1、材料的影響

1.1材料的收縮率

材料和模具的收縮率的匹配問(wèn)題與脫模是否順暢有著直接的聯(lián)系。一般而言，如果材料收縮率大則材料收縮會(huì)大，材料包裹成型型芯變緊，產(chǎn)生脫模困難問(wèn)題。如果材料的收縮率小則材料收縮小，材料相對(duì)于是膨脹貼合型腔較緊，產(chǎn)生脫模困難問(wèn)題。一般而言在一套模具中如果使用不同的收縮率材料會(huì)出現(xiàn)脫模困難，粘后模表現(xiàn)為頂高，頂白等；或者是出現(xiàn)開(kāi)模困難，粘前模表現(xiàn)為拉傷。這一方面對(duì)于配方設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用，也提醒成型人員應(yīng)該注意，并不是所有模具都可以亂試材料。材料的收縮率與模具收縮率不匹配是會(huì)出問(wèn)題的。

1.1脫模劑

這里講的脫模劑為直接加到材料里的潤(rùn)滑劑，如硬脂酸，石蠟等。不同的基體或是配方體系或者是造粒過(guò)程等都會(huì)對(duì)于材料本生的脫模性有極大的影響。如自潤(rùn)滑的材料他們的脫模性會(huì)好。如造粒過(guò)程中的抽真空，如果過(guò)多的抽真空可能將一些起潤(rùn)滑作用的分子抽走，從而降低脫模性。對(duì)于注塑材料脫模過(guò)程都是存在的，對(duì)于材料本身的脫模性是非常重要的。

1.2材料物性

材料物性與脫模性能息息相關(guān)，比如硬而脆的材料會(huì)非常容易斷水口，脫模困難。又如熱變形溫度將直接決定脫模時(shí)的溫度，一般熱變形溫度越高，脫模時(shí)的溫度也可用更高，而且可以縮短周期。另外模量也有重要影響，模量直接反應(yīng)出了材料的軟硬度。從極端的角度上來(lái)講，如PVC軟膠特殊情況下是不需要脫模角度的設(shè)計(jì)。而差不多收縮率的PC/ABS合金和ABS注塑同一套模具時(shí)，較硬的PC/ABS合金脫模更加困難。

圖1 軟膠做的玩具輪胎強(qiáng)制脫模

實(shí)例：

背景：產(chǎn)品為汽車(chē)空調(diào)的泵體殼，結(jié)構(gòu)如下，使用的的材料為填充PP。模具的設(shè)計(jì)收縮率為千分之一點(diǎn)一，而提供的材料有兩種一種脫模順利收縮率為1左右，而另外一種收縮率為1.4的PP則出現(xiàn)的頂白和頂高的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)原因分析后發(fā)現(xiàn)，收縮率大的那件包裹型芯較緊，從而需要較大的力頂出制件，從而形成頂白。還有一處頂白為設(shè)計(jì)壁厚不合理，過(guò)厚而冷卻的時(shí)間設(shè)定不足從而造成的拉傷。

圖2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

圖3 頂白缺陷

圖4 收縮率不同的兩種材料脫模性對(duì)比

圖5壁厚太厚，冷卻不足造成的拉傷

1.3流動(dòng)性

材料的流動(dòng)性好則材料的成型窗口加大，利于加工。但是如果工藝配合不當(dāng)則也容易出現(xiàn)問(wèn)題，其中脫模問(wèn)題也是其中之一。比如流動(dòng)性好，壓力大則容易產(chǎn)生飛邊，飛邊是多出來(lái)的部分，一般會(huì)深入模具縫隙中，卡住模具造成脫模劑不良。

圖6 飛邊造成脫模困難

2、模具及設(shè)計(jì)的影響

脫模性能與模具有著直接的關(guān)系。模具設(shè)計(jì)和制造的水平將會(huì)直接影響材料的成型和脫模。

2.1脫模劑斜度

脫模斜度是模具設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題，常用的脫模斜度設(shè)計(jì)如下表：

表一 常用塑料脫模斜度設(shè)計(jì)

由上表不難發(fā)現(xiàn)硬度較大的材料起脫模斜度要大。表面不光滑脫模斜度要大。而且型腔的脫模斜度比型芯大，這個(gè)是為了防止制件粘前模，而且為了放止粘前模甚至要在型芯側(cè)做倒鉤。此外塑料形狀復(fù)雜、壁厚較厚、收縮率較大的以及增強(qiáng)塑料應(yīng)該取得較大的脫模斜度。

2.2模具表面光澤度

一般而言，模具表面越光滑越利于脫模。如一些3板模的模具，流道往往較長(zhǎng)，較細(xì)，模具加工中很難拋光，脫模斜度不夠時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷水口的情況。但是值得注意的是，如果模具過(guò)于光滑時(shí)有可能會(huì)導(dǎo)致形成真空面而脫模困難，最好做好該面的排氣，必要時(shí)應(yīng)當(dāng)采用吹氣輔助脫模。

圖7 流動(dòng)不光滑導(dǎo)致斷裂

2.3產(chǎn)品的壁厚

壁厚的設(shè)計(jì)推薦均勻，不只是收縮不均，而且壁厚不一還會(huì)導(dǎo)致變形、冷卻不均從而影響脫模。圖5就是一個(gè)典型的壁厚不均引起的脫模問(wèn)題。

