不同,可以劃分出對應不同工藝要求的塑膠加工模具類型,主要有注射成型模具、擠出成型模具、吸塑成型模具、高發泡聚苯乙烯成型模具等。
1、塑膠注射(塑)模具
它主要是熱塑性塑膠件產品生產中套用最為普遍的一種成型模具,塑膠注射成型模具對應的加工設備是塑膠注射模具對應的加工設備是塑膠注射成型機,塑膠首先在注射機底加熱料筒內受熱熔融,然後在注射機的螺桿或柱塞推動下,經注射機噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔,塑膠冷卻硬化成型,脫模得到製品。其結構通常由成型部件、澆注系統、導向部件、推出機構、調溫系統、排氣系統、支撐部件等部分組成。製造材料通常採用塑膠模具鋼模組,常用的材質主要為碳素結構鋼、碳素工具鋼合金工具鋼高速鋼等。注射成型加工方式通常只適用於熱塑膠品的製品生產,用注射成型工藝生產的塑膠製品十分廣泛,從生活日用品到各類複雜的機械,電器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑膠製品生產中套用最廣的一種加工方法。
2、塑膠壓塑模具
包括壓縮成型和壓注成型兩種結構模具類型。它們是主要用來成型熱固性塑膠的一類模具,其所對應的設備是壓力成型機。壓縮成型方法根據塑膠特性,將模具加熱至成型溫度(一般在103°—108°),然後將計量好的壓塑粉放入模具型腔和加料室,閉合模具,塑膠在高熱,高壓作用下呈軟化粘流,經一定時間後固化定型,成為所需製品形狀。壓注成型與壓縮成型不同的是沒有單獨的加料室,成型前模具先閉合,塑膠在加料室內完成預熱呈粘流態,在壓力作用下調整擠入模具型腔,硬化成型。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑膠如難以熔融的熱塑性塑膠(如聚加氟乙烯)毛坯(冷壓成型),光學性能很高的樹脂鏡片,輕微發泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。壓塑模具主要由型腔、加料腔、導向機構、推出部件、加熱系統等組成。壓注模具廣泛用於封裝電器元件方面。壓塑模具製造所用材質與注射模具基本相同。
3、塑膠擠出模具
用來成型生產連續形狀的塑膠產品的一類模具,又叫擠出成型機頭,廣泛用於管材、棒材、單絲、板材、薄膜、電線電纜包覆層、異型材等的加工。與其對應的生產設備是塑膠擠出機,其原理是固態塑膠在加熱和擠出機的螺桿鏇轉加壓條件下熔融,塑化,通過特定形狀的口模而製成截面與口模形狀相同的連續塑膠製品。其製造材料主要有碳素結構鋼、合金工具等,有些擠出模具在需要耐磨的部件上還會鑲嵌金剛石等耐磨材料。擠出中工工藝通常只適用熱塑性塑膠品製品的生產,其在結構上與注塑模具和壓塑模具有明顯區別。
4、塑膠吹塑模具
是用來成型塑膠容器類中空製品(如飲料瓶、日化用品等各種包裝容器)的一種模具,吹塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗稱“注拉吹”),多層吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空製品吹塑成型所對應的設備通常稱為塑膠吹塑成型機,吹塑成型只適用於熱塑膠品種製品的生產。吹塑模具結構較為簡單,所用材料多以碳素多則製造。
5、塑膠吸塑模具
是以塑膠板、片材為原料成型某些較簡單塑膠製品的一種模具,其原理是利用抽真空盛開方法或壓縮空氣成型方法使固定在凹模或凸模上的塑膠板、片,在加熱軟化的情況下變形而貼在模具的型腔上得到所需成型產品,主要用於一些日用品、食品、玩具類包裝製品生產方面。吸塑模具因成型時壓力較低,所以模具材料多選用鑄鋁或非金屬材料製造,結構較為簡單。
6、高發泡聚苯乙烯成型模具
是套用可發性聚苯乙烯(由聚苯乙烯和發泡劑組成的珠狀料)原料來成型各種所需形狀的泡沫塑膠包裝材料的一種模具。其原理是可發聚苯乙烯在模具內能入蒸汽成型,包括簡易手工操作模具和液壓機直通式泡沫塑膠模具兩種類型,主要用來生產工業品方面的包裝產品。製造此種模具的材料有鑄鋁不鏽鋼青銅等。

