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SMC和BMC模压成型重要参数

一、 模压温度
成型温度是在成型过程中所规定的模具温度。该工艺参数决定了模具对型腔内材料的传热条件,对材料的熔化、流动和固化过程有决定性的影响。
SMC/BMC成型复合材料在成型过程中的温度变化较为复杂。由于塑料的导热性较差,在成型初期材料中心和边缘的温差较大,会导致材料的内层和外层的固化和交联反应不能同时开始。
表层材料凝固之前由于热形成硬壳层,而内层材料凝固后由于外层硬壳层的限制,导致表层的残余压应力模制产品,而内层残余拉应力。残余应力的存在会导致产品翘曲、开裂和强度降低。
因此,采取措施减小型腔内外温差,消除固化不均匀是获得优质产品的重要条件之一。
SMC/BMC模塑料的成型温度取决于固化体系的放热峰温度和固化速率。一般取固化峰值温度稍低的固化温度范围作为其固化温度范围,一般在135~170℃左右,通过实验确定。固化速度快的体系温度较低,而固化速度慢的体系温度较高。
薄壁产品成型时取温度范围的上限,厚壁产品成型时取温度范围的下限。但对于成形深度较大的薄壁产品,由于工艺长度是为了防止材料在流动过程中凝固,所以也要考虑温度范围的下限。
在不破坏产品强度等性能指标的前提下,适当提高成型温度有利于缩短成型周期,提高产品质量。低成型温度不仅会导致熔化后的材料粘度高、流动性差,而且由于交联反应难以充分进行,导致产品强度低、外观暗淡,导致脱模时粘模、顶出变形。
 
二、模压压力
成型压力通常用成型压力(MPa)表示,即玻璃纤维增强塑料液压机对模具施加的总力与模具型腔在冲压方向上的投影面积之比。
成型压力在成型过程中的作用是紧密封闭模具,使材料致密,促进熔体流动,平衡低分子物质在模具腔内挥发所产生的压力。
压缩成型材料的压缩比大,因为它需要更多的能量来致密,因此需要更高的压缩压力成型,压缩成型散装材料的压力高于压缩成型空白,SMC / BMC材料的压缩成型压力高于压缩成型粉末材料。
当成型高熔体粘度和交联速度快的材料,以及加工形状复杂、壁薄、深度或面积大的产品时,需要克服较大的流动阻力来填充型腔,因此需要较高的成型压力。较高的成型温度会加速交联反应,导致熔体粘度迅速增加,因此需要较高的成型压力来匹配。
虽然高成型压力具有增加产品密度,减少成型收缩,促进充型快速流动,克服膨胀,防止气孔的产生等一系列优势。但是过大的成型压力会降低模具的使用寿命,增加液压机的功率消耗,增加产品的残余应力。
因此,在加工热固性塑料模压制品时,往往采用预压、预热和适当提高模压温度的方法来避免高模压。如果预热温度不适当提高或预热时间延长,则预热过程中部分凝固部分的流动性会降低。不是降低成型压力,而是用更高的成型压力来保证材料填充模腔。
 
三、模压时间
压缩成型时间又称压缩成型保温/保压时间。指材料在模具中加热凝固的时间,从模具完全关闭或最后一次充气后模具关闭到打开模具的时间。
成型时间在成型过程中的作用主要是使成型的具有型腔形状的产品有足够的时间完成固化。固化是指热固性塑料成型时机体结构的形成过程。从化学反应的本质看,固化过程就是交联反应的过程。
但是,过程中的“完全固化”并不意味着交联反应已经进行到最后,即所有能参与交联的活性基团都参与了反应。该术语在技术上是指交联反应进行到适当程度,产品的综合物理力学性能或其他指定性能达到预期指标。
显然,产品的交联度不能达到100%,而固化度可以超过100%。通常,交联超过所要求的完全固化程度的现象称为“过熟”,反之亦然。
成型时间的确定与SMC/BMC模塑复合材料的固化速度、产品的形状和壁厚、模具结构、成型温度和压力、成型过程中的预压、预加热和排气有关。其中成型温度、产品壁厚和预热条件对成型时间的影响最为显著。
适当的预热条件可以加快模具型腔内材料的加热过程和模具型腔的填充过程,从而有利于缩短成型时间。当成型温度升高时,随着产品壁厚的增加,成型时间缩短,成型时间相应延长。
当成型温度和压力固定时,成型时间成为决定产品性能的关键因素。成型时间过短,树脂不能完全固化,产品不成熟,机械性能差,外观无光泽,脱模后容易变形翘曲。
适当延长成型时间不仅可以克服上述缺点,还可以降低产品的成型收缩,提高其耐热性、强度和电绝缘性能。但是,如果成型时间过长,产品会煮得过熟,不仅降低生产效率,增加能耗,还会由于交联过多而增加收缩,导致树脂与填料之间的内应力增大。产品的表面经常变黑并起水泡,严重的情况下可能会发生开裂。

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