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树脂模具多开模制作方法和树脂模具制作工艺

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发表时间:2018-05-28 11:08来源:聚氨酯制品手册

  有些鞋底存在上小、下大层面或者多色层面,在这种情况下,需做分型处理,一般称为双开模、三开模等。传统的金属模具制作多开模具费用非常高,而采用树脂模具制作多开模具有快速、廉价的特点。多开模的制作方法如图1所示。


多开模的制作方法.jpg

图1 多开模的制作方法


  如果鞋底母样的横切面是上小下大的形状采用单开模具是不行的因为上小下大差别太大PU鞋底浇注完成后脱不出来或者出现烂泡问题。所以这种情况下须采用双开模具。双开模具的模框为上、中、下3个模框2个铰链如图1(d)所示。制作过程与单开模的差别:下模制作完后将中间一层模框安放上去刷面胶然后上一层紧固层最后作一层填充层。待中模框完成后再作上模。这样仅仅多了一次中间模框制作其余方法与单开模一样类似的多开模也是这样制作的。


  图1(a)为一鞋底母样的横截面。谈到制作树脂模具时首先有一个母样将母样处理好后按图4-1(b)所示准备做一个保护边胶条这个胶条可采用橡胶条厚度3~5mm高度6~10mm截面呈平行四边形。这个胶条可剪、可裁。类似橡胶软硬的其他材料也可制作EVA发泡板等。


  准备好保护边胶条以后将胶条用502胶水沿鞋底母样周边一圈涂抹粘胶。图1(g)就是采用有保护边胶条最后制作出来的模具型腔。从图1(g)中可以看到模框分型面与覆盖样分型面不重合。不采用保护边胶条最后制作出来的模具型腔如图1(j)所示。模框分型面与鞋底母样分型面重合在一起。显然模具型腔分型面的尖角部分易损坏。在许多情况下都不会采用这种方式制作。


  保护边胶条和鞋底母样粘成整体后再粘在一个支撑板上[图1(c)]这个支撑板一般采用PVC塑料薄板人在1~3mm。要求表面光洁有一定的柔软性和刚性。因为这支撑板要随鞋底母样楦型曲线支撑母样[图1(d)]。支撑板与保护边胶条也用502胶水副结成整体。


  完成这一工序后就刷脱模剂。脱模剂一般采用乳状蜡和水状蜡。水状蜡浸透性好适合花纹图案复杂、有死角的地方也适合第一遍脱模剂处理。第二遍一般用乳状蜡再涂刷一次乳状蜡与水状蜡实际上是一种具有挥发性有机溶剂与固态蜡的熔融物。当挥发性溶剂散发后留在鞋底母样表面上的是薄薄的一层固态蜡。直接采用固态蜡涂抹抹不均匀且脱模蜡抹得过多、过少对后面的操作都不利。


  最后开发出了一种光亮剂处理鞋底母样的技术这种光亮剂类似于一种喷塑薄膜处理技术其操作比较简单只需将光亮剂用喷枪喷在母样表面上常温固化形成薄膜即可。这种薄膜仅0.1~0.2mm厚将鞋底母样表面缺陷遮盖了同时光洁度非常高。这样树脂模具型腔表面光洁度也非常高浇注出来的PU鞋底也非常光洁。另外它使聚氨酯浇注过程中脱模剂用量减少脱模轻松容易。模具型腔制作完成后这层薄膜可以轻轻撕去。


  待上述工序完成后将鞋底母样翻过来刷第一层面胶面胶一定要刷得均匀到位同时不产生气泡刷第一、第二遍面胶一定要薄否则容易产生刷不到位和产生气泡现象。气泡来源:外部空气夹在面胶内部排不出来;树脂胶在反应过程中产生的反应性气泡。面胶的厚度控制在1~2mm为宜。


  面胶材料一般采用的是胶衣树脂这种胶衣树脂的牌号较多既有进口的也有国产的无论进口与国产主要看其性能指标如何。面胶对压缩强度要求较高至少要达到100MPa以上;硬度90左右;拉伸强度在40MPa以上;挠曲强度在45MPa以上;黏结强度在12MPa以上。满足以上指标条件的树脂即可作面胶材料。另外颜色多为蓝色因为蓝色表面观察缺陷较方便。面胶的黏度在50000mPa·s(25℃)以上流动性很差相对密度达1.5左右。使用时要添固化剂和催化剂也有将这两种助剂配制在一起的。一旦助剂与树脂混合后要及时操作否则超过一定时间就无法操作了。这个可操作时间宜控制在40min左右。但它随环境温度变化而变化环境温度在30℃以上和10℃以下都会明显影响操作。所以有条件的最好在空调房间进行操作。环境温度在25℃至28℃最佳。在这个条件下硬化时间在2h左右树脂的反应性能与聚氨酯的反应性能极为相似也是一个生热与放热的平衡关系。有的人不了解这一关系涂上树脂以后想尽快硬化采用加热的办法促使其硬化。结果表面硬化以后里面始终不能硬化。因为表面硬化过快里面的热释放不出来这样肯定会产生外硬内软的现象。所以操作时一定要按原料供应厂家提供的规范去操作。