設計要素

塑膠模具塑膠模具

模具設計和製造與塑膠加工有密切關係。塑膠加工的成敗,很大程度上取決於模具設計效果和模具製造質量,而塑膠模具設計又以正確的塑膠製品設計為基礎。
塑膠模具設計要考慮的結構要素有:
①分型面,即模具閉合時凹模與凸模相互配合的接觸表面。它的位置和形式的選定,受製品形狀及外觀、壁厚、成型方法、後加工工藝、模具類型與結構、脫模方法及成型機結構等因素的影響。
②澆注系統,即由注塑機噴嘴至型腔之間的進料通道,包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。特別是澆口位置的選定應有利於熔融塑膠在良好流動狀態下充滿型腔,附在制品上的固態流道和澆口冷料在開模時易於從模具內頂出並予以清除(熱流道模除外)。
塑膠收縮率以及影響製品尺寸精度的各項因素,如模具製造和裝配誤差、模具磨損等。此外,設計壓塑模和注塑模時,還應考慮成型機的工藝和結構參數的匹配。在塑膠模具設計中已廣泛套用計算機輔助設計技術。

模具配件

沖針、沖頭、導柱、導套、頂桿、頂針、司筒、鋼珠套、獨立導柱、滑塊、日期章、斜頂滑塊、交口套、定位塊、導位固定塊、導柱輔助器(定位柱子)、導柱組件等。

結構零件

1、組成
吹塑模、鑄塑模和熱成型模的結構較為簡單。

塑膠模具塑膠模具

壓塑模、注塑模和傳塑模結構較為複雜,構成這類模具的零件也較多。
基本零件有:
①成型零件,包括凹模、凸模、各種成型芯,都是成型製品內、外表面或上、下端面、側孔、側凹和螺紋的零件。
②支承固定零件,包括模座板、固定板、支承板、墊塊等,用以固定模具或支承壓力。
③導向零件,包括導柱和導套,用以確定模具或推出機構運動的相對位置。
④抽芯零件,包括斜銷、滑塊等,在模具開啟時用以抽出活動型芯,使製品脫模。
⑤推出零件,包括推桿、推管、推塊、推件板、推件環、推桿固定板、推板等,用以使製品脫模。注塑模多推廣採用標準模架,這種模架是由結構、形式和尺寸都已標準化和系列化的基本零件成套組合而成,其模腔可根據製品形狀自行加工。採用標準模架有利於縮短制模周期。 2、常用模座零件作用

定模座板(面板):它的作用是將前模固定在上面。
流道板(水口板):它的作用就是在開模時把流道中的料去除。
定模固定板:它的主要作用是和b板一起成型產品。
推板:它的主要作用是在開模時將產品從模具中脫出。
動模固定板:它的主要作用是和a板一起成型產品。
墊板:它的作用是加強a板的強度和固定a板上的一些零件。
墊塊:模腳,方鐵等。它的作用是讓頂板有足夠的活動空間。
頂板:它的主要作用是固定頂針並在開模時通過注射機的頂桿推動頂針。
動模座板:下夾板,底板等。它的主要作用是將後模固定在上面。
導柱和導套:它們的主要作用是起導向作用,使前後模可以順利完成所有的動作。
頂針:它的主要作用是在開模時將產品從推出。 