2.4冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

上面列舉了壁厚不均導(dǎo)致冷卻不均從而影響脫模的例子，事實(shí)上模具的冷卻水路設(shè)計(jì)不合理也會(huì)導(dǎo)致脫模不順。如圖8所示。

圖8 熱嘴冷卻不足導(dǎo)致流道不能正常脫模

一般設(shè)計(jì)稍好的熱嘴會(huì)在熱嘴外部有一組單獨(dú)的冷水用以防止熱流道以外的部分溫度過(guò)高而造成外觀和脫模缺陷。熱嘴設(shè)計(jì)圖如下。

圖9 熱流道常見(jiàn)運(yùn)水設(shè)計(jì)

2.5模具飛邊

在前面已經(jīng)列舉過(guò)飛邊會(huì)導(dǎo)致脫模不順的例子。其實(shí)相對(duì)于分型面，側(cè)滑塊位置處的飛邊，則更有可能造成模具脫模問(wèn)題發(fā)生。故在模具設(shè)計(jì)和制造時(shí)一定要做好模具的配合，避免產(chǎn)生飛邊。

2.6分型面的選擇

模具設(shè)計(jì)時(shí)，分型面的選擇是很重要的。分型面不光決定了產(chǎn)品的外觀，而且分型面的選擇將會(huì)決定脫模情況。分型面有如下原則：

1)保證塑件質(zhì)量。這是最基本的一條，必須使塑件質(zhì)量符合預(yù)定要求。

2)便于塑件脫模。易于脫模，可使生產(chǎn)率提高，塑件不易變形，提高正品率。

3)簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。同樣一個(gè)塑件，因?yàn)榉中兔孢x擇的不同，使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有很大不同，合理地選擇，即可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。

如制件為較長(zhǎng)制件，如果準(zhǔn)許則盡可能將分型面放在制品中間來(lái)避免較長(zhǎng)的抽芯和較大的脫模斜度。而且分型面的的選擇時(shí)應(yīng)該避免定模抽芯或者將較長(zhǎng)的脫模距離方向放在開(kāi)模方向如圖10。

圖10 分型面的選擇

1— 動(dòng)模  2—定模

上圖中a和c是合理的設(shè)計(jì)，b中有定模抽芯，d的側(cè)抽距離太長(zhǎng)了。下面一個(gè)實(shí)例就是脫模設(shè)計(jì)不良導(dǎo)致脫模困難。制品為熱水器中的一個(gè)部件，使用材料為增強(qiáng)PPE/PA，材料相當(dāng)硬，但是有由于產(chǎn)品要求，側(cè)抽型芯的脫模斜度設(shè)計(jì)較小。制品選擇了如下的分型面，導(dǎo)致油缸抽芯距離特別長(zhǎng)，從而脫模困難，而且導(dǎo)致模具非常大，非常占資源。如果將分型面選到垂直方向則模具的面積會(huì)減小，而且較長(zhǎng)的拔模方向在開(kāi)模方向，利于脫模。

圖11 制品極其模具結(jié)構(gòu)圖

2.7脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

脫模機(jī)構(gòu)中常見(jiàn)的有頂針，頂板，頂塊，頂管，側(cè)抽芯，多級(jí)頂出，倒裝脫模，強(qiáng)行脫模，吹氣輔助脫模和螺紋脫模等。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)將直接決定脫模的難易程度。而且往往在一套模具中，脫模機(jī)構(gòu)不是單一存在的。如頂出力不均勻，頂出面積過(guò)小，頂出機(jī)構(gòu)過(guò)松，頂出機(jī)構(gòu)冷卻不良都會(huì)導(dǎo)致脫模和外觀問(wèn)題。

2.8 Moldflow對(duì)于脫模劑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

Moldflow對(duì)于制品的脫模性也有指導(dǎo)作用。在末流分析中，如果體積收縮率出現(xiàn)正值則可能有粘模的風(fēng)險(xiǎn)。凝固層則決定了開(kāi)模的時(shí)間和可能出現(xiàn)冷卻問(wèn)題的部位。還有就是變形和應(yīng)力分布對(duì)于是否能順利脫模都有較直接的影響。

3、工藝和設(shè)備的影響

除了材料和模具外工藝對(duì)于脫模也有重要影響。如注塑過(guò)飽會(huì)導(dǎo)致模具抱死而粘模。料筒溫度過(guò)高導(dǎo)致材料分解發(fā)脆，從而導(dǎo)致粘模，烘干不足的PBT在高溫下分解很容易導(dǎo)致脫模不良。工藝上還有常見(jiàn)的就是脫模劑的使用，而且往往這是在現(xiàn)場(chǎng)最有效的方法。此外冷卻時(shí)間的設(shè)定、儲(chǔ)料的設(shè)定、開(kāi)模和頂出工藝的設(shè)定對(duì)于脫模都有影響。

注塑機(jī)對(duì)于脫模也是有影響的。例如溫度控制、螺桿的類(lèi)型和機(jī)臺(tái)大小等對(duì)于脫模性都有一定的影響。另外一些輔機(jī)，如模溫機(jī)，機(jī)械手對(duì)于脫模也有影響。

結(jié)束語(yǔ)

注塑成型一個(gè)復(fù)合過(guò)程，造成注塑問(wèn)題的原因往往也是多方面的。分析問(wèn)題也應(yīng)當(dāng)考慮全面。所以脫模不暢問(wèn)題應(yīng)當(dāng)全面分析，并抓住重點(diǎn)，對(duì)癥下藥。