模具溫度是指在注塑過程中與製品接觸的模腔表面溫度. 因為它直接影響到製品在模腔中的冷卻速度, 從而對製品的內在性能和外觀質量都有很大的影響.
1. 模溫對產品外觀的影響
較高的溫度可以改善樹脂的流動性, 從而通常會使製件表面平滑, 有光澤, 特別是提高玻纖增強型樹脂製件的表面美感. 同時還改善融合線的強度和外表.
而對於蝕紋面, 如果模溫較低的話, 融體較難充填到紋理的根部, 使得製品表面顯得發亮, '轉印' 不到模具表面的真實紋理, 提高模具溫度和料溫後可以使製品表面得到理想的蝕紋效果.
2. 對製品內應力的影響
成型內應力的形成基本上是由於冷卻時不同的熱收縮率造成, 當製品成型後, 它的冷卻是由表面逐漸向內部延伸, 表面首先收縮硬化, 然後漸至內部, 在這過程中由於收縮快慢之差而產生內應力.
當塑件內的殘餘內應力高於樹脂的彈性極限, 或在一定的化學環境的侵蝕下時, 塑件表面就會產生裂紋. 對 PC 與PMMA 透明樹脂所作的研究顯示, 殘餘內應力在表面層為壓縮形態, 內層為伸張形態.
而表面壓應力依其表面冷卻狀況而定, 冷的模具使熔融樹脂急速地冷卻下來, 從而使得成型品產生較高的殘餘內應力. 模溫是控制內應力最基本的條件, 稍許的改變模溫, 對它的殘餘內應力將有很大的改變. 一般來說, 每一種產品和樹脂的可接受內應力都有其最低的模溫限度. 而成型薄壁或較長流動距離時, 其模溫應比一般成型時的最低限度要高些.
3. 改善產品翹曲
如果模具的冷卻系統設計不合理或模具溫度控制不當, 塑件冷卻不足, 都會引起塑件翹曲變形.
對於模具溫度的控制, 應根據製品的結構特徵來確定陽模與陰模, 模芯與模壁, 模壁與嵌件間的溫差, 從而利用控制模塑各部位冷卻收縮速度的不同, 塑件脫模後更趨於向溫度較高的一側牽引方向彎曲的特點, 來抵消取向收縮差, 避免塑件按取向規律翹曲變形.
對於形體結構完全對稱的塑件, 模溫應相應保持一致, 使塑件各部位的冷卻均衡.
4. 影響製品的成型收縮率
低的模溫使分子 '凍結取向' 加快, 使得模腔內熔體的凍結層厚度增加, 同時模溫低阻礙結晶的生長, 從而降低製品的成型收縮率. 相反, 模具溫度高, 則熔體冷卻緩慢, 鬆弛時間長, 取向水平低, 同時有利於結晶, 產品的實際收縮率較大.
5. 影響製品的熱變形溫度
特別是對於結晶性塑料, 如果產品在較低的模溫下成型, 分子的取向和結晶被瞬間凍結, 當一個較高溫的使用環境或二次加工條件下, 其分子鏈會進行部分地重新排列和結晶的過程, 使得產品在甚至遠低於材料的熱變形溫度(HDT)下變形.
正確的做法是使用所推薦的接近其結晶溫度的模溫下生產, 使產品在注塑成型階段就得到充分的結晶, 避免這種在高溫環境下的後結晶和後收縮.
總之, 模具溫度在注塑成型工藝中是最基本的控制參數之一, 同時在模具設計中也是首要考慮的因素. 它對製品的成型, 二次加工和最終使用過程的影響是不可低估的.