材料要求

塑膠模具塑膠模具

塑膠模具的工作條件與冷沖模不同,一般須在150°C-200°C下進行工作,除了受到一定壓力作用外,還要承受溫度影響。現根據塑膠成型模具使用條件、加工方法的不同將塑膠模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下:
1、足夠的表面硬度耐磨性
塑膠模的硬度通常在50-60HRC以下,經過熱處理的模具應有足夠的表面硬度,以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由於塑膠的填充和流動要承受較大的壓應力和摩擦力,要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩定性,保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決於鋼材的化學成分和熱處理硬度,因此提高模具的硬度有利於提高其耐磨性。
2、優良的切削加工性
大多數塑膠成型模具,除EMD加工外還需進行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命,提高切削性能,減少表面粗糙度,塑膠模具用鋼的硬度必須適當。
3、良好的拋光性能
高品質的塑膠製品,要求型腔表面的粗糙度值小。例如,注塑模型腔表面粗糙度值要求小於Ra0.1~0.25的水平,光學面則要求Ra<0.01nm,型腔須進行拋光,減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質少、組織微細均一、無纖維方向性、拋光時不應出現麻點或桔皮狀缺陷。
4、良好的熱穩定性
塑膠注射模的零件形狀往往比較複雜,淬火後難以加工,因此應儘量選用具有良好的熱穩定性的,當模具成型加工經熱處理後因線膨脹係數小,熱處理變形小,溫度差異引起的尺寸變化率小,金相組織和模具尺寸穩定,可減少或不再進行加工,即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌號的碳素鋼具有一定的強度與耐磨性,經調質處理後多用於模架材料。高碳工具鋼低合金工具鋼經過熱處理後具有較高的強度耐磨性,多用於成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大,僅適用於製造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
隨著塑膠工業的發展,塑膠製品的複雜性、精度等要求愈來愈高,對模具材料也提出更高要求。對於製造複雜、精密和耐腐蝕性的塑膠模,可採用預硬鋼(如PMS)、耐蝕鋼(如PCR)和低碳馬氏體時效鋼(如18Ni-250),均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強度。
此外,在選擇材料時還須考慮防止擦傷與膠合,如兩表面存在相對運動的情況,則儘量避免選擇組織結構相同的材料,特殊狀況下可將一面施鍍或氮化,使兩面具有不同的表面結構。

材料選擇

塑膠模具塑膠模具

隨著製造業快速發展,塑膠模具是塑膠成型加工中不可缺少的工具,在總的模具產量中所占的比例逐年增加,隨著高性能塑膠的發展和不斷生產,塑膠製品的種類日益增多,用途不斷擴大,製品向精密化、大型化、複雜化發展。成型生產向高速化發展,模具的工作條件也越趨複雜。
1、塑膠模的工作條件
由於塑膠及塑膠成型工業的發展,對塑膠的模具的質量要求也越來越高,因而塑膠模具的失效問題及其影響因素已成為重要的研究課題。塑膠模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它們構成塑膠模的型腔,以成型塑膠製件的各種表面並直接與塑膠接觸,經受壓力、溫度、摩擦和腐蝕等作用。
2、塑膠模材料失效原因分析
一般模具製造中包括模具設計、選用材料、熱處理機械加工、調試與安裝等過程。根據調查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料與熱處理是影響使用壽命的主要因素。從全面質量管理的角度出發,不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項式之和來衡量,而應該是多因素的乘積,這樣,模具材料與熱處理的優劣在整個模具製造過程中就顯得特別重要。
從模具失效的普遍現象分析,塑膠模具在服役過程中,可產生磨損失效、局部性變形失效和斷裂失效。塑膠模具的重要失效形式可分為磨損失效、局部塑性變形失效和斷裂失效。
1)型腔表面的磨損和腐蝕
塑膠熔體以一定的壓力在模腔內流動,凝固的塑件從模具中脫出,都對模具成型表面造成摩擦,引起磨損。造成塑膠模具磨損失效的根本原因就是模具與物料間的摩擦。但磨損的具體形式和磨損過程則與許多因素有關,如模具在工作過程中的壓力、溫度、物料變形速度和潤滑狀況等。當塑膠模具使用的材料與熱處理不合理時,塑膠模具的型腔表面硬度低,耐磨性差,其表現為:型腔面因磨損及變形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而變高,表面質量惡化。尤其是當使用固態物料進入塑模型腔時,它會加劇型腔面的磨損。加之塑膠加工時含有氯、氟等成份受熱分解出腐蝕性氣體HC1、HF,使塑膠模具型腔面產生腐蝕磨損,導致失效。如果在磨損的同時又有磨損損傷,使型腔表面的鍍層或其他防護層遭到破壞,則將促進腐蝕過程。兩種損傷交叉作用,加速了腐蝕一磨損失效。
2)塑性變形失效
塑膠模型腔表面受壓、受熱可引起塑性變形失效,尤其是當小模具在大噸位設備上工作時,更容易產生超負荷塑性變形。塑膠模具所採用的材料強度與韌性不足,變形抗力低;塑性變形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化層過薄,變形抗力不足或工作溫度高於回火溫度而發生相變軟化,而使模具早期失效。
3)斷裂
斷裂的主要原因是由於結構、溫差而產生的結構應力、熱應力或因回火不足,在使用溫度下,使殘餘奧氏體轉變成馬氏體,引起局部體積膨脹,在模具內部產生的組織應力所致。

