之前我們講了模具的分類,今天繼續這一內容,分別介紹這五大成型方式所對應的模具。由於內容較多,我們會將五個不同類別分別作為一個篇幅,今天先講述其中最為重要的
型腔成型(Cavity Molding)及型腔模具(Cavity Mold)
在第一講中,我們已經順帶提到了“型腔成型”的概念,而“型腔模具”可謂是所有模具類別中最為重要的一種。
讓我們先來回顧一下型腔模具(Cavity Mold)的概念。
“型腔模具”就是將被加工材料,通過一定手段注入一個相對密閉的模具腔體內,最終使該材料在腔體內固化成型的模具。
在這一概念中,有兩點值得注意:
密閉的模具腔體-----也就是所說的“型腔”,“型腔”是模具內一個相對密閉腔體,使被注入的材料不從模具中流失,該模具腔體的形狀與產品的形狀大致相同。
(注:這里所謂的密閉是一個相對的概念,有些型腔模具也有開放的部分---比如冰格的上口是開放的,具體要看產品的要求。而且絕對密閉會使型腔內的氣體無法排出,對於材料的填充也是不利的。)
被加工材料-----對於型腔模具來說,被加工材料至少需要有兩種形態,即液態(至少是半液態)及固態。為了使加工材料方便地注入模具型腔,所以在進入模具型腔是,被加工材料須是液態(半液態),且該形態的材料也更具有可塑性。在經過一定時間之后,被加工材料在模具中固化,從模具中取出后,被加工材料也就成了我們所需要的產品。
另外值得一提的是,被加工材料還需具備,在工作溫度下保持固有形態穩定不便的能力。通常情況下,塑料和低熔點的金屬被經常使用於型腔成型,而其中尤以塑料居多。
接下來讓我們看看身邊有哪些與“型腔模具”有關的產品吧,除了我們之前介紹的冰格或是月餅模具之外,我們周圍產自於“型腔模具”的產品不計其數。而大多數是塑料產品(這與塑料的特性有關,參看上文的“被加工材料”一節),諸如塑料杯、塑料碗、牙刷、家用電器的塑料外殼、電腦鍵鼠等等,都是“型腔模具”的產品。
下面讓我們通過一個比較典型的“型腔模具”案例,來看看這種模具是如何工作的吧:
這是一個典型的蓋類零件,當然你也可以將其視為水杯,或是其它容器,而該產品的材料也可以是塑料或者金屬。
以下這個四格漫畫,反映了該產品的成型過程:
第一步:模具兩個半模相對運動至閉合,形成一個相對密閉的型腔。
第二步:將處於液態的被加工材料通過模具的一個通道(即“澆注口”)注入模具型腔
第三步:在一段時間過后,被加工材料在模具型腔內固化,產品初步成型。
第四步:成型后的產品被從模具中取出,隨之模具等待下一輪的成型過程。
在這個成型過程中,以下幾點需要特別說明一下:
1. 為使被成型后的最終產品能從模具中取出,型腔模具通常至少分成2個部分(稱為半模),專業術語稱其為上模和下模,或者動模和定模。
2. 兩個半模的閉合后,即形成一個密閉的型腔,而兩個半模的結合處(專業術語稱為“分型面”,之后會有專門篇幅介紹)需要留有一些間隙,以方便在注入被加工材料時,型腔內的氣體從此處排出。
3. 對於型腔模具來說,有兩種方式將被加工材料放入模具型腔,使用最普遍的方法,如我們剛才所介紹的例子:是將處於液態的被加工材料,通過一個通道注入模具型腔,而這一通道的專業名稱為“澆注口”簡稱“澆口”。
而另一種方法的使用的場合相對較少:是將半液態的被加工材料,先放入兩個半模中的一個,然后將兩個模具閉合,在閉合模具的壓力作用下,使被加工材料在模具型腔內成型。
4. 模具的“澆注口”可以有一個或者多個,其形式和大小也多種多樣(之后會有專門的篇幅介紹“澆口”),在大多數情況下,澆注口最后需要從成型的產品上去除。
至此,關於型腔模具的介紹就可以告一段落了,你是否已經了解了整個成型的過程和作用機理了呢?如果還沒完全弄明白的話也不用着急,因為“型腔模具”是最為重要的一個概念,這放面的內容還會不斷穿插於今后的篇幅內,這一概念也會不斷被強化。
最后還有一個重要的內容值得一提,型腔模具通常被用來成型那些,壁厚相對較厚、對最終產品的強度有一定的要求、且有時產品的內部或外部還附帶一些輔助結構的產品。這是一個產品選擇成型方式及模具的准則,在之后的講述中,我們會以更多的實際產品案例,來復述這一准則。
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課后作業:
1. 回顧典型型腔模具的成型過程
2. 根據最后提到的,關於那些產品適合於“型腔成型”的內容,看看你身邊有哪些產品是適合於“型腔成型”的呢?
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