由于成型工藝及材料科學(xué)的發(fā)展,到了1970年,市場(chǎng)上已經(jīng)有BMC的注射成型設(shè)備出售。直到現(xiàn)在,采用此種成型方法和成型設(shè)備,已能生產(chǎn)出質(zhì)量良好和經(jīng)濟(jì)效益高的制品。開始時(shí),在歐洲雖然注射成型與壓制成型相比所占的比例較小,但在美國(guó),由于壓制成型的成本不斷的上升使BMC注射成型成為比較受歡迎的一種成型方法。
1 注射用BMC物料的工藝特性及要求
1.1 BMC的注射成型特性
在4.1.1.3中對(duì)BMC注射成型的流動(dòng)特性等有關(guān)問題進(jìn)行了討論,在此,再就一些具體的成型特性作一介紹。
在通常情況下,為了使熱固性塑料適用于注射成型,首先必須提高其流動(dòng)性。BMC雖然也是屬于熱固性塑料,但由于它有良好的流動(dòng)性,因此十分適合于注射成型。圖8-1所示用BMC模塑料注射成型125mm * 125mm的儀表盤時(shí)所用的注射壓力與注射時(shí)間的關(guān)系。從圖中可以清楚地看出,當(dāng)注射壓力升高時(shí),只需要很短的注射時(shí)間就可以完成注射充模過程。
上面已提到過,為使熱固性塑料適合于注射成型,通常都需要對(duì)其進(jìn)行改性。但對(duì)于BMC模塑料來說由于其黏度已經(jīng)足夠的低,故十分適合于進(jìn)行注射成型。但對(duì)用于注射成型的BMC來說,物料的脫模性能以及關(guān)系到制品強(qiáng)度的纖維的破壞程度和取向等都是應(yīng)該注意的。因此,并非所有的BMC模塑料都能很好地用于注射成型。這就要求在配方上及組分的選擇上能配制出適合于注射成型用的BMC模塑料。
在注射用的BMC模塑料中,玻璃纖維及填料的含量可以有所不同,但在其含量到達(dá)一定比例時(shí),隨著玻璃纖維及填料含量的增加,從平均的角度來看,其強(qiáng)度反而會(huì)成比例地下降。這是因?yàn)殡S著玻璃纖維和填料含量的增加,物料的茹度會(huì)升高,會(huì)阻礙BMC在注射充模時(shí)的流動(dòng),并加強(qiáng)其擠壓摩擦,使更多的玻璃纖維受到破壞。因此,其制品的強(qiáng)度反而會(huì)下降。另外,玻璃纖維的長(zhǎng)度亦并非是越長(zhǎng)越好,過長(zhǎng)的玻璃纖維對(duì)螺桿有大的反作用力而增大摩擦和剪切,導(dǎo)致玻璃纖維損壞而引起強(qiáng)度下降。一般來說,大多數(shù)注射用的BMC,其玻璃纖維的含量是在15%-20%之間,而長(zhǎng)度是在6mm左右為宜。
1 注射用BMC物料的工藝特性及要求
1.1 BMC的注射成型特性
在4.1.1.3中對(duì)BMC注射成型的流動(dòng)特性等有關(guān)問題進(jìn)行了討論,在此,再就一些具體的成型特性作一介紹。
在通常情況下,為了使熱固性塑料適用于注射成型,首先必須提高其流動(dòng)性。BMC雖然也是屬于熱固性塑料,但由于它有良好的流動(dòng)性,因此十分適合于注射成型。圖8-1所示用BMC模塑料注射成型125mm * 125mm的儀表盤時(shí)所用的注射壓力與注射時(shí)間的關(guān)系。從圖中可以清楚地看出,當(dāng)注射壓力升高時(shí),只需要很短的注射時(shí)間就可以完成注射充模過程。
由于BMC具有良好的流動(dòng)性,因此在注射時(shí)所使用的壓力并不高,注射時(shí)間(即充模時(shí)間)也比較短。因能采用快速充模,使物料不會(huì)出現(xiàn)局部固化的現(xiàn)象,并能均勻地充滿模腔,從而能獲得表面光亮的制品,并得到快速固化的效果。然而,對(duì)于粘度低、流動(dòng)性良好的BMC來說,由于注射速率高,在充模時(shí)可能會(huì)將空氣帶入模腔,這也是成型時(shí)很值得注意的問題。
雖然注射成型的裝模溫度與模壓BMC很接近,但其固化時(shí)間是有所不同的。因注射充模時(shí),物料是通過機(jī)筒和流道系統(tǒng)的熱交換,同時(shí)由于受摩擦和剪切會(huì)產(chǎn)生熱而升溫,在進(jìn)入模腔后又要與高溫的模具相接觸,因此其固化時(shí)間實(shí)際上并不取決于制品的厚度,而且固化時(shí)間也可以縮短。
BMC的收縮率很小,可以獲得尺寸穩(wěn)定的精密制品。由于其主要是應(yīng)用于強(qiáng)度、尺寸精度都要求高的場(chǎng)合,因此BMC注射成型模具的設(shè)計(jì)又屬于“精密模具設(shè)計(jì)”這一范疇的要求。特別是BMC是玻璃纖維含量較高的熱固性工程塑料,玻璃纖維在注射充模時(shí)的破壞、取向程度、充模的熔接線等間題,都直接關(guān)系到制品的質(zhì)量,在設(shè)計(jì)模具時(shí)要特別注意。
上面已提到過,為使熱固性塑料適合于注射成型,通常都需要對(duì)其進(jìn)行改性。但對(duì)于BMC模塑料來說由于其黏度已經(jīng)足夠的低,故十分適合于進(jìn)行注射成型。但對(duì)用于注射成型的BMC來說,物料的脫模性能以及關(guān)系到制品強(qiáng)度的纖維的破壞程度和取向等都是應(yīng)該注意的。因此,并非所有的BMC模塑料都能很好地用于注射成型。這就要求在配方上及組分的選擇上能配制出適合于注射成型用的BMC模塑料。
在注射用的BMC模塑料中,玻璃纖維及填料的含量可以有所不同,但在其含量到達(dá)一定比例時(shí),隨著玻璃纖維及填料含量的增加,從平均的角度來看,其強(qiáng)度反而會(huì)成比例地下降。這是因?yàn)殡S著玻璃纖維和填料含量的增加,物料的茹度會(huì)升高,會(huì)阻礙BMC在注射充模時(shí)的流動(dòng),并加強(qiáng)其擠壓摩擦,使更多的玻璃纖維受到破壞。因此,其制品的強(qiáng)度反而會(huì)下降。另外,玻璃纖維的長(zhǎng)度亦并非是越長(zhǎng)越好,過長(zhǎng)的玻璃纖維對(duì)螺桿有大的反作用力而增大摩擦和剪切,導(dǎo)致玻璃纖維損壞而引起強(qiáng)度下降。一般來說,大多數(shù)注射用的BMC,其玻璃纖維的含量是在15%-20%之間,而長(zhǎng)度是在6mm左右為宜。