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PA46的产品设计和模具设计.doc

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资源描述

1、产品设计产品设计师在设计新产品应用 PA46 时,永远应该牢记一些要求。如同其它工程塑料一样,在成型加工的冷却过程中,PA46 也会收缩。它的表面外观质量受模具表面质量和成型加工工艺条件影响,如果不遵循适当的工艺指导,机械性能可被损失。若设计中有尖角,对缺口的敏感会导致其过早失效。这里说的每一项要求都会在以下文中提到。尺寸所有的热塑性工程塑料都表现出一定的成型收缩。非增强材料,一般 PA46 比典型的无定形材料收缩要大,为 2%。添加玻纤后材料的收缩降低至 0.2% 0.9%,与玻纤含量有关。吸水对于预告 PA46 产品的尺寸起着重要作用。吸水与湿度和时间有关,是一个可逆过程,直到达到平衡。设

2、计师应该考虑到产品使用的湿度环境。与收缩类似,玻璃纤维增强级的吸水与非增强是不一样的。非增强和矿粉增强的 PA46 通常是收缩各向同性的。也就是说,流动方向的收缩基本与垂直流动方向一致。但是,由于玻纤的取向,垂直流动方向的收缩率通常比较大,约在数值上比流动方向大 50%1 0 0 % 。这就是玻纤增强结晶性材料的成型零件常发生翘曲的基本原因。表面质量有些 PA46 能够很好地复制出模具的表面。作为一般的法则,非增强级材料最好;玻纤增强的表观最差;矿粉和玻纤/矿粉混合增强的介于两者之间。此法则尤其适用于光亮的表面,通常用纹理面来遮盖表面的小缺陷。此外,模温越高,越容易复制模具表面。壁厚功能和特殊

3、要求往往决定了产品的部件的壁厚。壁厚应尽可能设计得薄以缩短成型周期。注塑成型的最小壁厚与产品的几何形状及材料的流动性有关。PA46 成型壁厚可达 0.25 mm,前提条件是流动长度小于 100 倍的厚度。均匀的壁厚有助于一致性和均匀充模,从而对收缩和翘曲预知更多,得到机械性能更好的产品。当由于设计需要而不可避免壁厚不均匀,则应采用壁厚渐变的方式。角和圆弧尖内角会形成应力集中。它是塑料件失效的最常见原因。所有聚酰胺都对缺口有些敏感,而玻纤增强的特别敏感,内角的应力集中,可采用圆弧设计来减小。作为一般准则,内角半径等于壁厚的一半,这样可以把应力都分散到表面。较小的半径还会有应力集中,而太大的半径帮

4、助不大,并且可能会降低功能。外角应该保持沿内角半径上壁厚一致,这样减少壁厚变化,有助于防止翘曲、缩影和空陷。加强筋加强筋为产品设计师提供了一系列优点,可以同时增加强度和刚性。去掉了厚重的横截面,可以减少重量和缩短成型周期,从而显著降低成本;然而加强筋并不是什么都好,加强筋的背表面可能会出现缩影,一般用纹理来遮盖,加强筋与产品壁面的交汇处, 如果不好好遵循以上说的设计准则,可能会出现应力。简言之,加强筋给设计师提供了一个有用的工具。只是在实际应用中对机械性能有必要的要求时才采用。2模具设计产品设计好了并不保证项目就会成功,如果模具和制造不恰当。PA46 几乎都是用于对功能有特别要求的应用。由于这

5、些都趋向昂贵,所以高效地生产高质量部件是基本的要求;而高效高质量生产只有当模具设计和制造都达到高标准并采用优质模具钢才能实现。浇口和流道PA46 与其它聚酰胺一样,要求较小的浇口和流道系统。非增强的 PA46,流道可以非常细,以节省材料缩短周期时间。较大的部件和较高的比例填充增强材料要求更宽畅的浇口和流道系统。所有类型的浇口都可以采用,但是潜伏式浇口由于其自动脱离浇口的能力而较常采用。热流道当今热流道已使用相当普及,因为它没有脱浇口的操作,使得浇口位置设计自由度更大,从而减少了料柄材料,缩短了成型周期;缺点是起动系统到周期稳定工作常有问题,以及在分流道中长期驻留的分解材料,设计不好或不适当启动

