玻纤取向对产品的变形影响及计算

1、1 玻纤材料分析 -注塑小组 内容：内容： 2 1、玻纤分布； 2、取向、收缩、冷却对变形影响对比； 3、圆片样条变形及变形量的计算； 4、长条形样条收缩及尺寸； 5、控制长度； 6、典型结构对长玻纤产品变形的影响； 5、碗型； 6、补丁； 7、取向； 8、美人腰； 玻纤分布示意：玻纤分布示意： 3 1、上3图是模流时产品的玻纤分布，红色处表示玻纤聚集的较多，注塑后后收缩会走下 限，反之走上限。 2、下3图是表示材料流动的流动方向和垂直流动方向的方向的材料流动情况。 玻纤分布对尺寸的影响：玻纤分布对尺寸的影响： 4 1、上2图是模具公司做的模流，玻纤分布主要是左右向，这样取向对产品长度收缩影响

2、是2.414+2.097=4.511mm， 反推材料收缩是=4.511/1350=3.3414 2、下2图是湖石做的模流，玻纤分布有左右向，也有上下向，这样取向对产品长度收缩影响是5.437+2.181=7.618mm， 反推材料收缩是=7.618/1350=5.6429 不一样的开模方式，导致玻纤取向分布的不一样，也使收缩不一样，且差异较大。同样，收缩越大，变形也将越大。 玻纤分布的规律及对尺寸的影响：玻纤分布的规律及对尺寸的影响： 5 玻纤的分布规律：玻纤的分布规律： 1、浇口附近玻纤堆积较少； 2、在流动路经上，玻纤多在路径两边，且取向方向与路径方向一致； 3、材料流动末端玻纤堆积较多；

3、 4、产品的大面上玻纤较少，多堆积在产品边沿、角落等3面或3面以上与模具接触的地方； 5、结合线处会堆积较多玻纤； 6、产品细长部位堆积的玻纤较多； 玻纤对尺寸的影响：玻纤对尺寸的影响： 1、改性料加入填充剂，主要是为了破坏PP料的结晶，降低材料收缩，同时减小变形； 2、玻纤堆积较多的地方材料收缩将走收缩率的下限，导致收缩较小，产品局部尺寸较大； 3、玻纤堆积较少的地方材料收缩将走收缩率的上限，导致收缩较大，产品局部尺寸较小； 4、产品在收缩过程中，收缩不均匀，导致产品局部尺寸大和局部尺寸小的结合处时，产品就产生 了过渡变形。 所以：所以： 玻纤取向和堆积的多少及产品细长部位与宽部位结合等原因

4、是导玻纤取向和堆积的多少及产品细长部位与宽部位结合等原因是导 致长玻纤变形严重的主要原因。致长玻纤变形严重的主要原因。 取向、冷却取向、冷却 、收缩对产品变形的影响对比：、收缩对产品变形的影响对比： 6 下图，是E18手套箱外盖板的模流流动等值线、玻纤取向、 模具冷却温度、材料收缩对注塑产品的变形的影响。 显然取向对产品变形影响是最大的，也是最容易被忽视的 部分。 取向、冷却、取向、冷却、 收缩对变形收缩对变形 影响的比例影响的比例 是是7：1：2 玻纤材料的收缩率：玻纤材料的收缩率： 7 材料供应商提供的注塑材料的收缩率都是一个范围，举例如下： 厂商材料主要填充物 流动方向收缩 率 垂直流动

5、方向收 缩率 湖石15340EPDM+T206.87.3 basell 短纤（D06前沿盖 板） 1mm以内的短玻璃 纤维 1.97.5 泰科纳 12mm长纤的PP料12mm长玻璃纤维26 湖石12mm长纤的PP料12mm长玻璃纤维1.57.5 而开模时却总是用一个值来放收缩率，而开模时却总是用一个值来放收缩率， 一般情况取流动方向和垂直流动方向收缩之和的平均来开模放收缩。一般情况取流动方向和垂直流动方向收缩之和的平均来开模放收缩。 这就使开模放收缩与材料供应商提供的材料收缩率产生了矛盾。这就使开模放收缩与材料供应商提供的材料收缩率产生了矛盾。 材料的实际收缩率思考一：材料的实际收缩率思考一：

6、 8 材料供应商打样条： 1、基本都是哑铃型的长样条，宽度小长 径比大； 2、材料基本都是侧浇口或端面直浇口进 胶，依据模流流动等值线来判定，流动方 向基本都是长度方向，如右侧 例示图： 验证基本都是流动方向上的材料收缩率； 思考：思考： 1、如何验证垂直流动方向上的材、如何验证垂直流动方向上的材 料收缩率呢？料收缩率呢？ 2、如何能同时验证、如何能同时验证2个方向上的个方向上的 材料收缩率呢？材料收缩率呢？ 3、细长条（样条）宽度加宽，模、细长条（样条）宽度加宽，模 腔加宽，得出长方形，甚至正方形腔加宽，得出长方形，甚至正方形 的样条的收缩率会有变化吗？的样条的收缩率会有变化吗？ Basel

