模具温度是指在注塑过程中与制品接触的模腔表面温度. 因为它直接影响到制品在模腔中的冷却速度, 从而对制品的内在性能和外观质量都有很大的影响.
1. 模温对产品外观的影响
较高的温度可以改善树脂的流动性, 从而通常会使制件表面平滑, 有光泽, 特别是提高玻纤增强型树脂制件的表面美感. 同时还改善融合线的强度和外表.
而对于蚀纹面, 如果模温较低的话, 融体较难充填到纹理的根部, 使得制品表面显得发亮, '转印' 不到模具表面的真实纹理, 提高模具温度和料温后可以使制品表面得到理想的蚀纹效果.
2. 对制品内应力的影响
成型内应力的形成基本上是由于冷却时不同的热收缩率造成, 当制品成型后, 它的冷却是由表面逐渐向内部延伸, 表面首先收缩硬化, 然后渐至内部, 在这过程中由于收缩快慢之差而产生内应力.
当塑件内的残余内应力高于树脂的弹性极限, 或在一定的化学环境的侵蚀下时, 塑件表面就会产生裂纹. 对 PC 与PMMA 透明树脂所作的研究显示, 残余内应力在表面层为压缩形态, 内层为伸张形态.
而表面压应力依其表面冷却状况而定, 冷的模具使熔融树脂急速地冷却下来, 从而使得成型品产生较高的残余内应力. 模温是控制内应力最基本的条件, 稍许的改变模温, 对它的残余内应力将有很大的改变. 一般来说, 每一种产品和树脂的可接受内应力都有其最低的模温限度. 而成型薄壁或较长流动距离时, 其模温应比一般成型时的最低限度要高些.
3. 改善产品翘曲
如果模具的冷却系统设计不合理或模具温度控制不当, 塑件冷却不足, 都会引起塑件翘曲变形.
对于模具温度的控制, 应根据制品的结构特征来确定阳模与阴模, 模芯与模壁, 模壁与嵌件间的温差, 从而利用控制模塑各部位冷却收缩速度的不同, 塑件脱模后更趋于向温度较高的一侧牵引方向弯曲的特点, 来抵消取向收缩差, 避免塑件按取向规律翘曲变形.
对于形体结构完全对称的塑件, 模温应相应保持一致, 使塑件各部位的冷却均衡.
4. 影响制品的成型收缩率
低的模温使分子 '冻结取向' 加快, 使得模腔内熔体的冻结层厚度增加, 同时模温低阻碍结晶的生长, 从而降低制品的成型收缩率. 相反, 模具温度高, 则熔体冷却缓慢, 松弛时间长, 取向水平低, 同时有利于结晶, 产品的实际收缩率较大.
5. 影响制品的热变形温度
特别是对于结晶性塑料, 如果产品在较低的模温下成型, 分子的取向和结晶被瞬间冻结, 当一个较高温的使用环境或二次加工条件下, 其分子链会进行部分地重新排列和结晶的过程, 使得产品在甚至远低于材料的热变形温度(HDT)下变形.
正确的做法是使用所推荐的接近其结晶温度的模温下生产, 使产品在注塑成型阶段就得到充分的结晶, 避免这种在高温环境下的后结晶和后收缩.
总之, 模具温度在注塑成型工艺中是最基本的控制参数之一, 同时在模具设计中也是首要考虑的因素. 它对制品的成型, 二次加工和最终使用过程的影响是不可低估的.