  第一层面胶处理完后要上第二层面胶。第一层面胶可称为拓形层第二层面胶可称为加固层。加固层的材料仍然是胶衣树脂。其拉伸强度较第一层胶衣高压缩强度低一些。也就是韧性强一些硬度稍低一点。但是在第二层面胶中应加一些铝粉(300目以上)以增加强度和散热性。厚度一般在2~4mm仍然要注意产生气泡的问题。


  两层面胶刷完后将其放入下模金属框内金属模框采用5mm厚的钢板拼接而成。金属框内焊上两层嵌件防止树脂因粘接力不够而整体从模框脱落情况的产生。程序进行完后进入树脂填充制作阶段。填充层材料是191~196树脂另加石英砂粒度为30~50目其目的是减少树脂使用量降低成本同时增加散热性。树脂与石英砂比例为1:8(质量比)金属模框内表面应作脱脂、脱油处理以免影响树脂粘接力金属模框一般不用金属板封底因为这样对散热不利这种散热是指PU鞋底浇注后模具的散热要求。


  填充操作完毕后脱掉支撑板保护边条鞋底母样下模型腔就露出来了模具型腔出来后用油石将尖角部分轻轻去掉然后检查型腔表面有无缺陷有缺陷可用树脂填补。固化后采用600目以上的极细砂布加水砂光表面。


  在树脂模具制作中金属模框的结构和制作方法如下。图2(a)所示是一个树脂模具的模框结构。模框采用普通钢板。牌号:Q235(A3)厚度4~6mm。在分型面未形成以前一个模框就是4块钢板。这4块钢板的尺寸按图2(a)所示确定。一套模具为6副6个码。将每个码的母样尺寸按图2(a)所示进行上、下、左、右扩放即为下料尺寸。这个扩放量考虑了树脂模具有一定的强度。同时尽可能用均匀的扩放量以保证散热的均匀性。树脂从乳状到固化的过程是一个化学反应过程也是一个生热与放热的平衡反应这跟PU原液到固化成型极为相似。严格一点讲上模框应按图2(a)中倾斜的虚线制作。实际上虚线结构应是更为合理的结构。但许多厂家并未注意考虑虚线结构。4块钢板准备好以后按母样曲线作为分型面曲线划在钢板上分型面曲线划好后可采用:①氧气乙炔火炬焰切割;②线切割(电加工)机器切割;③等离子火焰切割;④錾子切割。线切割方法分型面精度高但费用高;氧气乙炔方法简单;用錾子切割需一定的钳工技术费用最低效果也不错。分型面精度越高树脂模具制作出来效果越好。


金属模框的结构和制作方法.jpg

图2 金属模框的结构和制作方法


  分型面完成后上下模框也就可组焊起来。上下模框焊接后在内表焊上防脱落的嵌件。在上、下模框之间焊上一个铰链用以翻转模具。金属铰链材料为45#钢调质处理。铰链配合间隙控制在0.05~0.10mm间隙过大易形成抬模现象。抬模会使“飞边”(废料边)过厚这样既浪费PU原料又使PU鞋底质量受到影响。铰链间隙过小又容易产生分型面排气不畅从而形成烂泡现象。采用45#优质钢加上调质处理可增加铰链的耐磨性。铰链制作可用冷拉优质钢棒及钢管组合而成也有车削加工的。


  同样锁紧手柄也有一个铰链铰链间隙也在0.05~0.10mm。锁紧手柄的作用就是让上下模框锁紧。锁紧手柄的结构如下。


①偏心锁紧。利用一个偏心轮偏心压紧偏心量的大小要合适。


②斜面锁紧如图2(a)所示。利用一个斜面将上下模楔紧。这个斜面的斜度太小,太大都会锁不紧上下模框。为了增加偏心轮和斜面块的耐磨性应采用45#钢调质处理。生产中这个锁紧手柄工作频率比较高。从可靠与方便考虑应采用连杆结构的锁紧装置。上面①、②两种结构现在被普遍采用但是其效果都不如连杆锁紧结构的手柄。


  在模框上面应焊2个开模支点如图2(a)所示。这2个开模支点分别焊在上、下模框上开模时须用一根铁棒(管)放在开模点中间用力分开上下模不可在其他地方用力否则将损坏模具。


  最后在模框上焊上一个开合手柄用于开合上下模。这样一个完整的金属模框也就完成。


  接下来开始制作上模。如图2(b)所示将省料柱安放在下模的母样圆孔中。省料柱一般采用直径为8~10mm的金属圆条表面可光洁一些。因为脱模时光洁的省料圆柱脱模较易。这些圆条可采用冷拉圆钢冷拉圆钢较热轧圆钢表面光洁度高。也可用普通圆钢车削加工。当然车削出来的效果好但费用高一些。省料柱的长度应控制好最好使插入母样的深度距底面的尺寸一致。同时不能插得太深、太浅。过深浇注出来的PU鞋底易变形过浅省料效果又不好。在插入省料柱前先将下模分型面喷上或刷上脱模蜡。这时合上模框并锁紧。然后刷面胶上加固层树脂。最后作填充层。步骤及方法与前面介绍的制作下模基本一样。


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