7、l的D06前沿盖板样条 湖石长纤样条 9 材料的实际收缩率思考二：材料的实际收缩率思考二： 注塑小组针对材料2个方向上的收缩不一样的问题做了一些理论推测如下： 假设有一个圆片的模具，浇口打在圆心上，直进胶，产品变形会如何呢？ 1、流动 等值线 如右上 图； 2、注塑 灌胶模 式如右 下图： 依据流动等值线，推测： 在材料注塑过程中，材料的流动方向和垂直流动方 向的方向分别如下图的红色和蓝色的指向方向。 当无数个箭头练成一体时： 1、所有的半径方向都是材料的流 动方向； 2、所有的同心圆是 材料的垂直流动 方向的方向。 知道了这些，那么 圆片将如何变 形呢？ 圆片变形推测：圆片变形推测： 10

8、几何推算： 1、假设模具圆片半径为R； 2、模具圆片周长为L； 那么其关系式应如下： L=2*3.14*R 假设用前面说的basell的短波纤材料注塑 成型： 注塑成型完成材料收缩后理论是： 1、塑料圆片的半径R塑=（1-1.9）*R； 2、塑料圆片的周长L塑=（1-7.5）*L 得到L塑2*3.14*R塑，那么这个圆片将 怎样变形呢？ 圆片的半径不变或变短的少，而圆周变 短的厉害，那么这个圆片如何变形呢？ 是球冠，如下一样的球冠： 且球冠的高度H就是开模方向上的圆片的 变形量。 H 变形量的计算：变形量的计算： 11 H 变形如球冠：如下： 取中间截面： 已知其弧长=2R塑=（1-1.9）*

9、R 已知球冠底面周长，可计算出球冠底面的半径 R冠底依据下面公式： L塑=（1-7.5）*L=（1-7.5）*2*3.14*R 截面弦长=2*R冠底=L塑/2*3.14 =（1-7.5）L = （1-7.5）*2*3.14*R H 球冠中间截面如下： 已知弧长、弦长， 求圆半径R和球冠高度H，可依据如下高解方程求解： Rn+1=(1+(L-2*Rn*SIN(C/(2*Rn)/(L-C*COS(C/(2*Rn)*Rn 求解结果是一个近似值：HR*(7.5-1.9) R：为注塑圆片样条的材料的流长， 变形量为流动方向与垂直于流动方向的方向上的收缩率之差乘以材料的流长。 长方形或哑铃型样条的收缩：长

10、方形或哑铃型样条的收缩： 12 材料供应商提供的样条如下： 上图为basell提供的D06前沿盖板的样条 上图为湖石l提供的长玻纤材料的样条 细长型样条或产品局部的细长 条结构的部分，在注塑成型过 程中将会如上图标示的地方所 示： 整体来看，不管浇铸系统如何 布置，材料的流动方向都是长 度方向，材料收缩将都趋向于 收缩范围小的值，产品局部尺 寸将放大。 细长部位尺寸的观察与思考：细长部位尺寸的观察与思考： 13 这些 产品 的局 部部 位都 是细 长部 分 从流动等值线来看，材料的流动方向是垂直于等值线 的左右方向。 也就是说上面放大图的左右方向的材料收缩将走材料 收缩的下限。 尺寸将会比数模

11、要求的相对偏大。 同样从左下图来看这些细长部位玻纤堆积比较严重， 尤其右上角的细长部分玻纤堆积最严重，几乎为全红 色，也说明这里的尺寸将是收缩最小，局部尺寸最大。 金桥注塑小组对模具上下（上图产品）对材料流动的 趋向性的制约称之为约束。约束。 越窄，则约束越大，长度尺寸收缩越趋近于材料收缩越窄，则约束越大，长度尺寸收缩越趋近于材料收缩 下限，局部尺寸越大。下限，局部尺寸越大。 E18除雾格栅前沿上拱变形就是例子。除雾格栅前沿上拱变形就是例子。 控制长度：控制长度： 14 如左图所示的E18手套箱外盖板的模流流动等值 线图和有着类似结构手套箱外盖板及其开模方式 的产品的模流分析报告内的玻纤分布示意图。 R 假如把产品如上图分成3个部分，浇口在中心的话，那 么产品变形由于局部尺寸长，局部尺寸短，导致产品 变形如下面马鞍状，而尺寸变化如美人腰。 而这些变化量的起始位置，也就是 起始点与浇口的距离，就是上图 所示的R的长度，这就是控制长度。 产品典型结构对变形影响及解决方案一：产品典型结构对变形影响及解决方案一： 15 类似长方形的结构的产品： 两点和三点进胶 产品典型结构对变形影响及解决产品典型结构对变形影响及解决