塑膠模具塑膠模具

3、塑膠模具鋼性能要求
塑膠模具的工作條件與冷沖模不同,一般須在150℃-200℃下進行工作,除了受到一定壓力作用外,還要承受溫度影響。同一種模具會有多種失效形式,即使在同一個模具上也可能出現多種損傷。從塑膠模的失效形式可知,合理的選用塑膠模具材料和熱處理是十分重要的,因為它們直接關係到模具的使用壽命。所以,塑膠模具用鋼應滿足以下要求:
1) 耐熱性能
隨著高速成型機械的出現,塑膠製品運行速度加快。由於成型溫度在200--350℃之間,如果塑膠流動性不好,成形速度又快,會使模具部分成型表面溫度在極短時間內超過400℃。為保證模具在使用時的精度及變形微小,模具鋼應有較高的耐熱性能。
2) 足夠耐磨性
隨著塑膠製品用途的擴大,在塑膠中往往需添加玻璃纖維之類的無機材料以增強塑性,由於添加物的加入,使塑膠的流動性大大降低,導致模只的磨損,故要求棋具有良好的耐磨性。
3) 優良的切削加工性
大多數塑膠成型模具,除電火花加工還需進行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命,在切削過程中加工硬化小。為避免模具變形而影響精度,希望加工殘餘應力能控制在最小限度。
4) 良好的熱穩定性
塑膠注射模的零件形狀往往比較複雜,淬火後難以加工,因此應儘量選用具有良好的熱穩定性的材料,當模具成型加工經熱處理後因線膨脹係數小,熱處理變形小,溫度差異引起的尺寸變化率小,金相組織和模具尺寸穩定,可減少或不再進行加工,即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
5) 鏡面加工性能
型腔表面光滑,成型面要求拋光成鏡面,表面粗糙度低於Ra0.4μm,以保證塑膠壓製件的外觀並便於脫模。
6)熱處理性能
在模具失效事故中,因熱處理造成的事故一般是52.3%,以致熱處理在整個模具製造過程中占有重要的地位,熱處理工藝的好壞對模具質量有較大的影響。一般要求熱處理變形小,淬火溫度範圍寬,過熱敏感性小,特別是要有較大的淬硬性和淬透性等等。
7) 耐腐蝕性
在成形過程中可能放出腐蝕氣受熱分解出具有腐蝕性的氣體,如HC1、HF等腐蝕模具,有時在空氣流道口處使模具鏽蝕而損壞,故要求模具鋼有良好的耐蝕性。
4、新型塑膠模具鋼
一般塑膠模具常採用正火態的45鋼或40Cr鋼經調質製造。硬度要求較高的塑膠模具採用CrWMn或Crl2MoV等鋼製造。對工作溫度較高的塑膠模具,可以選擇用韌性高的熱作模具鋼。為了滿足塑膠型腔對尺寸精度和表面質量的更高要求,新近又研製一系列新型模具鋼。
1)滲碳型塑膠模具鋼
滲碳型塑膠模具鋼主要用於冷擠壓成型型腔複雜的塑膠模具,這類鋼的含碳量較低,常加元素Cr,同時加入適量Ni、Mo和v,作用是提高淬透性滲碳能力,為了便於冷擠壓成形,這類鋼在退火狀態須有高的塑性和低的變形抗力,退火硬度≤100HBS。在冷擠壓成形後進行滲碳和淬火回火處理,表面硬度可達58---62HRC。此類鋼國外有專用鋼種,如瑞典的8416、美國的P2和P4等。國內常採用12CrNi3A和12Cr2Ni4A鋼、20Cr2Ni4A,耐磨性好,無塌陷及表面剝落現象,模具壽命提高。鋼中元素cr,Ni、Mo、V增加滲碳層的硬度和耐磨性及心部的強韌性。
2)預硬型塑膠模具鋼
這類鋼的含碳量為0.3%-O.55%,常用合金元素有Cr、Ni、Mn、v等。為了改善其切削性,加入s、ca等元素.通過近年來研製、引進又發展了幾種典型塑膠模具鋼Y55CrNiMn-MoVS(SMI)是我國研製的含S系易切削塑膠模具鋼,其特點是預硬態交貨硬度為35_40HRC,有較好的切削加工性,加工後不再熱處理,可直接使用。加人Ni固溶強化並增加韌性,加入Mn與S形成易切削相MnS;加入Cr、Mo、V,增加鋼的淬透性8Cr2S鋼就足屬於易切削精密模具用鋼。
3)時效硬化型塑膠模具鋼
近年來開發了低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時效鋼,MASI是一種典型的馬氏體時效鋼。經8150C固溶處理後,硬度為28—32HRC,叮進行機械加工,再經4800C時效,時效時折出Ni3Mo、Ni3Ti等金屬間化合物,使硬度達到48—52HRC。鋼的強韌性高、時效時尺寸變化小、焊補性能好,但鋼的價格昂貴、在國內不太受歡迎。
4)耐蝕塑膠模具鋼
以聚氯乙烯(Pvc)及ABS加抗燃樹脂為原料的塑膠製品,在成形過程中分解產生腐蝕性氣體,會腐蝕模具。因此,要求塑膠模具鋼具有很好的耐蝕性能。國外常用耐蝕塑模鋼有馬氏體不鏽鋼和析出硬化型不鏽鋼兩類。國外的有如瑞典ASSAB公司的STVAX(4Crl3)和ASSAB一8407等。

