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BMC材料设计成型加工 要点
 
发布日期: 2018-10-31  
  

BMC材料是由树脂、增 强材料、助剂等组成。其中树脂作为母体和粘结剂,它 要求有良好的流动 性、适宜的固化速度、副产物少,易调节粘度和良好的相溶性,并需满 足塑件及成型要求 。增强材料起骨架作用,其品种规格繁多,但常用玻璃纤维,一般用量为 60%、长度为15~20毫米。助剂包括调 节粘度的稀释剂(用以改进玻纤与树脂的粘结)、 用以调节树脂 -纤维界面状态的玻 纤表面处理剂、用以改进流动性,降低收缩,提高光泽 度及耐磨性等用的 填料和着色剂等。由于选用的树脂,玻纤的品种规格(长度、直径, 无碱或含碱,支数 ,股数,加捻或无捻),表面处理剂,玻纤与树脂混制工艺(预混法或 预浸法,塑料配比 等不同则其性能也各不相同。

  1.1加工特性

   ⑴流动性 增强料的流动性比 一般压塑料差,流动性过大时易产生树脂流失与玻 纤分头聚积。过小 则成型压力及温度将显著提高。影响流动性的因素很多,要评定某种料 的流动性,必须按 组成作具体分析。影响流动性的因素

  ⑵收缩率增强 塑料的收缩率比一般压塑料小,它主要由 热收缩及化学结构 收缩 组成。影响收缩的 因素首先是塑料类种。一般酚醛比环氧、环氧酚醛、不饱和聚酯等 要大,其中不饱和 聚酯料收缩最小。其它影响收缩的因素是塑件形状及壁厚,厚壁则收缩 大,塑料中含填料 及玻纤量大则收缩小,挥发物含量大则收缩也大,成型压力大,装料 量大则收缩小,热 脱模比冷脱模的收缩大,固化不足收缩大,当加压时机及成型温度适当, 固化充分而均匀时 则收缩小。同一塑件其不同部位的收缩也各不相同,尤其对薄壁塑件更 为突出。一般收缩 率为0~0.3%,以0.1%~0.2%的居多,收缩大小 还与模具结构有关,总 之确定收缩率时应 综合考虑各种因素。

   ⑶压缩比 增强料的比容,压 缩比都较一般压塑料大,预混料则更大,因此在模 具设计时需取较大 的装料室,另外向模内装料也较困难,尤其预混料更为不便,但如采用 料坯预成型工艺则 压缩比就可显著减小。

    装料量一 般可预先估算,经试压后再作调整。估算装料量的方法可由如下四种:

     ①计算 法装料量可按公式(1-1)计算:

        A = V × G[1+(3%~5%)] (1-1)

      式中 :A--装料量(克);

         V--塑件体积(厘米 3);

         G--所用塑料比重(克 /厘米3);

         3%~5%--物料挥发物、毛刺 等损耗量补偿值。

  ②形状简化计 算法,将复杂形状塑件简化成由若干个简单形状组成,同时将 尺寸也相应变更, 再按简化形状进行计算。

  ③比重比较法 ,当按金属或其它材料的零件仿制塑件时,则可将原零件的材 料比重与所选用的 增强塑料比重之比及原零件重量求得装料量。

  ④注型比较法 用树脂或石蜡等浇注型材料注入模具型腔成型后再以此零件 按比重比较法求得 装料量。

   ⑷物料状态 增强料按其玻纤与树脂混合制成原料的方式可分为如下三种状态。

  ①预混料是将 长达15~30毫米的玻纤与树脂 混合烘干而成,它比容大,流 动性比预浸料好, 成型时纤维易受损伤,质量均匀性差,装料困难,劳动条件差。适用于 压制中小型、复杂 形状塑料及大量生产时,不宜用于压制要求高强度的塑件。使用预混料 时要防止料 "结"使流动性迅速下降 。该料互溶性不良,树脂与玻纤易分头聚积。

