一、滾塑制品的壁厚及壁厚均一性
1.塑料制品的壁厚
決定于它在使用中的承載情況,滾塑制品亦然。需要指出的是由于滾塑制件在常壓下制取的而且成型時(shí)塑料受熱時(shí)間較長(zhǎng),滾塑制品的強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等)要略低于相同塑料的注塑制品,據(jù)資料報(bào)道其下降幅度為2%-5%,因此在設(shè)計(jì)滾塑制品,進(jìn)行壁厚計(jì)算時(shí),要考慮這一因素,適當(dāng)增加壁厚。
2.滾塑制品壁厚的局限性
塑料的熔融滾動(dòng)特性以及長(zhǎng)期受熱可能導(dǎo)致嚴(yán)重的熱降解,限制了滾塑制品所能采用的壁厚范圍。
3.滾塑制品的壁厚均一性
滾塑工藝難以制得壁厚不均的產(chǎn)品,通常滾塑制品的壁厚均較為均勻,除倒角處外,壁厚誤差在士20%以內(nèi),必要時(shí)可控制在士10%以內(nèi),滾塑制品壁厚的另一特點(diǎn)是各點(diǎn)的厚度不能嚴(yán)格地加以控制,因此滾塑制品不能標(biāo)注特定的內(nèi)部尺寸,采用正常壁厚及最低壁厚對(duì)制品的厚度加以限制,是一個(gè)比較理想的辦法。
二、脫模斜度
一般地講滾塑制品易于脫模,有的制品甚至可以完全沒(méi)有脫模斜度而成功地從模具中取出,但適度的脫模斜度可以降低脫模時(shí)所需施加的外力,還有助于縮短冷卻時(shí)間,提高生產(chǎn)效率以降低生產(chǎn)成本,同時(shí)還有助于抑制制品內(nèi)應(yīng)力與翹曲的產(chǎn)生。
三、制品轉(zhuǎn)角及倒角處的圓弧半徑
滾塑制品的倒角處應(yīng)有足夠大的角度,否則滾塑成型時(shí),物料流支困難,不易充入到整個(gè)模腔的所有部位,導(dǎo)致架橋等弊病。各種塑料的成型加工性能不同,其制品的最小轉(zhuǎn)角角度亦不相同,
滾塑制件倒角處常采用較大的圓弧半徑以利物料的流動(dòng),改善制品壁厚厚度的均勻性,同時(shí)有助于抑制制品內(nèi)應(yīng)力及翹曲的產(chǎn)生,當(dāng)然圓弧半徑不能無(wú)限增大,否則在相應(yīng)部位的外表面會(huì)出現(xiàn)凹下的現(xiàn)象
四、加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
滾塑模塑由于沒(méi)有內(nèi)心,具有大平面的制件,在滾塑冷卻階段,大平面處被拉離模腔表面,導(dǎo)致制件翹曲,因此在設(shè)計(jì)滾塑制件時(shí),應(yīng)盡量避免大平面的存在,工業(yè)上應(yīng)用比較成功的一種途徑是采用加強(qiáng)筋的辦法,消除大平面的存在。加強(qiáng)筋的采用,在避免滾塑制件翹曲的同時(shí),還能大大提高制品的剛性,從而減小制件壁厚,提高制品的使用效果,降低生產(chǎn)成本,因此加強(qiáng)筋的應(yīng)用對(duì)滾塑制品的設(shè)計(jì),往往具有重大的意義。
滾塑制品目前采用的加強(qiáng)筋,有平式加強(qiáng)筋,吻接式加強(qiáng)筋(接觸式吻式加強(qiáng)筋)和接近式吻式加強(qiáng)筋等等。
1.平式加強(qiáng)筋
平式加強(qiáng)筋為了有利于物料在滾塑時(shí)充入,防止架橋現(xiàn)象的產(chǎn)生,筋的寬度取制件壁厚的5-6倍,(最小應(yīng)為制件壁厚的3倍);為提高制件的剛性,筋的高度聚制件壁厚的4倍。
2.吻式加強(qiáng)筋