拋光過程

機械拋光

機械拋光是靠切削、材料表麵塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法,一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特殊零件如迴轉體表面,可使用轉台等輔助工具,表面質量要求高的可採用超精研拋的方法。超精研拋是採用特製的磨具,在含有磨料的研拋液中,緊壓在工件被加工表面上,作高速鏇轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常採用這種方法。

化學拋光

化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解,從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備,可以拋光形狀複雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。化學拋光的核心問題是拋光液的配製。化學拋光得到的表面粗糙度一般為數10μm。

電解拋光

電解拋光基本原理與化學拋光相同,即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。與化學拋光相比,可以消除陰極反應的影響,效果較好。電化學拋光過程分為兩步:⑴巨觀整平溶解產物向電解液中擴散,材料表面幾何粗糙下降,Ra>1μm。⑵微光平整陽極極化,表面光亮度提高,Ra<1μm。

超音波拋光

將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超音波場中,依靠超音波的振盪作用,使磨料在工件表面磨削拋光。超音波加工巨觀力小,不會引起工件變形,但工裝製作和安裝較困難。超音波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上,再施加超音波振動攪拌溶液,使工件表面溶解產物脫離,表面附近的腐蝕或電解質均勻;超音波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程,利於表面光亮化。

流體拋光

流體拋光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有:磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動,使攜帶磨粒的液體介質高速往複流過工件表面。介質主要採用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質)並摻上磨料製成,磨料可採用碳化矽粉末。

