【正文】 天津科技大學本科生 畢業(yè)設計外文資料翻譯 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 模具設計制造及自動化 姓 名 牛春明 學 號 08013111 天津科技大學外文資料翻譯 2 關(guān)于 電鑄鎳殼在注塑模具 中 應用的技術(shù)研究 —— Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Departamento de Ingenieria Mecanica, Spain 摘 要 本文將對如何使用電芯作為重要核心問題對有關(guān)注塑模具進行分析總結(jié) 。過去很多年里 ,我們已經(jīng)廣泛的開發(fā)利用了快速成型技術(shù)以及快速模具技術(shù) .利用差分系統(tǒng)快速成型技術(shù)制造外殼模型的 主要目的是分 析電鑄 鎳 殼 力學特征、 研究相關(guān) 金相組織 結(jié)構(gòu) ,硬度 數(shù)值 ,內(nèi)部 壓力等 幾個 不同方面， 利用 這些特 征 參數(shù)以生產(chǎn) 電鑄 設備 的外殼 . 此外 檢驗注塑模具 是最后的一個關(guān)鍵部分 . 關(guān)鍵詞 ： 工業(yè)； 樹脂 ；微觀結(jié)構(gòu)； 鎳 1. 引言 對于現(xiàn)代工業(yè)來說 ， 一個很大的挑戰(zhàn) 是 怎么樣 提供更好的產(chǎn)品 給 消費者 ,此外還有很多關(guān)于產(chǎn)品種類和更新?lián)Q代的問題。所以說 ,現(xiàn)代工業(yè)一定會有更多的競爭性。 另外，讓時間與質(zhì)量完美的結(jié)合起來并不容易。因為他們很多時候是互為條件。一個質(zhì)量合格的新產(chǎn)品在市場上生產(chǎn)出來需要越來越少的時間 ，這是一種要求 。 快速模具制造技術(shù)基本上是 一個中小型系列的收集程序，在很短的時間內(nèi)在可接受的精度水平基礎上讓我們獲得模具的塑料部件。其應用 不僅在更加廣闊而且生產(chǎn)也不斷增多 。 本文包括的研究路線廣泛 ,在 這些研究 路線中我們可以嘗試去 學習，定義，分析，測試，提出在工業(yè)水平方面的可行性，從核心的注塑模具制造獲取電鑄 鎳殼，同時作為一個初始模型的原型在一個 FDM 設備上的快速成型。 此外 ,無數(shù)的行業(yè)都應用了先進的電鑄技術(shù) ， 但這 一 研究工作 深入 到什么程度 ,如何 根據(jù)這些 參數(shù) ,使用這種 技術(shù) 生產(chǎn) 快速模具 在 現(xiàn)有 技術(shù)上是可行的 ，都是需要解決并提出建議的問題 2 生產(chǎn) 制造過程 中 的注塑模具 電鑄是 薄鎳 外殼的關(guān)鍵 ,獲得一個充滿 epoxic 金屬樹脂的一體化的核心板塊模具 (圖 1)允許直接制造注射型多用標本，因為它們符合 新英格蘭大學英文國際表卓華組 織 3167 標準。這樣做的目的是確定力學性能的材料收集代表行業(yè)。 天津科技大學外文資料翻譯 3 該階段取得 的 核心 [4]， 根據(jù)這一方法 研究了這項 工作 ,有 如下 : a,利用 CAD 系統(tǒng) 設計 的理想目標 b 模型制造 的快速成型設備 (頻分多路 系統(tǒng) ). 所用 材料 是一個 ABS 塑料 c 事先涂有導電涂料的一個 電鑄 鎳殼 (必須有導電 ). d 無外殼 模型 e 核心的生產(chǎn) 是背 面 環(huán)氧樹脂的抗高溫 外殼 與 具有制冷的銅管管道 . 注塑成型是世界上最常見的方法生產(chǎn)復雜。商業(yè)塑料部件具有優(yōu)良的尺寸公差。