6、和关闭都会出现问题。绝大部分的热流道制造商都制造的分流道都已被成功地应用于加工 PA46 。开式的、外部加热的系统工作起来最好。它使熔融的材料自由地通过系统,而没有过大的剪切、磨损或材料堵塞。好的模具,系统必须具以下几个显著特性:- 精确的控温系统- 足够的加热能力- 正确的浇口位置和尺寸- 喷嘴尖端合理的绝热- 在分流道的驻留时间最短排气如同所有热塑性工程塑料,PA46 充模时产生的气体需要通过模具上的排气槽排出。排气应开在形腔中气体易被捕获或最后充模的部位,气槽深度 0.018 0.023 mm,长度至少 0.75 mm,第二级排气槽宽度等同于与第一级,深度 0.5 mm。所有的排气必须最

7、终能排到大气中。收缩和翘曲由于 PA46 的高度结晶度,预估收缩和翘曲就变得非常困难。模具设计师应该牢记在各牌号的性能指标中给出的线性收缩率,玻纤增强的产品各向异性非常明显。模流分析工具在复杂的部件上确定其流动模式是有其特定价值的;另外,特别苛刻的部件,如齿轮,在开永久性的模具之前应该做一个简易样品模具,目的是精确地预告收缩和翘曲。这里的基本要点是样品模和生产模一定要用同样的浇口和流道系统。尼龙及其改性三丰化工,抗氧剂生产销售聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称 Polyamide(简称 PA),是分子主链上含有重复酰胺基团NHCO的热塑性树脂总称。包括脂肪族 PA,脂肪芳香族 PA 和芳香

8、族 PA。其中,脂肪族 PA 品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。 /7hj=23p 尼龙中的主要品种是尼龙 6 和尼龙 66,占绝对主导地位,其次是尼龙 11,尼龙 12,尼龙 610,尼龙 612,另外还有尼龙 1010,尼龙 46,尼龙 7,尼龙 9,尼龙 13,新品种有尼龙 6I,尼龙 9T 和特殊尼龙 MXD6(阻隔性树脂)等,尼龙的改性品种数量繁多,如增强尼龙,单体浇铸尼龙(MC 尼龙),反应注射成型(RIM)尼龙,芳香族尼龙,透明尼龙,高抗冲(超韧)尼龙,电镀尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙,尼龙与其他聚合物共混物和合金等,满足不同特殊要求,广泛用作金属,木材等

9、传统材料代用品,作为各种结构材料。 2 * 色牢度:色牢度并不是尼龙的一个特性,是尼龙中的染料而不是尼龙本身在光照下褪色。 +Z$_P4Og * 耐磨性及抗尘性:美国 Clemson 大学曾在 Tampa 国际机场分别用巴斯夫 Zeftron500尼龙 6 地毯和杜邦 Antron XL 尼龙 66 地毯进行了一个 长达两年半的实验。地毯处于人流量极高的状态下,结果表明:巴斯夫 Zeftron500 尼龙在颜色保持性及绒头耐磨性方面要稍好于杜邦 Antron XL。两种纱线的抗尘性能没有差别。 PS2*Wx: 尼龙的改性 C.O25LqO“F)Z 尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的

10、生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,改性尼龙未来发展趋势如下。 H9Z;sU 高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大,新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强 PA 将成为重要的品种,主要是用于汽车发动机部件,机械部件以及航空设备部件。 yRx*y 尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径,也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物,来改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性,以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而,适用车种

11、不同要求的用途。 u5C7RO 纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高,而制造成本与背通尼龙相当。因而,具有很大的竞争力。 K$fz=R 用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视。 0Dzj yoLX 抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。L 4| %w. 聚酰胺-6、聚酰胺-66 和聚酰胺-610 的链节结构分别为 NH(CH2)5CO、NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO和NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO 。聚酰胺 -6 和聚酰胺-66 主要用于

12、纺制合成纤维,称为锦纶-6 和锦纶-66。尼龙-610 则是一种力学性能优良的热塑性工程塑料。 7SqsVbLk PA 具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。PA 的品种繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2 、PA46 、PA610 、PA612、PAl010 等,以及近几年开发的半芳香族尼龙 PA6T 和特种尼龙等很多新品种。 尼龙-6 塑料制品可采用金属钠、氢氧化钠等为主催化剂,N- 乙酰基己内酰胺为助催化剂,使 -己内酰胺直接在模型中通过负离子开环聚合而制得,称为浇注尼龙。用这种方法便于制造大型塑料制件。 sQ.k: 在工业上锦纶大量用来制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔网等。在国防上主要用作降落伞及其他军用织物。 ( P(m7,N 聚酰胺 分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物

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