磁研磨拋光

磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷,對工件磨削加工。這種方法加工效率高,質量好,加工條件容易控制,工作條件好。採用合適的磨料,表面粗糙度可以達到Ra0.1μm。2機械拋光基該方法在塑膠模具加工中所說的拋光與其他行業中所要求的表面拋光有很大的不同,嚴格來說,模具的拋光應該稱為鏡面加工。它不僅對拋光本身有很高的要求並且對表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標準。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。鏡面加工的標準分為四級:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由於電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度,而化學拋光、超音波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質量又達不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。

基本程式

要想獲得高質量的拋光效果,最重要的是要具備有高質量的油石、砂紙和鑽石研磨膏等拋光工具和輔助品。而拋光程式的選擇取決於前期加工後的表面狀況,如機械加工、電火花加工,磨加工等等。

塑膠模具的主要使用性能

1.密度小:塑膠密度小,對於減輕機械設備重量和節能具有重要的意義,尤其是對車輛、船舶、飛機、宇宙太空飛行器而言。
2.比強度和比剛度高:塑膠的絕對強度不如金屬高,但塑膠密度小,所以比強度(σb/ρ)、比剛度(E/ρ)相當高。尤其是以各種高強度的纖維狀、片狀和粉末狀的金屬或非金屬為填料製成的增強塑膠,其比強度和比剛度比金屬還高。
3.化學穩定性好:絕大多數的塑膠都有良好的耐酸、鹼、鹽、水和氣體的性能,在一般的條件下,它們不與這些物質發生化學反應。
4.電絕緣、絕熱、絕聲性能好。
5.耐磨和自潤滑性好:塑膠的摩擦係數小、耐磨性好、有很好的自潤滑性,加上比強度高,傳動噪聲小,它可以在液體介質、半乾甚至乾摩擦條件下有效地工作。它可以製成軸承、齒輪、凸輪和滑輪等機器零件,非常適用於轉速不高、載荷不大的場合。
6.粘結能力強。
7.成型和著色性能好。

