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1材料種類對模具設計的影響

通常情況下，塑料產品材料本身的性能并無好壞之分，除非在不同情況下使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要了解各種材料的性能及其各種因素對成型加工產品性能的影響。

1.1選擇分析填料和增強材料

熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物等，不同產品的成型工藝性能是不相同的。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻璃體則具較低的增強效果，主要用于減少產品的翹曲。例如，玻璃纖維會影響成型加工，使產品在成型后產生收縮和翹曲。所以，玻璃纖維增強材料就不能被其它材料替代。但是，玻璃纖維在成型時的流動取向將引起產品機械強度的改變。試驗表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。因此，對于在熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑的，最好的是聽取原材料制造廠家建議，以選用最為合適的產品材料。

1.2濕度對材料性能影響

一些熱塑性材料，如PA6和PA66，其吸濕性很強，在成型過程中會在高溫料筒中促使塑料發生水解，導致塑料起泡和流動性下降，從而對產品的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。模具材料的選用與產品材料的選擇是密切相關，只有細致分析產品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。

1.3熱塑性塑料產品成型模具材料選用

目前我國市場常見的熱塑性塑料成型模具的材料有：非合金型塑料模具鋼（碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼等。在模具材料選取時，要根據產品材料是否改性、有無填充劑，何種添加劑、產品大小、結構、尺寸精度等。例如：以玻璃纖維為填料的塑料產品，可選用預硬型塑料模具鋼（如8Cr2MnWMoVs）；對產品材料在成型時會產生腐蝕性氣體的，宜采用耐腐蝕型塑料模具剛（如Cr18MoV）。具體選用時主要還是要針對塑料產品的材料和模具預計使用情況選取。

2塑料產品對模具設計的影響

在塑料產品設計中，產品壁厚的設計尤為重要，其設計的合理與否對產品影響極大，主要影響有：產品重量；流動長度；生產周期；尺寸公差；產品的質量，如表面粗糙度、翹曲和空隙等。

2.1塑料產品壁厚設計與模具設計

在成型產品的過程中，流程與壁厚的比率對注塑成型時模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長而壁厚薄的產品，則產品原料應具有相當的低熔融黏度（易流動、熔解）。設計時，壁厚不宜過小，則會影響模具頂出機構的設計；若壁厚過大，會增加產品的成型時間和冷卻時間，從而延長了模塑周期，降低了生產率。所以，產品的壁厚應力求平均。在模具設計時在產品的厚壁部分設置型芯，防止成型時形成空隙，并減少內部壓力，從而使產品扭曲變形減至最小。

2.2熱塑性塑料設計中的指標分析

熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，所以熱塑性塑料模具產品的成本關鍵決定者在于設計者，在不影響產品性能的前提下適當的縮小公差、降低成本是可以做到的。在與產品應用時的具體要求綜合判斷下，產品與標準尺寸在不高與0.25~0.3%商業上是可以接收的。企業降低成本在模具精確設計下有效縮小產品尺寸公差就能想先。

3塑料模具設計時對產品收縮率的考慮

模具設計中，在可以適當效縮小產品尺寸公差已便節約成本的同時，對塑料產品就沒有那么嚴格的范圍，但是材料收縮率是至關重要的，對于成型不同材料的塑料產品，在不同的尺寸條件下，其成型后收縮率波動的情況是不相同的。成型大型產品時，其收縮率較大，此時就應著重設法穩定工藝條件和選擇收縮率波動較小的材料，如果單靠提高模具成型零件的制造精度則不經濟了；而在成型尺寸較小的產品時，模具成型的零件制造精度和磨損就對產品的尺寸精度影響較大了。此外，塑料產品的幾何形狀對收縮率也有影響，并影響到產品的性能，這也是設計者值得關注的一點。

4結語

通過以上論述，產品模后性能及產品質量相關問題涉及的方面很多，在很多地方現代模具設計CAE技術是不能直接解決的。因此，在塑料產品模具設計之前就要充分考慮模具材料的選取，比如：尺寸、性能、外觀等多方面因素，然后結合CAE技術，進行合理的專業的設計，產品成型后的性能才能得到充分的保證。

作者：張強 單位：北京電子科技職業學院