  ②预浸料是将 整束玻纤浸入树脂,烘干切短而成。它流动性比预混料差, 料束间相溶性差, 比容小,玻纤强度损失小,物料质量均匀性良好,装模时易按塑件形状 受力状态进行合理 辅料,适用于压制形状复杂的高强度塑料。

  ③浸毡料是将 切短的纤维均匀地铺在玻璃布上浸渍树脂而成的毡状料,其 性能介于上述两者 之间。适用压制形状简单,厚度变化不大的薄壁大型塑件。

   ⑸硬化速度 及贮存性增强塑料按其硬化速度可分为快速和慢速两种。快速料固 化快,装料模温高 ,为适用于压塑小型塑件及大量生产时常用原料。慢速料适用于压制大 型塑件,形状复杂 或有特殊性能要求及小批量生产时,慢速料必须慎重选择升温速度,过 快易发生内应力, 硬化不匀,填充不良。过慢则降低生产效率。所以模具设计时应预先了 解所用料的性能和 要求。

  各种料都有其 允许贮存期及贮存条件。凡超期或贮存条件不良者都会导致塑 料变质,影响流动 性及塑件质量,故试模及生产时都应注意。

  1.2成型条件(略)

    热固性增 强塑料的成型条件

  1.3塑件及模具设计注 意事项

    ⑴塑件设 计时应注意下列事项。

  ①塑件光洁度 可达7~ 9,精度一般宜取 3~5级,但沿压制方向 的精度不易保 证,宜取自由公差 。

  ②不易脱模, 宜取较大脱模斜度。若不允许取较大脱模斜度时,则塑件径 向公差宜取大。

  ③塑件宜取回 转体对称外形,不宜过高。

  ④壁应厚而均 匀,避免尖角、缺口、窄槽等形状,各面应圆弧过渡连接以 防止应力集中、死 角滞料,填充不良,物料集聚堵塞流道。

  ⑤孔一般应取 通孔,避免用Φ5毫米以下的盲孔, 盲孔底部应成半球面或圆 锥面以利物料流动 ,孔径及深度比一般为1∶2~1∶3,大型塑件尽量不 设计小孔,孔间距、 孔边距宜取大,大 密度排列的小孔不宜模压成型。

  ⑥螺孔比螺纹 易成型,M6以下螺纹不宜成型 ,齿形宜用半圆形及梯形,其 圆角半径应大于 0.3毫米,并应注意半 角公差,可以参照一般塑制的螺纹进行设计。当塑件 螺纹与其它材料螺 纹零件接合时,要考虑其配合张力,螺纹段长度应取最小尺寸。

  ⑦成型压力大 ,嵌件应有足够强度,防止变形损坏,定位必须可靠。

  ⑧收缩小,有 方向性,易发生熔接不良,变形、翘曲、缩孔、裂纹及应力 集中,树脂填料分 布不匀。薄壁塑件易碎,不易脱模,大面积塑件易发生波纹及物料聚积。

    ⑵模具设 计时应注意下列事项:

  ①要便于装料 ,有利于物料流动填充型腔。

  ②脱模斜度宜 取1°以上。

  ③宜选塑件投 影面大的方向作为成型加压方向便于物料填充型腔,但不宜 把尺寸精度高的部 位和嵌件、型芯轴线垂直方向作为成型加压方向。

  ④物料渗入力 强,导致飞边厚不易去除,选择分型面时应注意飞边方向。上下 模及并镶件宜取整 体结构,组合结构装配间隙不宜取大,上下模可拆成型零件宜取3~4级 滑动配合。

  ⑤收缩率为 0~0.3%,一般取0.1~0.2%,物料体积一般取 塑件体积的2~3倍。

  ⑥成型压力大 ,物料渗挤力大。模具型芯嵌件应有足够强度、防止变形、 位移与损坏。尤其 对细长型芯与型腔间空隙较小时更应注意。

  ⑦模具应抛光 、淬硬。

  ⑧顶出力大, 顶杆应有足够强度,顶出应均匀,顶杆不宜兼作型芯。

  ⑨快速成型料 在成型温度下即可脱模,慢速成型料模具应设有加热及强迫 冷却措施。

 
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