吻式加強(qiáng)筋連接二個(gè)表面,故亦可稱之為內(nèi)接觸式吻式加強(qiáng)筋,這種加強(qiáng)筋可以阻止大平面撓曲,增大強(qiáng)度與尺寸穩(wěn)定性。吻接處塑料的百度通過(guò)試驗(yàn)確定,設(shè)計(jì)時(shí)該處的厚度可以制品壁厚的1.75倍與起點(diǎn)。(吻接式加強(qiáng)筋在設(shè)計(jì)的時(shí)候,要考慮到該處有足夠的原料流入;如遇到較深的凹形,要設(shè)有空氣流道,以使熱空氣帶入足夠的熱量,必要時(shí)模具須在加強(qiáng)筋處使用銅鋁等高導(dǎo)熱材料,以增加筋的厚度)。
3.接近式吻式加強(qiáng)筋
接近式吻式加強(qiáng)筋與上述吻式加強(qiáng)筋相近,主要用于使二個(gè)平面得到加強(qiáng),但它與標(biāo)準(zhǔn)的吻式加強(qiáng)筋不同,接近式吻式加強(qiáng)筋設(shè)在一個(gè)面(A面)上,其凹進(jìn)部位接近于滾塑件的另一表面(B表面)而不與之相連見(jiàn)。當(dāng)B面受到垂直方向的壓力時(shí),B變形下凹到一定程度時(shí)與接近式加強(qiáng)筋接觸,這時(shí)該加強(qiáng)盤即起到支撐加強(qiáng)作用。由于接近式吻式加強(qiáng)筋二壁不相連結(jié),當(dāng)水平壁在負(fù)荷作用下彎曲變形時(shí),支撐點(diǎn)可相對(duì)移動(dòng),不致產(chǎn)生應(yīng)力集中,這是接近式吻式加強(qiáng)筋較之接觸式吻式加強(qiáng)筋的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
接近式吻式加強(qiáng)筋在雙壁小舟及雙壁貯槽等滾塑制件中,得到了成功的應(yīng)用。
五、雙壁滾塑制品
滾塑成型較其他工藝容易生產(chǎn)雙壁制件。由于滾塑模塑多采用粉狀原料,其表觀密度較小,因此,即使在模具閉合之后,通過(guò)填充孔仔細(xì)地將塑料粉加滿模腔,制件壁間的距離,至少應(yīng)為制件壁厚的3倍。壁間間隔小,成型時(shí)還容易產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,防礙粉料自由流動(dòng),以致產(chǎn)生意想不到的局部厚薄不均,厚的實(shí)體部分可能出現(xiàn)局部真空及表面斑跡,產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力等等弊病,因此設(shè)計(jì)間隔平行壁的制件時(shí),壁間距離建議等于或大于滾塑制件正常壁厚的五倍。
六、表面光潔度
滾塑制品的表面光潔度,決定于制品的使用要求,例如工業(yè)貯槽通常對(duì)表面光潔度沒(méi)有特別的要求,而玩具之類的滾塑制品,則往往需要高的光潔度或者具有特殊紋理的表面。需指出的是,當(dāng)制件表面的粗糙度拉架,滾塑制品脫模時(shí),需要施加較大的外力,因此應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加脫模斜度。對(duì)于采用表面紋理修飾的滾塑制品,更應(yīng)采用足夠的脫模斜度。一般地講,紋理深度每增加0.25mm,制件的脫模斜度應(yīng)相應(yīng)增大約一度。
七、倒切口
