IMD模具设计及成型要点

    IMD模具设计及成型要点

    一、 模具缩水率问题

  一般abs、pmma的缩水为0.5%,如做IMD模具,因产品表面要覆盖一层pet薄膜,显然两者的热收缩率不同。

  按本人的经验,IMD模具模具啤出的产品其缩水较普通模具小些,取0.3% 比较合适。 因为,注塑时塑胶底材被片材包裹,对塑胶的收缩起到了阻碍的作用。

  2、 片材问题

  片材是IMD模具成败的关键;也是最为复杂的问题。下面分几项进行分析:

  a、 材质、油墨

  一般片材的材质为pet,也有pc、pmma的片材。但pet的成型及加工都较优良。表面光泽度、耐磨性也达到客户要求,因此被广泛应用材质。厚0.125mm的pet片材为最热卖的片材之一。

  油墨,为印刷的原料,要求耐磨、耐高温、调配、丝印作业方便。

  b、 预制片材(裁剪、热成型)

  一般的工艺流程为:

  片材选择—-〉印刷(工具:菲林,丝移印机;要点:油墨选择,片材定位)

  —-〉贴保护膜  —-〉外形冲裁(工具:刀模;要点:片材定位) —-〉贴保护膜
  —-〉热定型(工具:热定型机;要点:温度控制)  —-〉贴保护膜

  请留意,贴保护膜是比不可少的工艺,请保护及防尘的作用;保护膜一般用pe薄膜。

  在热定型环节,温度控制很重要,掌握不好,容易使片材变形,报废率高。

  热定型机的上、下模都有加热板,在工作期间保持恒定的温度。移动式加热板在放入片材后,移到片材顶部对片材进行预热,使其变软,才可合模进行热定型处理!

  c、 片材与型腔的配合
  片材尺寸要比最终的部件尺寸小一点点。————最重要的原则!一般情况下,建议:片材的尺寸要比部件尺寸单边小0.02至0.03mm 这样,片材置入型腔内是才容易,才能完全伸展开来。如有褶皱,啤出来的成品就会不良。

  3、 片材成型模具设计要点

  a、 使用产品图,在pro/e(或其他3d软件) 按片材厚度,将产品表面向内偏置,得到片材的3d图。

  b、按片材的3d图,将其展开,作冲裁片材的刀模、菲林等。
  c、 按片材3d图分模
  d、 制造模具  

     二、IMD模具与统模具差别

1、高压成型模具
模具结构分类
一般模,适合在延伸比较低。其具有结构简单的优点。
复合模,适合在延伸比较高。其优点是可降低产品的延伸比,缺点是结构较复杂。
一般模加顶出:同一般模,增加薄膜成型后会把成品顶出,以方便取出。
   模仁形状分类
凸模:优点是定位性佳。
凹模:优点是可降低延伸比,缺点是定位性差。
   模仁材质分类
透气材料(CU/SUS):透气材料的优点全材质透气,缺点是成本较高。
目前尺寸如下
(1)150×90×25 mm (L×W×H)
(2)150×70×25 mm (L×W×H)
(3) 80×50×25 mm (L×W×H)
(4) 80×50×25mm (L×W×H)
其中(1)、(2)、(3)三项材质为铜,(4)项材质为SUS。
铝材质加透气孔:铝材质加透气孔的优点是采用铝材质加工较便宜,缺点是镜面程度及保养较不易。
另外,需配合形状在废料区钻透气孔,孔径愈小愈好。
SUS材质加透气孔:SUS材质加透气孔的优点是镜面程度及保养较易;缺点是采用SUS材加工较贵。
另外,需配合形状在废料区钻透气孔,孔径愈小愈好。
   产能考虑
高压成型时间约23秒~70秒,以平圴60秒为依据计算产能来考虑,穴数在一模多穴的情形下,仍需依据单穴的模具结构来设计,才不会造成多穴时定位偏移现象。
   上模热回风设计
用在成型深度或成型时间较长的情形下(可加购热风装置上模就不用设计回风)。
缩水率考虑
塑料射出之缩水率大约0.3%~0.5%,依形状大小而定。PC模膜成型后之回缩量约0.8%。
2、薄膜冲型
使用机台
8吨直立式油压冲床,工作电压为220V单相15A。
2D冲外型模具注意事项
一次冲一穴至四穴是实际需求(外壳都为一穴) 。
采用key或外型来定位冲外型确保其尺寸公差。
如果冲外型出来之成品无法定型,则可先射出再冲外型。
冲出之成品不可有毛边。若有毛边,请检查切断面(刀模)的锐利度,或配合公差是否依照图面加工。
冲头与刀口之间隙以0.005mm~0.01mm为佳,太大之间隙会使毛边加大。
冲头与刀口之材质以SKD11制作,热处理硬度HRC60°为佳。
配合PC FILM形状之模仁尺寸以成品尺寸缩0.02~0.03mm雕刻制作。
  C.3D冲外型模具:采用美国side cut(边切技术),上、下模公差需在±0.05mm内。
3、射出成型模具设计
因油墨所能承受的温度、时间需要在一定范围,所以在设计射出模时,需考虑射压、射出时间、浇水口大小数量及射料之物性等因素。为达到射压低,射出时间短,可考虑方法如下:
浇道设计愈短愈好,最佳采用热浇道。
浇水口面积可加大或采多点浇水口。
谢料选用流动性,愈高愈好,成型温度愈低愈好。
射出压力愈低及射出温度愈低,则油墨可承受的时间则会愈长。
在浇水口位置可加防止冲墨的油墨,保龙(PROLL)有提供。
IMD模具与传统模具的比校
在传统产品射出成型,常见的问题如,缩水,应力,流痕等诸多现象在IMD模内镶件注塑一样不可避免,而且还会出现更多的新的问题,且难于仅局限传统射出参数调整来实现,因为模内加了一块印有油墨的薄膜,其承受温度,压力,时间会受到限制(如保龙承受温度为270度3到4秒)。IMD模具设计时必须考虑的问题如下:
射出机的选择:因为内有一张薄膜,考虑其定位精准,是选择立式还是卧式的射出机
射出条件在IMD工艺中可变性较少,所以建议选择半闭式,或者全闭式射出机;