PET模具设计与熔接痕减少策略

PET模具设计与熔接痕减少策略

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种广泛应用于食品和饮料包装、电子电气和汽车行业的热塑性聚酯材料。由于其透明度高、阻隔性强、成本低等优点，PET在注塑成型中具有重要的应用价值。然而，PET注塑成型过程中常见的熔接痕问题，不仅影响产品的外观质量，还可能降低其力学性能。因此，合理的模具设计和工艺调整对于减少熔接痕至关重要。

一、PET模具设计细节

1. 模仁材料选择：

• 模仁材料应具有良好的抗腐蚀性和耐磨性。推荐使用电渣重熔S136材料，加入钒、钛可以提高硬度和韧性。对于划痕要求不高的产品，成型件可做镀铬或涂层处理，提高表面硬度及耐磨性。

2. 浇口设计：

• 可以采用潜伏式浇口或点浇口，浇口应开设在制品最厚处，便于熔体充模。采用中心进胶，正对型腔壁或粗大的型芯，可改变熔体流向，降低流速，减少熔体回填，使熔体均匀充满型腔。如果是潜伏式浇口，建议最小直径为0.75 mm。

• 浇口数量应尽量减少，以减少熔接痕的产生。如果浇口数量为N，熔接痕的数量至少为N-1。

3. 流道设计：

• 建议使用圆形流道以增加压力的传递，流道直径等于塑件厚度加1.5 mm。可以使用各种形式的流道，但应尽量减少熔体的压力降。

• 流道应尽可能短而粗，表面积和横截面积之比应小，多用圆形流道。

4. 排气系统设计：

• 在熔接痕区域增加排气，可以增加熔接痕的强度。避免因模具排气不良，模腔压力过大，料流不畅，导致分支料流动过程中物理特性改变。研究表明，PS塑料充分排气时的熔接痕强度可以比无排气时提高1倍。

• 应开设、扩张或疏通排气通道，其中包括利用镶件、顶针缝隙排气。

5. 冷料井设计：

• 在熔接痕出现的部位增设冷料穴，可以使熔体前锋在冷料穴部位汇合，提高熔体在塑件末端汇合时的温度，不仅可以减小熔接痕的产生，而且可以增强熔接痕处的强度。

6. 温度调控系统设计：

• 模具温度越低越不利于熔体的充分熔合。模具设计时，若冷却水道离熔体汇合处太近，则接缝处的熔体因温度降低粘度升高而无法熔合，将产生明显的熔接痕。冷却系统设计不当，还会造成模具温度分配相差过大，致使塑料熔体充模时，型腔不同部位因温差导致填充速度不同，从而引起熔接痕。

• 一般模具温度控制在100~140℃。成型薄壁塑件时，可取小值；在成型厚壁塑料件时，可以取较大值。

二、成型工艺参数调整

1. 注射速度：

• 适当提高注射速度可以改善熔料的汇合性能，尤其是在低温成型工艺中，增加注射速度有助于减少熔接痕的形成。

2. 注射压力：

• 增加注射压力有助于熔料更好地填充模腔，减少熔接痕的产生。

3. 温度调整：

• 通过提高料筒和流道中的温度，以及适当提高模具温度，可以改善熔料的流动性，从而减少熔接痕的形成。

• 一般机筒温度控制在240~280℃，玻纤增强PET的机筒温度为250~290℃，不超过300℃。喷嘴温度一般比机筒温度低10~20℃。

4. 减少脱模剂的使用：

• 尽量减少脱模剂的使用，特别是含硅脱模剂，否则会使料流不能融合。

5. 设置工艺溢料：

• 设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。

三、材料选择与处理

1. 选择合适的塑料材料：

• 选择流动性良好的塑料材料，可以减少熔接痕的形成。对于流动性差或热敏性的塑料，应适当添加润滑剂及稳定剂。

2. 原料干燥：

• 原料应干燥并尽量减少配方中的液体添加剂，以避免因水分或挥发物导致熔接痕。

3. 热处理：

• 通过热处理方法为注塑制品消除或减小在成型过程中形成的内应力，改善制品的力学性能。对于无定型塑料，处理方法是在高于玻璃化温度10-15℃、惰性气氛条件下，在加入适当液体或热空气的烘箱中放置一定时间；对于半结晶型塑料，要在低于熔点温度50-80℃的相似条件下放置一定时间，通常以40-50min/mm为宜，然后再将塑料冷却到室温。

四、其他方法

1. 双推充模法：

• 通过左右两个控制系统的作用，使熔接痕所在的面形成犬牙交错状态，从而提高两股料流的结合强度，改善熔接痕的力学性能。

2. 振动辅助注塑成型：

• 通过局部加振，使聚合物产生脉动，使物料在料筒内塑化更加完全，降低充模粘度，容易排除气体，从而提高熔接痕的强度。

3. 表面处理：

• 通过表面咬花、喷漆和贴标签等方法掩饰熔接痕，减轻熔接痕对外观的影响。

总结

通过上述模具设计细节、成型工艺参数调整、材料选择与处理以及其他方法，可以显著减少或消除PET注塑成型中的熔接痕，提高塑件的外观质量和力学性能。合理的模具设计、优化的成型工艺参数、合适的材料选择与处理，以及采用双推充模法和振动辅助注塑成型等方法，都是减少熔接痕的有效手段。在实际生产中，应根据具体情况进行综合考虑和应用，以实现优质、高效的生产。