據(jù)對 C模具設計指導，對所處理的塑料重量的 32％通過注塑機，是塑料注塑成型稱為最重要的制造業(yè)之一。可以看出，最終成型零件的質(zhì)量，主要是取決于材料的類型，模具設計和成型過程中設置。一旦指定要使用的材料和模具，零件 質(zhì)量主要取決于成型工藝。成型過程是相當復雜涉及許多工藝參數(shù)如壓力，溫度和時間設置的變量。這些工藝參數(shù)進行優(yōu)化設置，用來提高零件質(zhì)量，最大限度地挖掘注塑機的生產(chǎn)能力。受過教育和有經(jīng)驗的個人需要建立和優(yōu)化這樣一個復雜的過程。這些人控制成型工藝試驗和錯誤的基礎，通常耗時。這種方法在 控制成型過程中，嚴重依賴于運營商的直覺和幾個“拇指規(guī)則”運營商的發(fā)展而用不同的材料工作過 一段時間，壓力，溫度和時間設 置是不同的。 塑料行業(yè)是世界上發(fā)展最快的行業(yè)之一，屬于少數(shù)億萬美圓的行業(yè)。在日常生活中幾乎所有的 用品都離不開塑料并且大部分都可以用用塑料注射模具的方法生產(chǎn) [1]。注塑注射成型工藝也以利用 低成本制作出各種各樣的形狀及復雜的幾何圖案著稱 [2]。 注塑注射成型工藝是一個循環(huán)過程?？煞譃樘盍?、注射、冷卻、脫模四個重要階段。塑料注射 成型過程開始于往料斗到注塑機的加熱或注射系統(tǒng)中填入樹脂和適量的添加劑 [3]。灌漿階段就是在 注射溫度下用融解的熱塑料注入模腔。模腔被填滿之后， 適量的熔融塑料在一個較高的補償壓力下 補充塑料凝固引起天津科技大學外文資料翻譯 4 的收縮。跟著是冷卻階段，將模具冷卻至有足夠的剛度脫出模具。最后是脫模階 段，即打開模具然后頂出零件，再合上模具開始下一個循環(huán) [4]。 需要注塑成型的塑料產(chǎn)品的設計和制造與預期性能是要靠經(jīng)驗控制的一個昂貴的過程，包括實 際對封面壓花的修改。在模具設計之中，設計模具具體補充幾何，通常在核心邊，包括相當復雜的 投射和凹槽 [5]。 設計模具時必須考慮到許多重要設計系數(shù)。 這些因素是模具的大小，型腔的個數(shù)及布局、流道 系統(tǒng)，澆口系統(tǒng)、脫模系 統(tǒng)和收縮率 [6]。 對模具的熱分析，主要宗旨將分析殘余熱應力的作用或產(chǎn)品直徑方向的壓注。熱感應強度的增 強主要在模塑零件的冷卻階段，主要因為它的低導熱性和在溶融樹脂和模具之間的溫差。在冷卻期 間產(chǎn)品模腔附近也會存在溫度不均勻的區(qū)域 [7]。 在冷卻期間，冷卻通道附近的區(qū)域比冷卻通道遠處的區(qū)域冷卻得更快。這個溫差會造成材料的 不均勻收縮從而產(chǎn)生熱應力。強熱應力會引起翹曲問題。所以，它是模仿模塑零件在冷卻期間殘余 熱應力區(qū)域的重要階段 [8]。通過了解熱應力發(fā)生的特征，對其造成的變形可以預先模擬。 模具的設計和 制造完成后，試模注塑出來的翹曲試樣會存在很多缺陷。包括短射、噴濺和翹曲。短射的解決可以通過在模腔的角落里銑出附加的氣孔來排出被困的空氣。同時，減小注射壓力可以減小噴濺的發(fā)生。對于翹曲的控制可以通過控制很多因素，例如注射時間、注射溫度和溶料溫度。 經(jīng)過這些修整之后，模具可以生產(chǎn)出低成本高質(zhì)量的翹曲試樣，這些試樣需要經(jīng)過簡單的拋光處理。 3 獲得電殼 設備 電鍍是 電解質(zhì)時電流 的化學變化 ,通過兩個電極，獲得直流電 ， 這兩個電極是陽極和陰極。當電流流經(jīng)電路，在離子溶液中產(chǎn)生 原子。 用于這項工作的電鍍液 是由 氨基磺酸鎳 400 毫升 /升 ,氯化鎳 (10 克 /升 )、硼酸 (50 克 /升 ),allbrite SLA(30 毫升 /升 ),allbrite703(2 毫升 /升 ). 