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注塑成型:部件设计

SBC 流变性                               

  • SBC 依赖于剪切——这意味着它们的粘度在低剪切率(例如挤出)下较高,而在高剪切率(例如注塑成型)下较低。
  • SBC TPE 在高剪切率下更容易流入模具的薄区域。
  • 在设计注塑模具以及在加工过程中设置模具条件时,应考虑 SBC 的剪切稀释行为。

下图说明了剪切速率对 GLS 苯乙烯类 TPE 粘度的影响[在 390°F (200°C) 下测量]。

若要获得有关各等级粘度的信息,请参阅产品技术数据表。

一般概念

在设计 TPE 零件时,需要遵循一些通用规则:

  • 零件壁厚应尽可能均匀。从厚区域到薄区域的过渡应该是渐进的,以防止流动问题、回填和气穴。
  • 厚的部分应该被挖空以最小化收缩并减少零件重量(和周期时间)。
  • 去除/磨圆所有尖角以促进流动并最大限度地减少无填充区域。
  • 应避免深的不可排气的盲槽或肋。
  • 避免无法通过空气辅助脱模从型芯上吹掉的薄壁。
  • 以最小斜度拉长可能会影响脱模的难易程度。

流长和壁厚

可实现的最大流动长度取决于所选的具体材料、零件的厚度和加工条件。通常,与其他类型的 TPE 相比,GLS TPE 将在更薄的壁中流动得更远。

流量与厚度之比最大应为 200,但这取决于材料和零件设计。高流动性 GLS TPE(例如 Versalloy)已成功用于以高达 400 的流动比进行填充。

螺旋流的测量提供针对材料填充零件能力进行的比较分析。螺旋流测试是通过将材料注入螺旋模具(类似于形成螺旋的带状物)来进行的。材料流动的距离以英寸为单位进行测量。

在这种情况下,使用两种不同的注射速度(3 英寸/秒和 5 英寸/秒)进行螺旋流测试。下表总结各种 GLS 产品系列的典型螺旋流长。

表 1. GLS TPE 的典型螺旋流长 *

 

系列

流长(英寸)

注射速度(3 英寸/秒)

注射速度(5 英寸/秒)

Dynaflex™ D

13-15

18-20

Dynaflex™ G

12-22

18-30

Versaflex™

9-16

13-26

Versalloy™

18-20

30-32

*在 400°F 下使用 0.0625 英寸厚 x 0.375 英寸宽的通道进行螺旋流测试。

有关特定等级的螺旋流信息或有关螺旋流测试规程的其他详细信息,请联系您的 Avient 代表。

倒角

SBC TPE 的柔韧性和弹性允许在零件设计中加入倒凹。由于具有出色的恢复特性,GLS TPE 能够拉伸和变形,因而能够从深倒凹中拉出(如下图所示)。

如果同一零件上同时存在内部和外部倒凹,则可能需要滑块或型芯拼块。带有内部倒凹的零件(例如球形零件)可以通过使用芯中的提升阀从芯中排出空气。弹射过程中可能会因变形而出现轻微的永久伸长 (3% - 8%)。

浇口和熔合纹位置

产品工程师应指明零件的外观区域和功能区域,并将此信息包含在图纸中。这将帮助模具设计师确定允许的浇口和熔合线位置。

各向异性

  • 在流向与横流方向(垂直于流向 90°)上具有不同特性的热塑性材料被称为“各向异性”材料。
  • 可能受影响的特性是收缩和拉伸属性。
  • 当聚合物链沿流动方向取向时会引起各向异性,这会导致流动方向上的物理性能更高。
  • 壁厚、注射速度、熔体温度和模具温度是影响各向异性的几个变量。
  • 根据加工条件和模具设计,大多数 GLS 苯乙烯类 TPE 表现出一定程度的各向异性。

收缩率

由于其各向异性,GLS TPE 在流动方向上的收缩比在横向流动方向上的收缩更多。通常,SEBS TPE 比 SBS TPE 具有更高的收缩率和更大的各向异性。

SEBS 基 TPE 的典型收缩率为 1.3% - 2.5%,而 SBS 基 TPE 的典型收缩率为 0.3% - 0.5%。较软的 SEBS 配方(低于 30 邵氏 A)比较硬的材料收缩得更多。某些等级,例如 OnFlex™ G7700s 和 G7800s,以及 Dynaflex™ G7900s 含有填料,可降低其收缩率。

Avient 报告的收缩率是使用 0.125" 厚的板确定的。需要注意的是,收缩率并不是一个确切的数字,而是一个范围值。该范围会受到下列因素的影响:零件壁厚、熔体温度、模具温度、注射速度、保压以及成型和测量之间的时间。因此,强烈建议为具有紧密公差的零件制作原型,以更好地量化应用中特定等级材料的实际收缩率。

如需了解具体等级的收缩率,请参考产品技术数据表。

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