我們都知道模具設(shè)計(jì)不當(dāng)往往會(huì)造成最終產(chǎn)品出現(xiàn)這樣或那樣的缺陷，大大的延誤了我們的生產(chǎn)效率。所以，在對(duì)模具進(jìn)行交付使用之前，通常要先進(jìn)行試模和評(píng)估，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)，這樣才能避免和減少不必要的誤差，達(dá)到事半功倍的效果，同時(shí)滿足批量生產(chǎn)的高質(zhì)量要求。
為何一定要試模？
大多數(shù)成型產(chǎn)品的缺陷是在塑化和注塑階段造成的，但有時(shí)也與模具設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān)，可能的影響因素包括：模腔數(shù)，冷/熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，射入口的類型、位置和尺寸，以及產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)等。因此，為了避免由于模具設(shè)計(jì)而造成的產(chǎn)品缺陷，我們需要在制作模具的時(shí)候，對(duì)模具的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)進(jìn)行分析。
在獲得試模結(jié)果后，操作者通常需要對(duì)模具的具體情況進(jìn)行評(píng)估，以免在對(duì)模具進(jìn)行修改的過程中增加不必要的成本和時(shí)間。多數(shù)情況下，這種評(píng)估還包括對(duì)機(jī)器工藝參數(shù)的設(shè)定。也就是說(shuō)，為了彌補(bǔ)模具設(shè)計(jì)中的不足，操作者可能會(huì)在不知情的情況下進(jìn)行了不正確的設(shè)置。在這種情況下，設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)作過程是不正常的，因?yàn)樯a(chǎn)合格產(chǎn)品所需的參數(shù)設(shè)置范圍非常小，一旦參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)任何微小的偏差，可能會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出所允許的誤差范圍，而由此產(chǎn)生的實(shí)際生產(chǎn)成本往往比事先進(jìn)行模具優(yōu)化所產(chǎn)生的費(fèi)用高得多。
試模的目的就是要找出優(yōu)化的工藝參數(shù)和模具設(shè)計(jì)。這樣，即便是材料、機(jī)器設(shè)定或者環(huán)境等因素發(fā)生了變化，依然能夠確保穩(wěn)定和不間斷的批量生產(chǎn)環(huán)境，而不僅僅是為了獲得一個(gè)好的樣品。這一點(diǎn)非常重要。
圖1 填充試驗(yàn)：尋找轉(zhuǎn)壓點(diǎn)
試模的基本步驟
步驟1.設(shè)置料桶的溫度。
這里需要注意的是，初始的料桶溫度設(shè)置必須依據(jù)材料供應(yīng)商的推薦。這是因?yàn)?，不同廠家、不同牌號(hào)的相同材料可能具有相當(dāng)大的差異，而材料供應(yīng)商往往對(duì)自己的材料有著相當(dāng)深入的研究和了解。用戶可根據(jù)他們的推薦進(jìn)行基本的設(shè)置，然后再根據(jù)具體的生產(chǎn)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)。
圖2 注射速度的優(yōu)化
除此之外，還需要使用探測(cè)器測(cè)量熔體的實(shí)際溫度。因?yàn)槲覀兯O(shè)定的料桶溫度往往由于環(huán)境、溫度傳感器的型號(hào)和位置深度不同等原因，并不能保證與熔體溫度100%的一致。有時(shí)由于油污的存在或其他原因，熔體的實(shí)際溫度和料桶的設(shè)置溫度差別很大（以前，我們?cè)羞^兩者溫差相差高達(dá)30℃的例子）。
步驟2.設(shè)置模具的溫度。
同樣，初始的模具溫度設(shè)置也必須根據(jù)材料供應(yīng)商提供的推薦值。
