1、PDF外文： http:/ 中文 4463 字 出处： Plast. Technol, 2008 Why Plastic Flows Better in Aluminum Injection Molds 为什么在铝制注塑模中塑料的流动性更好 一项调查研究直接比较了树脂在 10 铝模具和 P20 钢模具中时的融化流动特性。 著： David Bank,，铝注塑模具有限公司 Dave Klafhen,，塑料加工顾问 Ron Smierciak,美铝锻造和铸造模具 第一部分 导言 钢制模具和铝制模具在配有
2、相同的浇口、零件几何形状和冷却通道的时候，铝制模具有周期优势，目前已有许多关于这种优势的文章，但没有具体资料表明这种情况的原因及如何提高注射模的进程。 美铝锻造和铸造公司以及注塑模具有限公司（罗彻斯特，纽约州）联手赞助了一个案研究，来揭示热塑性塑料在铝和钢模具中时所显示的不同。 主要目标是通过比较热塑性塑料在铝制模具和模具钢制模具时的反应来量化差异，衡量这些差异，并且分享实验的成果。成果应有助于模具制造商和模塑商更好地了解如何在铝模具成型塑料部件过程中的节余和改进，具体处理方法如下： 1）和钢制模具相比，在使用较小的注射压时，铝制模具中的塑料可以流动更长距离
3、 。 2）塑料的填充更快，更高效。 3）零件有最小的弯曲和更好的尺寸稳定性。 铝的热传导率是钢的近 5 倍，（表 1）。发表在模具制造技术的文章（ 2002 年） 道格拉斯布莱斯在五年内做了一个用铝制模具和模具钢模具生产同一塑料件的实验。文章提到，铝模具成本可以节省多达 50的成本，并可以在一半的时间内完成分离，它接着说，铝制模具相对于钢制模具，可以生产出更高质量的产品，这些产品的有效周期是钢制模具产品的 25到 40。 测量 QC-10 P20 导热系数BTU/ft/hr/ft2 / 92.2 20.2 表
4、1 在 2005 年， Moldflow 公司出版撰写的文章， Flowfront，研究了时间周期和实际冷却成型的计算机模拟。在经过 12 个在形状、尺寸大小、塑料材质上有很大差异的部分进行模拟之后，得出的结论是，我们可以用铝制模具替代模具钢制模具来实现缩短周期时间。在没有严格的公差要求和效果热引起变形的情况下，周期时间可以缩短 10 20，然而，在热变形影响了关键设计公差的情况下，节省 60-200的周期时间的现象就会出现。像这样 的研究是和工业相关的，这个案例是以为什么塑料在铝制模具中流动性更好为基础研究探讨的。 第二 部分 模具 螺旋测试模
5、具，按照美国 ASTM D3123 98 标准的模具设计形式，这种形状会统一流道的长度，整体模具的尺寸，冷却和浇口的位置。此外，每个模具内安装 4 个用来监测的热电偶和一系列文件，在实际情况中，当融化的塑料注射时，所有的热电偶都被连接到一个 数据记录器和计算机中用来收集数据。对于铝制模具，我们使用 QC- 10 模具钢板， 对于钢制模具，我们用 P20 钢板。六个相同的几何模具被建立了，其中 3 个用 QC- 10， 3 个用 P20。螺旋模具的形状是大小为 6 毫米宽，流道深度分别为 1 毫米、2 毫米和 3 毫米。这 些模具的尺寸是一个标准为7"
6、; x 8"的单元模，所有的模具板厚度相同。（图 1） 6 个单位模具的浇口直径大小是相同的，供水管道被钻至完全畅通的冷却回路。在 6 个模具中， 4 个使用 1mm 和 2mm 深度的流道，这 4 个模具内都装有离型腔表面 大约 0.5mm 的热电偶。在使用 3mm 流道深度的螺旋装置模具中，第 5 热电偶被放置在中间的通气孔区域来模拟成型过程中的通气孔温度。这个测试在一个 55 吨的东洋注塑机内进行。 选择作为本次试验使用的热塑性塑料有 7 种未被注满，分别是聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯， ABS，聚碳酸酯 / ABS，尼龙和聚 碳酸酯。 &nbs
7、p;第三部分 成型试验 试验 1：相同的熔融温度，相同的模具温度（都为各个制造商建议的成型温度） ； 7 种树脂，六副模具。 这个试验确定了一个预定孔，一个预热温度和一个注射的预压力（ <1000 防扩散安全倡议）。一个 25 片件样品在每个模具组中进行。我们的假说认为，由于铝具有更高的热导率，QC 10 和 P20 模具的流动长度将有很大的差异。成型预备前，材料必须是干燥的，将熔融温度和模具温度设定在制造商建议的预设值。在所有组内， P20 模具最先运行，螺旋的平均流动长度设置为 10”到 15”， 这符合制造商
8、的设定 。 QC-10 在所有材料中都运行，我们期望看到一个有巨大差异的流动长度，但是我们没有。 试验的结果是，流动长度在所有 P20 模具的相同范围内，我们不理解为什么这样，最后，在所有模具上，所有的材料组基本上都得到相同的结果，这出乎我们的预料。 根据超过 25 年的加工铝工具的经验，我们确信这次试验将证明我们所知道的是真实可信的。 研究小组不得不停止试验并重新考虑有关情况。我们正在寻找我们知道存在的东西，但不知道如何量化它。然而，我们经过多次的讨论决定，我们需要将相同的材料在一个试验中运行，包括模具的注射量和容量。 试验 2：七树脂 ；六副
9、模具，并监测温度，注射量和容量。 第二次试验启动，再次记录了温度。注射模的压力始终保持在试验 1 中所用材料的基础线上。 在这次试验中，我们用实际生产中成型零件的方法运行每个单位模具，每个模具组试验 开始的时候都进行短程注射（在更短的螺旋长度的情况下）并且得到了最想要的结果。当浇口是干净的并且零件处在弹出位置并足够冷却的时候，循环建立起来了。记录模具 25 个部分每次运行时的循环时间和模具温度。 在 QC-10 模具中，在此过程中的温度图显示，在开模之前，温度几乎从模具起始温度垂直上升了 10 到 12 度，之后 立即回落到之前设置点。相对于参考点，聚苯乙烯
10、模具的周期为 12.2 秒，我们完成了 QC-10 模具组。所有这三个厚度，虽然产生的都是很短的流动长度，但是厚度都在 12.0 秒到 12.5 秒的循环注射范围内。 P20 模具和 QC-10 模具运行是的温度是一样的。第一个观察点是融化的塑料注射时模具温度的反应。和 QC-10 模具相同的强度下， P20 模具温度并没有暴涨或者暴跌。此外， P20模具停止和冷却时间越来越多了。 而且， P20 模具通常在模具温度设置点周围 20 度左右的位置时运行。模具温度的增加是由于注射熔体有额外的 15-20 度。这些多余的温度，即模具的过度反应和增长的很慢的温度，我们看到 P20 模具有一个 20 秒以上的循环注射， QC-10 有一个大约 12 秒的循环注射。在这一点上，我们相信我们终于找到了塑料在 QC-10 中成型的更好的原因，并且决定继续另一个试验来证明我们的发现。