所謂倒切口,指制品上與模具合模線相平行的任何向內(nèi)或向外的突出壁,它和脫模斜度相反,使制品從模具中取出的難度增大,因?yàn)橹萍哪>咧腥〕鰰r(shí),倒切口處必須產(chǎn)生變形,才能將制件取出來(lái)。由于滾塑成型不采用內(nèi)芯,具有倒切口的滾塑制品,可以通過(guò)自身的變形而從模具中取出來(lái);不同塑料的軟硬度不同,變形性能不同,允許制品采用倒切口結(jié)構(gòu)的程度亦不相同,軟質(zhì)PVC溶膠滾塑制品極易變形,其制件可以采用極深的倒切口結(jié)構(gòu),半硬質(zhì)的PE類制品也可以采用較大的倒切口式的結(jié)構(gòu),而硬質(zhì)塑料PC、PA之類的制品不易產(chǎn)生變形,只能采用小的倒切口,有時(shí)根本不允許倒切口式結(jié)構(gòu)的存在。
如果因制品使用上的某種需要,必須使用倒切口式結(jié)構(gòu),耐二片模又無(wú)法將制品取出時(shí),可采用多片組裝式模具,保證使用上的需要。
八、孔
滾塑制品常常需要內(nèi)容物的出口或者與其它物體相連的孔。塑料制品上的孔,可以在制品滾塑成型好以后,經(jīng)過(guò)二次加工制得,或也可直接由滾塑制得。滾塑時(shí)直接制孔大體上可列舉下述幾種情況。
1.向內(nèi)凸出的孔
向內(nèi)凸出的孔有盲孔和通孔二種,盲孔由模具型腔中向內(nèi)延伸的心子成型出來(lái),這種盲孔不能過(guò)深,而且心子自身必須具有足夠的導(dǎo)熱性,以保證自由端具有足夠的溫度,確保塑料熔體很好地涂布在其上面;向內(nèi)凸出的通孔,可先制得向內(nèi)凸出的盲孔,然后將它鉆通而得;或者延長(zhǎng)心子,使其長(zhǎng)度超過(guò)物料所能涂布的高度,直接滾塑出向內(nèi)凸出的通孔;利用排氣管,也可得向內(nèi)凸出的通孔。
2.向外凸出的孔
可視為滾塑凸臺(tái),在制得凸臺(tái)之后,再用機(jī)械切割的方法切去上端,得到缶外凸出的通孔。這類外凸孔的外徑由模具的型腔控制,但內(nèi)徑(孔徑)尺寸浮動(dòng)較大,只有在允許應(yīng)該處壁厚較小的前提下,才能通過(guò)鉆、鉸等機(jī)械加工,得到孔徑尺寸精度較好的外凸孔。
滾塑凸臺(tái)時(shí),同生產(chǎn)平行間隔壁相似,可能產(chǎn)生物料架橋之類的問(wèn)題,解決的辦法是設(shè)計(jì)足夠大的尺寸,通常推薦凸臺(tái)外徑尺寸至少應(yīng)為滾塑制品壁厚的5倍。
3.貫通的大孔
滾塑制品上的貫通的大孔可由二種方法制得。一種方法是在滾塑模塑時(shí),在模腔的相應(yīng)部位,用傳熱性差的材料(例如氟塑料或者有機(jī)硅)保護(hù),使塑料不致熔融涂布其上;另一種方法是將二個(gè)制件設(shè)計(jì)為一體,在滾塑成型之后,再用機(jī)械加工的方法把它一剖為二,剖切處即為開(kāi)口。
九、螺紋
滾塑制品可以設(shè)計(jì)制造出內(nèi)螺紋或外螺紋,但由于滾塑成型時(shí),存在自由收縮的問(wèn)題,收縮變形較大,因此滾塑制品的螺紋配合不能過(guò)緊。
滾塑制品的螺紋優(yōu)先采用梯形公制粗牙螺紋或者鋸開(kāi)螺紋,嚙合長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。
十、嵌件
滾塑制品可以采用金屬的或者非金屬的嵌件。
選用金屬嵌件時(shí),需要注意的是嵌件應(yīng)當(dāng)具有較好的傳熱性能,以便在滾塑成型過(guò)程中,使塑料熔融涂布在嵌件上,在塑料熔體冷卻之后和嵌件牢固地結(jié)合在一起。所用的嵌件不應(yīng)用銳用,以免形成內(nèi)應(yīng)力。
采用非金屬嵌件時(shí),需要著重考慮它與滾塑制品所用材料之間的相容性。
十一、滾塑制品的尺寸誤差
塑料制品的尺寸誤差決定于制品設(shè)計(jì)、塑料品種、成型工藝等多種因素