特點

(1)技術密集、附加值高、需企業擁有較強的研發能力
精密塑膠模具的設計、加工和成型生產、組裝過程工藝複雜,需要大量的技術力量支持,而其高技術含量的特點也使得企業產品和服務附加值高於單純的製造行業,其技術特點主要體現在以下方面:
①精密測量技術塑膠產品形狀複雜,形式多樣,其對應的模具型腔往往是複雜曲面,尤其對於精密模具,要控制其製造精度必須要獲得各個曲面精確數據,而常規測量手段是無法滿足上述要求的,需要藉助計算機控制的超精密三維空間立體測量技術。隨著當前精密塑膠模具行業內加工精度達到±2μm,企業的測量技術面臨著更高的要求。
②多年的行業經驗和技術沉澱模具絕大多數是單件生產,具有非重複性的特點,再加上精密注塑模具的複雜性,因此,在設計過程中,模具企業需要對產品結構、材料選擇、製造工藝、製造成本等進行綜合考慮,由於可選設計方案的多樣性,因此,還必須考慮後續成型生產中模具量產時的穩定性和模具可成型壽命,最終提出最優解決方案。目前,業內部分技術先進企業已經可以對客戶產品設計中可能會給後續模具製造和成型生產帶來問題的設計進行修正,從而改進客戶的產品設計方案,獲得更高的技術和服務附加值。
③材料和工藝選擇技術在製造過程中,首先,企業必須根據各種模具鋼不同的物理特性,選取不同的加工工藝,對其進行最佳化,以取得更理想的模具壽命;其次,企業必須根據各種塑膠原料的特徵,選取不同的溫度、壓力等成型參數,從而獲得最佳化的成型效果。模具壽命的長短和產品成型效果的優劣,很大程度上取決於企業對材料的了解和加工工藝的掌握。
④快速服務精密塑膠模具行業發展至今,模具製造周期和產品成型周期的要求已經大大縮短,以OA設備模具行業為例,其製造周期要求已經從以前的一年到一年半縮短至目前的三個月至半年左右。模具製造周期的縮短,可以縮短客戶產品的研發周期,使得客戶的產品能夠儘快占領市場;同時,也可以提高模具企業產品和服務的附加值,提升模具企業的效益。
(2)模具產品具有非標準特性,企業的快速反應能力和創新能力要求較高
模具行業是一個非標準化行業,即使是客戶提供的同類樣品,比如墨盒,但由於所處產品型號的不同,設計結構不同,模具設計也可能會出現截然不同的結構。同時,客戶的產品由多個部件組成,其中某些部品需要分拆運用多套模具進行生產,某些部品則可以組裝在一起用一套模具進行生產,以公司主要客戶柯尼卡美能達的一款印表機為例,其塑膠部件共需一百多套模具進行生產,因此,模具產品呈現出多品種、多批次的特徵。模具產品非標準、多品種的特性,使得模具企業必須熟練掌握各種材料性質和材料加工工藝,在拿到產品圖後,在較短的時間內便能設計出一整套針對當前產品的模具設計、加工和成型生產方案。而對於在以往生產中未曾使用過的材料或者未曾接觸過的結構,則需要模具企業能夠擁有較強的技術力量和創新力量,開發出適用於當前產品的設計、加工和成型方案,進行CAM編程和CAE模擬分析,確定模具加工所需使用的數控程式和成型生產所需的溫度、壓力等工藝參數。
(3)多元的競爭要素對企業創新能力要求較高
①製造周期縮短化,考驗企業的創新能力當前形勢下,由於公司主要客戶所處的OA設備行業競爭日益激烈,產品更新換代速度迅速加快,新機型推出後往往兩年之內便被更新的機型所取代,為了縮短產品研發設計和製造周期,儘快將新產品推出占領市場,客戶對模具製造周期的要求逐漸提高,力爭將模具製造周期從以往的1年到1年半縮短至3個月。由於模具製造周期縮短涉及到模具企業管理體制、經營模式、高新技術運用、自主智慧財產權研發、客戶互動溝通等多個方面,單從某一個方面著手均不能達到理想效果,企業必須創造性的摸索出一套適用於本企業、本行業所適用的管理體系、激勵體系、技術體系、服務體系,達到縮短模具製造周期,增加產品和服務技術附加值,提升企業競爭實力的目的。
②製造精度要求高,要求企業具有較強的創新能力和有效的創新激勵機制隨著我國模具行業的發展,精密塑膠模具企業開始大量從國外購進先進加工機械設備和技術,提升自身技術實力,使得國內模具加工精度逐步提升,精密塑膠模具行業對於精密的精度定義標準不斷提升。模具製造精度的提升,需要購入精密加工設備,且設備折舊期短,需要經營者不斷將利潤投入企業以購置新設備。模具企業競爭力的維持,需要經營者能夠不滿足於現狀,不斷開拓進取,創新革新,此外也需要維持設備的加工精度,提升自身硬體力量,維持乃至提升企業在行業內的競爭地位。模具製造精度的提升,也涉及到健全企業管理制度。健全的企業管理制度包括職工管理和人員培訓開發制度,生產崗位責任和技術責任制度,生產裝備維護、保養和修理制度,產品精度、質量保證和管理制度等各個方面。模具製造企業需要不斷學習國外企業和國內其他行業先進經驗,兼容並包,合理創新,制定出一系列全面、行之有效而又符合企業自身特點和當前我國精密塑膠模具行業特點的企業管理制度。總之,製造精度逐步提升的趨勢,要求行業內企業高管始終保持創新意識,不斷引入高精尖設備,選擇合理的公司管理機制和管理結構鼓勵創新,使得企業在行業競爭中處於有利地位。
③對製造成本要求逐漸增強,需要企業能夠自主創新,提高企業競爭力由於已開發國家員工工資水平普遍高於國內,使得我國模具價格水平一直處於較低的水平,僅為國外同精度模具價格的1/3甚至更低,因此,大型跨國企業在國內採購精密模具時,對模具成本要求並不苛刻。出於維持產品質量穩定性考慮,大型跨國企業通常會與其模具提供廠商結成一種穩定的合作夥伴關係,對於其模具提供廠商中技術先進具有獨特優勢的廠商,某些大型跨國企業甚至會主動提供較高的價格,出讓部分利益,以獲得模具廠商更優質的技術和服務。
(4)與客戶關係穩定,熟悉客戶所處行業
精密塑膠模具行業對應的下遊行業包括汽車、OA設備、消費類電子產品、醫療、航天等多個行業,生產的產品具有多樣化特點。客戶對模具供應商資質審核嚴格,一般需要經過3年的少量供應測試階段,檢驗合格後才將模具製造廠商納入其全球採購鏈中,從此形成緊密的合作夥伴關係,除非模具企業自身出現重大問題,產品質量出現大幅下降,否則一般不會更換模具供應渠道。在這種穩定的合作夥伴關係下,客戶對模具供應企業的要求較高,希望模具供應企業能夠對客戶所處行業特點、產品性能等有著深刻的認識,從而在設計、生產過程中,提供更好的服務。綜上,精密塑膠模具行業的特點,要求行業內企業高管始終保持創新意識,不斷引入高精尖設備,通過引入、合作研發和自主研發高新技術,選擇合理的公司管理機制和管理結構鼓勵創新,創新企業生產經營業務模式,才能維持企業在市場中的競爭力,不斷擴大市場份額,在競爭中占得先機。

