PC ABS材料在超大型液晶電視機(jī)后殼的應(yīng)用

張亞文

摘要：PC ABS是一種綜合性能優(yōu)良應(yīng)用日益廣泛的工程塑料，通過適當(dāng)?shù)毓に囋O(shè)置，采用必要的注塑及輔助設(shè)備，可以成型超大型液晶電視機(jī)后殼。

關(guān)鍵詞：注塑；熱流道；針閥程序控制；注塑工藝

ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯）和聚碳酸酯（PC）都是應(yīng)用非常廣泛的工程塑料，ABS具有良好的加工性能和較好的力學(xué)性能，且流動(dòng)性較好，但其耐熱性較差；PC屬于無定形熱塑性樹脂，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，但其加工性較差，價(jià)格較高。結(jié)合上述兩種材料的優(yōu)點(diǎn)可以互補(bǔ)長短，因此近年來對(duì)于PC ABS合金的研究和應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。這種合金材料由于具備優(yōu)良的加工性能以及較好的綜合力學(xué)性能，所以在計(jì)算機(jī)、電氣設(shè)備、汽車部件以及家電行業(yè)得到非常廣泛的應(yīng)用。

本文重點(diǎn)分析PC ABS在超大型液晶電視機(jī)后殼上的應(yīng)用。

一、PC ABS的注塑成型工藝

1、原料干燥

因?yàn)镻C ABS為弱吸水性材料，其平衡吸水率約為0.3%～0.5%，水分不但對(duì)PC ABS的強(qiáng)度影響較大，而且對(duì)制品表面也將產(chǎn)生比較嚴(yán)重的缺陷。因此必須采用干燥工藝對(duì)之進(jìn)行除濕，使其含水量降至0.1%以下才能進(jìn)行正常的注塑作業(yè)。干燥條件為80～90℃；4～6小時(shí)，以含水量低于1%為準(zhǔn)。

2、成型過程

在注塑成型過程中應(yīng)考慮成型溫度、注塑壓力、注塑速度、料量、熱流道設(shè)置、模具溫度及成型時(shí)間等。

（1）塑化過程

塑化，是指原料在注塑機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱和剪切作用，使原料具有良好的可塑性的過程，是注塑過程的準(zhǔn)備階段。塑化（預(yù)塑）結(jié)束位置一般在料筒前段材料約等于成型產(chǎn)品所需材料的1.1～1.2，注塑完成后螺桿應(yīng)保持在5～20毫米位置為宜。在超大型后殼類產(chǎn)品注塑中一般保留12～14毫米（2800噸注塑機(jī)）。塑化量太大使材料在料筒內(nèi)停留時(shí)間過長，會(huì)引起原料受熱時(shí)間過長而造成分解；塑化量太小，會(huì)使注塑產(chǎn)品成型不足或表面縮癟、凹坑。螺桿轉(zhuǎn)速將直接影響塑化時(shí)間和塑化質(zhì)量，過快則容易造成塑化不均等現(xiàn)象，過慢則會(huì)造成生產(chǎn)周期延長生產(chǎn)效率減低。在超大型后殼產(chǎn)品成型中螺桿轉(zhuǎn)速一般設(shè)置在50%左右。

為實(shí)現(xiàn)材料順利成型料筒溫度必須達(dá)到材料的熔融溫度以上，但料筒溫度太高將會(huì)導(dǎo)致材料分解，使產(chǎn)品發(fā)脆而造成廢品。一般在超大型后殼類產(chǎn)品成型工藝中我們選擇210～245℃。

（2）注塑過程

注塑過程是指在螺桿的擠壓作用下，熔融的材料通過料筒噴嘴、流道、澆口進(jìn)入型腔的過程。在這個(gè)過程中最主要的決定因素是注塑壓力、速度以及熱流道溫度和模具溫度。

在超大型后殼產(chǎn)品上，我們采用了多點(diǎn)熱流道順序開閉澆注系統(tǒng)，由于產(chǎn)品較大，流道溫度我們選擇了210～220℃，進(jìn)料口（澆口）溫度根據(jù)產(chǎn)品特征設(shè)置在220～235℃，之所以設(shè)置較高的進(jìn)料口溫度，是因?yàn)檫M(jìn)料口閥針開閉順利的需求。

由于產(chǎn)品較大，流程較長，我們采用了熱水和電熱棒對(duì)模具溫度進(jìn)行控制，定模通過熱水和特殊區(qū)域埋設(shè)加熱棒的方法是溫度保持在80℃左右，動(dòng)模使用熱水保持在60℃左右。

