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塑料受熱時間較長,滾塑制品的強度(拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度等)要略低于相同塑料的注塑制品,據(jù)資料報道其下降幅度為2%-5%,因此在設計滾塑制品,進行壁厚計算時,要考慮這一因素,適當增加壁厚。
2.滾塑制品壁厚的局限性
塑料的熔融滾動特性以及長期受熱可能導致嚴重的熱降解,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),必要時可控制在士10%以內(nèi),滾塑制品壁厚的另一特點是各點的厚度不能嚴格地加以控制,因此滾塑制品不能標注特定的內(nèi)部尺寸,采用正常壁厚及最低壁厚對制品的厚度加以限制,是一個比較理想的辦法。
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所需施加的外力,還有助于縮短冷卻時間,提高生產(chǎn)效率以降低生產(chǎn)成本,同時還有助于抑制制品內(nèi)應力與翹曲的產(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有足夠大的角度,否則滾塑成型時,物料流支困難,不易充入到整個模腔的所有部位,導致架橋等弊病。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,改善制品壁厚厚度的均勻性,同時有助于抑制制品內(nèi)應力及翹曲的產(chǎn)生,當然圓弧半徑不能無限增大,否則在相應部位的外表面會出現(xiàn)凹下的現(xiàn)象
四、加強筋的設計與應用
滾塑模塑由于沒有內(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,導致制件翹曲,因此在設計滾塑制件時,應盡量避免大平面的存在,工業(yè)上應用比較成功的一種途徑是采用加強筋的辦法,消除大平面的存在。加強筋的采用,在避免滾塑制件翹曲的同時,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,因此加強筋的應用對滾塑制品的設計,往往具有重大的意義。
滾塑制品目前采用的加強筋,有平式加強筋,吻接式加強筋(接觸式吻式加強筋)和接近式吻式加強筋等等。
1.平式加強筋
平式加強筋為了有利于物料在滾塑時充入,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.吻式加強筋
吻式加強筋連接二個表面,故亦可稱之為內(nèi)接觸式吻式加強筋,這種加強筋可以阻止大平面撓曲,增大強度與尺寸穩(wěn)定性。吻接處塑料的百度通過試驗確定,設計時該處的厚度可以制品壁厚的1.75倍與起點。(吻接式加強筋在設計的時候,要考慮到該處有足夠的原料流入;如遇到較深的凹形,要設有空氣流道,以使熱空氣帶入足夠的熱量,必要時模具須在加強筋處使用銅鋁等高導熱材料,以增加筋的厚度)。
3.接近式吻式加強筋
接近式吻式加強筋與上述吻式加強筋相近,主要用于使二個平面得到加強,但它與標準的吻式加強筋不同,接近式吻式加強筋設在一個面(A面)上,其凹進部位接近于滾塑件的另一表面(B表面)而不與之相連見。當B面受到垂直方向的壓力時,B變形下凹到一定程度時與接近式加強筋接觸,這時該加強盤即起到支撐加強作用。由于接近式吻式加強筋二壁不相連結(jié),當水平壁在負荷作用下彎曲變形時,支撐點可相對移動,不致產(chǎn)生應力集中,這是接近式吻式加強筋較之接觸式吻式加強筋的一個優(yōu)點。
接近式吻式加強筋在雙壁小舟及雙壁貯槽等滾塑制件中,得到了成功的應用。
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,通過填充孔仔細地將塑料粉加滿模腔,制件壁間的距離,至少應為制件壁厚的3倍。壁間間隔小,成型時還容易產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,防礙粉料自由流動,以致產(chǎn)生意想不到的局部厚薄不均,厚的實體部分可能出現(xiàn)局部真空及表面斑跡,產(chǎn)生大的內(nèi)應力等等弊病,因此設計間隔平行壁的制件時,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)貯槽通常對表面光潔度沒有特別的要求,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,當制件表面的粗糙度拉架,滾塑制品脫模時,需要施加較大的外力,因此應當適當增加脫模斜度。對于采用表面紋理修飾的滾塑制品,更應采用足夠的脫模斜度。一般地講,紋理深度每增加0.25mm,制件的脫模斜度應相應增大約一度。
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,因為制件從模具中取出時,倒切口處必須產(chǎn)生變形,才能將制件取出來。由于滾塑成型不采用內(nèi)芯,具有倒切口的滾塑制品,可以通過自身的變形而從模具中取出來;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),耐二片模又無法將制品取出時,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)過二次加工制得,或也可直接由滾塑制得。滾塑時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,這種盲孔不能過深,而且心子自身必須具有足夠的導熱性,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;或者延長心子,使其長度超過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,在制得凸臺之后,再用機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)尺寸浮動較大,只有在允許應該處壁厚較小的前提下,才能通過鉆、鉸等機械加工,得到孔徑尺寸精度較好的外凸孔。
滾塑凸臺時,同生產(chǎn)平行間隔壁相似,可能產(chǎn)生物料架橋之類的問題,解決的辦法是設計足夠大的尺寸,通常推薦凸臺外徑尺寸至少應為滾塑制品壁厚的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,在模腔的相應部位,用傳熱性差的材料(例如氟塑料或者有機硅)保護,使塑料不致熔融涂布其上;另一種方法是將二個制件設計為一體,在滾塑成型之后,再用機械加工的方法把它一剖為二,剖切處即為開口。
九、螺紋
滾塑制品可以設計制造出內(nèi)螺紋或外螺紋,但由于滾塑成型時,存在自由收縮的問題,收縮變形較大,因此滾塑制品的螺紋配合不能過緊。
滾塑制品的螺紋優(yōu)先采用梯形公制粗牙螺紋或者鋸開螺紋,嚙合長度不宜過長。
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,需要注意的是嵌件應當具有較好的傳熱性能,以便在滾塑成型過程中,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。所用的嵌件不應用銳用,以免形成內(nèi)應力。
采用非金屬嵌件時,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計、塑料品種、成型工藝等多種因素