需要注意的是，我們所說(shuō)的模具溫度指的是模腔表面的溫度，而不是模溫控制器上顯示的溫度。很多時(shí)候，由于環(huán)境以及模溫控制器的功率選擇不當(dāng)?shù)仍?，模溫控制器上顯示的溫度與模腔表面的溫度并不一致。因此，在正式試模之前，必須對(duì)模腔表面的溫度進(jìn)行測(cè)量和記錄。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)模具型腔內(nèi)的不同位置進(jìn)行測(cè)量，查看各點(diǎn)的溫度是否平衡，并記錄相應(yīng)的結(jié)果，以為后續(xù)的模具優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。
步驟3. 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初步設(shè)定塑化量、注射壓力的限定值、注射速度、冷卻時(shí)間以及螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。
步驟4.進(jìn)行填充試驗(yàn)，找出轉(zhuǎn)換點(diǎn)。轉(zhuǎn)換點(diǎn)是指從注射階段到保壓階段的切換點(diǎn)，它可以是螺桿位置、填充時(shí)間和填充壓力等。這是注塑過程中最重要和最基本的參數(shù)之一。在實(shí)際的填充試驗(yàn)中，需要遵循以下幾點(diǎn)：
（1） 試驗(yàn)時(shí)的保壓壓力和保壓時(shí)間通常設(shè)定為零；
（2） 產(chǎn)品一般填充至90%~98%，具體情況取決于壁厚和模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（3） 由于注射速度會(huì)影響轉(zhuǎn)壓點(diǎn)的位置，因此，在每次改變注射速度的同時(shí)，必須重新確認(rèn)轉(zhuǎn)壓點(diǎn)。
通過填充試驗(yàn)，用戶可以看到材料在模腔里的流動(dòng)路徑，從而判斷出模具在哪些地方容易困氣，或者哪些地方需要改善排氣等。
步驟5. 找出注射壓力的限定值。在此過程中，應(yīng)當(dāng)注意注射壓力與注射速度的關(guān)系。對(duì)于液壓系統(tǒng)，壓力和速度是相互關(guān)聯(lián)的。因此，無(wú)法同時(shí)設(shè)定這兩個(gè)參數(shù)，使其同時(shí)滿足所需的條件。
圖3 保壓時(shí)間的優(yōu)化
在屏幕上設(shè)定的注射壓力是實(shí)際注射壓力的限定值，因此，應(yīng)當(dāng)將注射壓力的限定值設(shè)定為始終大于實(shí)際的注射壓力。如果注射壓力限定過低，使得實(shí)際注射壓力接近或超過注射壓力的限定值，那么，實(shí)際的注射速度就會(huì)因?yàn)槭艿絼?dòng)力限制而自動(dòng)下降，從而影響注射時(shí)間和成型周期。
步驟6. 找出優(yōu)化的注射速度。這里所指的注射速度，是同時(shí)滿足使填充時(shí)間盡量短，同時(shí)填充壓力盡量小的注射速度。在這一過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：
（1）大部分產(chǎn)品的表面缺陷，特別是澆口附近的缺陷，都是由于注射速度引起的。
（2）多級(jí)注射只在一次注射不能滿足工藝需求的情況下才使用，特別是在試模階段。
（3）在模具完好、轉(zhuǎn)壓點(diǎn)設(shè)定正確，且注射速度足夠的情況下，注射速度的快慢與飛邊的產(chǎn)生沒有直接關(guān)系。
步驟7.優(yōu)化保壓時(shí)間。
保壓時(shí)間也即是澆口的冷凝時(shí)間。一般，可以通過稱重的方式確定澆口的冷凝時(shí)間，從而得到不同的保壓時(shí)間，而最優(yōu)化的保壓時(shí)間則是使產(chǎn)品模重達(dá)到最大時(shí)的時(shí)間。
步驟8. 優(yōu)化其他參數(shù)，如保壓壓力和鎖模力等。
最后，需要強(qiáng)調(diào)的是，試模的目的和重點(diǎn)在于優(yōu)化模具和工藝，以滿足批量生產(chǎn)的要求，而不僅僅是試驗(yàn)出好的產(chǎn)品試樣。