团状模塑料注射车灯反射镜工艺分析

BMC作为一种玻璃纤维增强不饱和聚酯的先进性热固性复合材料，自50年代末开发以来，倍受人们关注，得到了迅速发展与常用热固性塑料一样，BMC的成型技术包括压制成型传递成型和注射成型三种方法，其中注射成型具有自动化程度高、成型周期高、制作表面质量好、以及良好的制件成型工艺性等优点BMC注射成型制件具有尺寸精度和稳定性好变形小、制件表面光洁平整机械强度高尤其是比强度和比刚性高、优异的电性能、耐电弧性、耐热性、耐燃性等优点，因此广泛地应用于光学仪器、电气、汽车等行业BMC材料作为一种先进的复合材料，是一种优异的光学反光镜材料，特别对于那些要求制品尺寸稳定、精度高、形状复杂耐热耐老化的精密光学仪器零件，BMC注射成型的制品可以发挥很好的作用，具有广阔的应用前景。2 BMC材料和注射机特征BMC材料团状模塑料BMC是不饱和聚酯树脂短切玻璃纤维、填料以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。

　　BMC的制造工艺分两步进行，第一步是用高剪切型搅拌机制取树脂、引发剂、颜料、脱模剂及填料等组份的树脂浆料，以上各种组份中填料应后加入，先加其它组份搅拌均匀，然后徐徐加填料使之分散均匀。第二步，将搅拌好的浆料倒入Z形绞刀式混料机或行星混料机，并加入玻璃纤维短丝，再搅拌混合15min后即可卸料，料团进一步用捏合机捏合成团状料。

　　BMC材料注射成型制件具有优异的性能，其拉伸强度可达4.可在2O0C下长期使用而性能不发生显著下降，电性能优良，特别是耐电弧性能优异，热膨胀性好，热膨胀系数一般为2<10-8m/C~3<10-8m/C，在较大温度范围内保持相对稳定，这些优异的性能使BMC材料作为光学材料具有广阔的前景。

　　BMC注射机特性热固性塑料注射机是在热塑性塑料注塑机的基础上发展起来的，在结构上有很多相同之处由于车灯反射镜结构复杂、尺寸精度要求高和后道工序较多，所以大都采用注射成型。另一方面美国HPM公司、意大利MIR公司和日本新泻公司等设备制造商陆续推出BMC专用机，进一步促进了BMC注射成型技术的发展BMC材料是玻璃纤维增强和硬质无机物CaC3填充的热固性塑料，在注射成型过程中，有大量的小分子单体必须被排除，其中BMC材料的特殊性能，各种型号的BMC注射机有共同的特征，注射机的螺杆无供料段压缩段和计量段的区别，是等距离等深度的和压缩比的，对BMC材料不起压缩作用，只起输送料的作用，防止因摩擦热太大引起材料固化为了防止BMC材料固化而扭断螺杆，螺杆的转动一般采用液压马达喷嘴是敞开式的，孔口直径较小，便于拆卸和硬化物阻塞时立即进行清理为了保证BMC材料的均匀稳定温度，料筒必须辅以水循环加热系统，这种加热恒温系统能自动控制，易于调节。BMC材料在成型时，有大量的低分子量不饱和聚酯和苯乙烯等需要及时被排除，否则BMC制作质地疏松，故BMC注射机的锁模结构应能满足放气操作的需求，一般采用增压油缸对快速开模和合模动作进行控制来实现的，当增压油缸卸油时，可使压力突然减小而打开模具，瞬间又对增压油缸充油而闭合模具，从而达到开小缝放气的目的。

