PC ABS材料在超大型液晶電視機后殼的應用

摘要：PCABS材料在超大型液晶電視機后殼的應用摘要:PCABS是一種綜合性能優良應用日益廣泛的工程塑料，通過適當地工藝設置，采用必要的注塑及輔助設備，可以成型超大型液晶電視機后殼。

關鍵詞：注塑；熱流道；針閥程序控制；注塑工藝

ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯）和聚碳酸酯（PC）都是應用非常廣泛的工程塑料，ABS具有良好的加工性能和較好的力學性能，且流動性較好，但其耐熱性較差；PC屬于無定形熱塑性樹脂，具有優良的綜合力學性能，但其加工性較差，價格較高。結合上述兩種材料的優點可以互補長短，因此近年來對于PCABS合金的研究和應用已經非常廣泛。這種合金材料由于具備優良的加工性能以及較好的綜合力學性能，所以在計算機、電氣設備、汽車部件以及家電行業得到非常廣泛的應用。

本文重點分析PCABS在超大型液晶電視機后殼上的應用。

一、PCABS的注塑成型工藝

1、原料干燥

因為PCABS為弱吸水性材料，其平衡吸水率約為0.3%~0.5%，水分不但對PCABS的強度影響較大，而且對制品表面也將產生比較嚴重的缺陷。因此必須采用干燥工藝對之進行除濕，使其含水量降至0.1%以下才能進行正常的注塑作業。干燥條件為80~90℃；4~6小時，以含水量低于1%為準。

2、成型過程

在注塑成型過程中應考慮成型溫度、注塑壓力、注塑速度、料量、熱流道設置、模具溫度及成型時間等。

（1）塑化過程

塑化，是指原料在注塑機料筒內經過加熱和剪切作用，使原料具有良好的可塑性的過程，是注塑過程的準備階段。塑化（預塑）結束位置一般在料筒前段材料約等于成型產品所需材料的1.1~1.2，注塑完成后螺桿應保持在5~20毫米位置為宜。

在超大型后殼類產品注塑中一般保留12~14毫米（2800噸注塑機）。塑化量太大使材料在料筒內停留時間過長，會引起原料受熱時間過長而造成分解；塑化量太小，會使注塑產品成型不足或表面縮癟、凹坑。螺桿轉速將直接影響塑化時間和塑化質量，過快則容易造成塑化不均等現象，過慢則會造成生產周期延長生產效率減低。在超大型后殼產品成型中螺桿轉速一般設置在50%左右。

為實現材料順利成型料筒溫度必須達到材料的熔融溫度以上，但料筒溫度太高將會導致材料分解，使產品發脆而造成廢品。一般在超大型后殼類產品成型工藝中我們選擇210~245℃。

（2）注塑過程

注塑過程是指在螺桿的擠壓作用下，熔融的材料通過料筒噴嘴、流道、澆口進入型腔的過程。在這個過程中最主要的決定因素是注塑壓力、速度以及熱流道溫度和模具溫度。

在超大型后殼產品上，我們采用了多點熱流道順序開閉澆注系統，由于產品較大，流道溫度我們選擇了210~220℃，進料口（澆口）溫度根據產品特征設置在220~235℃，之所以設置較高的進料口溫度，是因為進料口閥針開閉順利的需求。

由于產品較大，流程較長，我們采用了熱水和電熱棒對模具溫度進行控制，定模通過熱水和特殊區域埋設加熱棒的方法是溫度保持在80℃左右，動模使用熱水保持在60℃左右。注塑壓力采用高—中—高—低的模式，避免充填不足以及制品收縮的問題。

注塑速度產用低—高—中—低的模式，使產品在順利成型的同時避免澆口處氣斑及熔體破裂現象的發生。

針閥開啟時刻及關閉時刻則根據產品特征及熔接痕位置來進行調整。

（3）冷卻過程

注塑及保壓完成后，熱流道針閥按設定程序關閉，產品進入冷卻階段，其主要控制因素冷卻時間。

由于采用了較高的模具溫度，使得制品的冷卻時間較長，約需要32秒左右。

（4）制品取出過程

這是指注塑機通過頂出油缸將產品平穩地推出動模的過程，該過程對于超大型后殼類產品而言，主要應控制頂出速度，我們設置為慢—快—慢的模式，以保證產品在頂出過程中不至于變形。

二、主要設備及輔助技術

1、注塑機

我們采用了液壓全自動2800噸注塑機，輔以雙向吸料機、除濕干燥機、熱流道溫度控制器，澆口針閥程序控制器，模具溫度控制器（水媒介）全自動三軸伺服機械手等。

注塑設備采用變量泵、閉環電子尺控制技術，可以比較精確的控制注塑工藝參數，使生產得以穩定連續。

2、除濕干燥機

采用除濕干燥機的理由是，產品料量較大（4500克）材料內水分含量較高，采用除濕干燥機可以提高干燥速度，保證制品品質。

3、針閥程序控制器

針閥程序控制器精確到0.01秒，可以有效地精確地控制針閥開閉時間從而保證制品熔接痕受控，減少其他表面問題，控制制品各部分尺寸。

4、機械手

三軸伺服機械手可以有效地保證走位精度和取件速度，提高生產效率減輕員工作業強度，保證每一次生產周期恒定不變。

三、模具技術

由于制品巨大，材料流程較長，所以模具部分筋條處埋設電熱棒，使模具局部溫度可以精確的控制在比較高的范圍內；部分封閉結構開設排氣鑲塊以保證充模順利；采用了60點溫度控制的熱流道系統，以精確控制各區域各部分流道和進料口的溫度。

四、典型工藝

料筒溫度：195℃、210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、220℃。模具溫度：定模80℃，動模60℃，定模采用電熱棒+熱水；動模采用熱水。流道溫度：分流道溫度控制在210~220℃，進料口溫度控制在220~235℃。注塑壓力：55%、45%、35%、20%；保壓壓力：25%、15%。注塑速度：20%、85%、65%、35%。注塑時間：充模7.8~8秒；保壓時間：18秒~20秒。冷卻時間：

30~32秒；周期時間：95~97秒。材料干燥溫度：90℃；干燥時間：4.5小時。

結語

PCABS通過設備和模具的精細設計，可以滿足60寸以上液晶電視機后殼的注塑生產，通過熱流道系統以及程序針閥控制設備，能夠得到比較滿意的制品外觀和比較精確的制品尺寸，且可以實現連續的大規模全自動生產。

參考文選

[1]梁基照.PCABS合金力學性能研究，P1