設計高精度零件塑膠射出成型模具的關鍵考量因素
設計高精度零件的塑膠射出模具需要深入了解材料行為、模具結構和製程參數。 精心設計的模具可確保尺寸精度、可重複性和長工具壽命，這對於製造優質塑膠零件至關重要。
材料選擇及其對模具設計的影響
不同的熱塑性塑膠在註塑過程中表現不同。 例如，ABS、聚碳酸酯 (PC) 和聚丙烯 (PP) 等材料各自具有獨特的流動特性、收縮率和熱性能。 在模具設計過程中準確考慮這些因素有助於避免翹曲、凹痕或填充不完整等缺陷。
設計師必須根據零件材料和生產量為模具選擇合適的鋼材等級。 硬度較高的鋼材（例如 H13 或 P20）通常用於大批量模具以抵抗磨損，而鋁由於其可加工性而可選用於原型或小批量生產。
模具型腔和型芯設計
模具型腔（陰模部分）和型芯（陽模部分）必須採用精確的幾何形狀設計，以實現所需的最終零件形狀。 拔模角度、半徑和底切等特徵至關重要:
拔模角：提供輕微的錐度，以便輕鬆彈出模製部件而不會損壞它。 通常為 1-3° 取決於材料。
圓角和半徑：減少應力集中並改善材料流動。
底切：需要額外的機制，如側向動作或升降機，這增加了複雜性，但可以實現複雜的零件幾何形狀。
登機口類型和位置
澆口是熔融塑膠進入模腔的地方。 選擇正確的澆口類型和位置會影響填充平衡、循環時間和零件美觀。 常見的門類型包括:
邊緣澆口：易於加工，常用但可能會留下可見的澆口痕跡。
潛射門：彈射時自動修整，減少後製。
精確澆口或熱尖澆口：適用於多腔模具，確保均勻填充。
選擇澆口位置是為了盡量減少焊接線、氣穴和應力集中。
冷卻水道設計
有效的冷卻系統設計對於控制循環時間和零件品質至關重要。 冷卻通道必須靠近模具型腔壁，以便有效均勻地排出熱量。
常見的設計實踐包括:
使用共形冷卻通道（由積層製造創建）來遵循複雜的零件幾何形狀。
平衡冷卻迴路中的流速以防止熱點出現。
設計具有適當直徑和間距的通道以最大限度地提高熱傳遞。
通風系統
通風口可使注射過程中滯留的空氣逸出。 適當的排氣可以防止燒焦痕跡、缺料以及因氣體滯留而導致的其他缺陷。 排氣槽一般設置在最後的填充點或靠近分型線處，深度為0。02–0.05毫米。
彈射系統
頂出系統將冷卻的零件從模具中取出。 常見的機制包括頂出銷、套筒或脫料板。 它們的設計必須避免損壞精密部件並允許一致的頂出力分佈。
模流分析
在最終確定模具設計之前，工程師使用模具流動模擬軟體來預測熔融塑膠如何填充型腔。 該分析突顯了諸如焊接線、氣穴或不均勻填充等潛在問題，從而可以在開始昂貴的工具之前修改設計。
公差和表面光潔度
高精度零件需要嚴格的尺寸公差，通常在 ±0.05毫米或更小。 模具製造商透過精密加工、優質材料和受控製程參數來實現這一目標。 表面光潔度要求也決定了模具拋光水平，範圍從粗糙（用於結構部件）到鏡面拋光（用於美容應用）。