行業與國外差距

我國塑膠模具在高技術驅動和支柱產業套用需求的推動下,形成了一個巨大的產業鏈條,從上游的原輔材料工業和加工、檢測設備到下游的機械、汽車、機車、家電、電子通信、建築建材等幾大套用產業,塑膠模具發展一片生機。
時至今日,模具生產技術水平的高低,已成為衡量一個國家產品製造水平高低的重要標誌之一,因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。展望未來,由於國際、國內巨觀環境總體良好,國內塑膠模具各主要用戶行業仍將持續以較快速度發展,塑膠模具也必將持續高速發展。
我國的塑膠模具發展是隨著塑膠工業的發展而發展的。塑膠製品要發展,必然要求塑膠模具隨之發展。汽車、家電、辦公用品、工業電器、建築材料、電子通信等塑膠製品主要用戶行業近年來都高位運行,發展迅速,因此,塑膠模具也快速發展。
目前存在的主要問題通過國內外交流與合作,通過全行業的共同努力,通過各方面的共同支持,定會逐漸得到較好的解決。我國塑膠模具行業與其發展需要和國外先進水平相比,還存在以下幾個問題。
1、發展不平衡,產品總體水平較低。雖然個別企業的產品己達到相當高的水平,個別企業的部分產品已達到或接近國際水平,但總體來看,模具的精度、型腔表面粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產方式和企業管理在內的總體水平與國外工業已開發國家相比尚有10年以上的差距。
2、工藝裝備落後,組織協調能力差。雖然部分企業經過近幾年的技術改造,工藝裝備水平己比較先進,但大部分企業工藝裝備仍比較落後。更主要的是我們的企業組織協調能力差,難以很好整合或調動社會資源為我所用,從而就難以承接比較大的項目。
3、大多數企業開發能力弱。一方面是技術人員比例低、水平不夠高,另一方面是科研開發投入少,更重要的是觀念落後,對開發不夠重視。
4、管理落後更甚於技術落後。技術落後往往容易看到,管理落後有時卻難以意識到。國內外模具企業管理上的差距十分明顯,管理的差距所帶來的問題往往比技術上的差距更為嚴重。
5、市場需求旺盛,生產發展一時還難以跟上,供需矛盾一時還難以解決,供不應求的局面還將持續一段時間,特別是在中高檔產品方面矛盾更為突出。
6、體制和人才問題的解決尚待時日。在社會主義市場經濟中,在經濟全球化的過程中,競爭性行業,特別是像模具這樣依賴於特殊用戶,需單件生產的行業,許多企業目前的體制和經營機制仍舊很難適應多變的市場。人才的數量和素質水平也跟不上行業的快速發展。雖然各地都在努力解決這兩個問題,但要得到較好解決尚待時日。

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