注塑壓力采用高—中—高—低的模式，避免充填不足以及制品收縮的問題。

注塑速度產(chǎn)用低—高—中—低的模式，使產(chǎn)品在順利成型的同時(shí)避免澆口處氣斑及熔體破裂現(xiàn)象的發(fā)生。

針閥開啟時(shí)刻及關(guān)閉時(shí)刻則根據(jù)產(chǎn)品特征及熔接痕位置來進(jìn)行調(diào)整。

（3）冷卻過程

注塑及保壓完成后，熱流道針閥按設(shè)定程序關(guān)閉，產(chǎn)品進(jìn)入冷卻階段，其主要控制因素冷卻時(shí)間。

由于采用了較高的模具溫度，使得制品的冷卻時(shí)間較長，約需要32秒左右。

（4）制品取出過程

這是指注塑機(jī)通過頂出油缸將產(chǎn)品平穩(wěn)地推出動(dòng)模的過程，該過程對(duì)于超大型后殼類產(chǎn)品而言，主要應(yīng)控制頂出速度，我們?cè)O(shè)置為慢—快—慢的模式，以保證產(chǎn)品在頂出過程中不至于變形。

二、主要設(shè)備及輔助技術(shù)

1、注塑機(jī)

我們采用了液壓全自動(dòng)2800噸注塑機(jī)，輔以雙向吸料機(jī)、除濕干燥機(jī)、熱流道溫度控制器，澆口針閥程序控制器，模具溫度控制器（水媒介）全自動(dòng)三軸伺服機(jī)械手等。

注塑設(shè)備采用變量泵、閉環(huán)電子尺控制技術(shù)，可以比較精確的控制注塑工藝參數(shù)，使生產(chǎn)得以穩(wěn)定連續(xù)。

2、除濕干燥機(jī)

采用除濕干燥機(jī)的理由是，產(chǎn)品料量較大（4500克）材料內(nèi)水分含量較高，采用除濕干燥機(jī)可以提高干燥速度，保證制品品質(zhì)。

3、針閥程序控制器

針閥程序控制器精確到0.01秒，可以有效地精確地控制針閥開閉時(shí)間從而保證制品熔接痕受控，減少其他表面問題，控制制品各部分尺寸。

4、機(jī)械手

三軸伺服機(jī)械手可以有效地保證走位精度和取件速度，提高生產(chǎn)效率減輕員工作業(yè)強(qiáng)度，保證每一次生產(chǎn)周期恒定不變。

三、模具技術(shù)

由于制品巨大，材料流程較長，所以模具部分筋條處埋設(shè)電熱棒，使模具局部溫度可以精確的控制在比較高的范圍內(nèi)；部分封閉結(jié)構(gòu)開設(shè)排氣鑲塊以保證充模順利；采用了60點(diǎn)溫度控制的熱流道系統(tǒng)，以精確控制各區(qū)域各部分流道和進(jìn)料口的溫度。

四、典型工藝

產(chǎn)品名稱：70寸液晶電視后殼

使用原料：PC ABS

設(shè)備：2800噸注塑機(jī)

輔助設(shè)備：雙向吸料機(jī)、模溫控制器、除濕干燥機(jī)、60點(diǎn)流道溫度控制器、針閥程序控制器、三軸伺服機(jī)械手。

工藝條件：

料筒溫度：195℃、210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、220℃。模具溫度：定模80℃，動(dòng)模60℃，定模采用電熱棒+熱水；動(dòng)模采用熱水。流道溫度：分流道溫度控制在210～220℃，進(jìn)料口溫度控制在220～235℃。注塑壓力：55%、45%、35%、20%；保壓壓力：25%、15%。注塑速度：20%、85%、65%、35%。注塑時(shí)間：充模7.8～8秒；保壓時(shí)間：18秒～20秒。冷卻時(shí)間：30～32秒；周期時(shí)間：95～97秒。材料干燥溫度：90℃；干燥時(shí)間：4.5小時(shí)。

結(jié)語

PC ABS通過設(shè)備和模具的精細(xì)設(shè)計(jì)，可以滿足60寸以上液晶電視機(jī)后殼的注塑生產(chǎn)，通過熱流道系統(tǒng)以及程序針閥控制設(shè)備，能夠得到比較滿意的制品外觀和比較精確的制品尺寸，且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的大規(guī)模全自動(dòng)生產(chǎn)。

參考文選

[1]梁基照.PCABS合金力學(xué)性能研究，P1endprint