　　3成型工艺BMC材料是一种复杂的复合材料，影响注塑制件质量的因素较多，材料的各项性能指标和注塑工艺都制约着制品的质量，要生产出优良的制品，不同批号的材料和不同性能指标的材料必然要求相应地调整注塑工艺塑料的注塑过程主要包括塑化过程、注射充模过程和固化过程其中，塑化过程需要控制的条件包括料筒温度、螺杆转速和螺杆背压；充模过程包括注射压力、充模速度和保压时间；固化过程包括模具温度和固化时间BMC塑料在受热中不仅有物理状态的变化，还有化学变化，并且是不可逆的注射前BMC中的不饱和聚酯是线型的分子链上有反应双键和分子量相对较低，在注射机料筒内预热后，通过螺杆剪切进入模具型腔后继续加热，此时BMC中的不饱和聚酯树脂通过与苯乙烯交联共聚，使线型树脂变成体型结构，并由低分子变成大分子，故BMC注塑时需要：（1）成型温度必须严格控制，通常大都采用恒温控制的蒸汽加热系统；（2）BMC塑料在模具内发生交联反应，未反应的苯乙烯等低分子物必须排出，注射机必须辅助抽；f-备3.1料筒温度螺杆转速和螺杆背压BMC注塑时，温度控制是最关键的，因为对塑料流动性和硬化速度等均有影响，而这些又对成型工艺和制品质量有密切关系由于BMC材料中的引发剂一般是过氧化物，分解温度较低，易引发苯乙烯聚合，为了避免苯乙烯与不饱和聚酯共聚交联后，阻塞注射机的喷嘴，所以注射机的喷嘴和料筒温度较低，一般控制在35C~45C之间如果料筒温度太高，线形分子过早交联，失去流动性，使注射不能顺利进行，塑料从料斗进入料筒后，不能有温度突变，否则会引起物料粘度变化，发生充填不良。是材料注塑温度分布及注射机中物料粘度随时间的近似变化曲线。

　　螺杆转速应根据物料的粘度变化而相应变化，粘度小的材料摩擦力小，螺杆后退时间长，转速可提高一些，粘度大的材料预塑时摩擦力大，物料很快到达螺杆前端，混炼不充分，应降低转速使物料充分混炼和塑化BMC塑料的粘度相当大，转速不能太大另一方面，料筒内螺杆旋转的预塑工序与模内的固化反应是同时进行的，热压时间总是大于预塑时间，因此螺杆的转速不必过高，转速过高，螺杆与料筒之间的剪切热易导致部分过热，成型条件难以控制丨车灯反射镜制作一般较小，只是对尺寸的精度要求较高，结构较复杂，螺杆转速不能太大，一般控制在45r/min~55r/min为3< 2注射压力、注射速度和保压时间注射压力的作用是将料筒内的熔料注入型腔内，还对充填在型腔内的塑料起保压作用，注射压力在流道内的损失很大型腔压力仅为注射压力的‘%为了生产出合格的制品注射压力宜高！些。注射压力技越高，制品的密度越大，力学强度和电性能都较好，但是注射压力高会引起制品内应力增加，飞边增多和脱模困艰车灯反射镜制件一般较小，结构较复杂，为了保证在后道工序上对反射面涂底漆和镀铝，尤其是远离浇口的部位，所以注射压力必须足够大一般BMC材料注射都是采用3段或者4段压力，如第一段压注射速度随注射压力变化，注射速度快，预塑物料通过喷嘴处获得摩擦热，使熔料温度提高，可缩短固化时间，但是注射速度太快，模具内低分子气体来不及排出，将在制件的深凹槽凸筋四角等部位出现缺料、气痕、接痕等现象，这些缺陷对车灯反射镜的质量是致命的。注射速度过低，制品表面易产生波纹等缺P由于反射镜结构比较复杂，为了保证BMC物料在模具内的流动，需要相对较高的注射速度，与注射压力相对应，注射速度也采用3段或者4段控制，第一段速度Vi为11m/s，第二段速度V2为0.09m/s，第三段速度V3为Q 0.06m/s，第四段速度V4为0.06m/s注射结束，模具内BMC逐步固化收缩，这时应继续保压，向模具内补充因收缩而减少的塑料。

　　反射镜的特殊要求，注射成型的工艺一般为螺杆转速45r/min~通过严格控制BMC材料的各项特性指标和成型工艺条件，BMC注射成型制件的质量稳定，表面平整度高，尺寸精度高，稳定性好，是一种优异的多曲面异型反光镜材料