選擇這種組合主要原因是 注塑模具程序是玻璃纖維 . 氨基磺酸鎳 讓我們獲得可以接受的 內(nèi)部壓力(測試不同工藝條件 結(jié)果 ,而不是最佳工藝條件約 2 兆帕 最高為 50 兆帕 ). 這種內(nèi)部壓力是 由 touenesulfonamode 衍生物和甲醛水溶液使用的 ALLbrite 添加劑的結(jié)果。 同時 這種添加劑也增加 了殼的 阻力 . Allbrite703 是 一種可生物 降解水溶液表 使用劑 氯化鎳 ,有利于 解決金屬 統(tǒng) 一 分布在陰極產(chǎn)生的導 電性的問題。硼酸作為 PH 值緩沖區(qū)。 此 設備用于制造 的 測試 材料 如下 ： ● 聚丙烯 :600 毫米 400 毫米 500 毫米的尺寸 ● 三聚四氟乙烯電阻器 ,每一個有 800W 天津科技大學外文資料翻譯 5 ● 陰極（具有機械攪拌系統(tǒng)） ●泵和聚丙烯過濾器 (主要用于循環(huán)和過濾系統(tǒng) ) ● 充電整流器 ● 籃鈦鎳陽極 ， 純度 99%以上 ● 氣體 注 入 系統(tǒng) 要求：電流密度，溫度和 ph 值一旦確定，執(zhí)行參數(shù)以及測試的進程部分不可以改變。 4 獲得硬度 測試電殼硬度 一直保持 在 很高并且很穩(wěn)定的程度 。如圖 2，可以看到：電流密度值 到 22A/dm，硬度 值介于 540 到 580 高壓， PH 值為 4+ 和溫度為45 攝氏度，如果 PH減少到 和溫度為 55 攝氏度，硬度為 520 以上，高壓低于 ，允許其經(jīng)營更加廣泛，然而，這種 operatyivity 將是一定的取決于其他因素，如內(nèi)部壓力，因為他可能 的變異 比如 ph 值，電流密度和溫度 。 另一方面，傳統(tǒng)的硬度氨基磺酸鎳 承受的 高壓 在 200250 之間，遠低于取得的一個實驗結(jié)果 的電壓 。對于一個注塑模具，硬度可以接受的起點 300 高壓這是必須考慮的 ，注塑模具中最常見的材料，有改善鋼（ 290 高壓），整體淬火（ 520595 高壓）， casehardened 鋼鐵（ 7608高壓）等，以這樣一種方式，可以看到，注塑模具硬度水平的鎳是殼內(nèi)的高范圍的材料。因為這是一個負責內(nèi)部壓力的塑料注射液，這種方式與環(huán)氧樹脂灌漿將遵循它，相反對低韌性的殼補償，這就是為什么它是必定盡可能的外殼厚度均勻，并沒有重要的原因，如 腐蝕。 5 金相組織 結(jié)構(gòu) 由于要分析金相結(jié)構(gòu)，電流密度，溫度主要變化情況，要在正面橫向部分（垂直沉積）對樣品進行了分析，為了方便樣品封裝在樹脂，拋光，銘刻，在不同階段 混合乙酸和硝酸。該時刻間隔 15,25,40,50 分鐘 之后再次拋光 ,目的是 為了 在金相顯微鏡下觀察奧林巴斯 天津科技大學外文資料翻譯 6 此外，這一 規(guī)定顯示了圖片之后的評論，用于制造該模型的殼在 FDM 快速成型機里融化的塑料材料（澳大利亞統(tǒng)計局）鞏固和解決了該階層。后來在每一個層，擠出的模具都留下一個大約 毫米直徑橫 向和縱向的線程。因此，在表面 可以看到細線表面頭部的機器。這些西 將作為參考信息解決鎳的重復性問題。重復性的模型將作為一個基本要素來評估注塑模具的表面紋理。 表 1 測試系列： 表 1. 檢驗系列 系列 pH 溫度 (℃ ) 電流密度 A/mm2 1 177。 55 2 177。 45 3 177。 45 4 177。 45 圖 3 說明該系列第一時刻表面的樣本 它顯示了流道起點的頻率復用機，這就是說，又一個很好的重復性。它不能仍然要注意四舍五 入結(jié)構(gòu)。在圖 4 系列 2，經(jīng)過第二次，可以看到一條線的流道的方式與以前的相比不太清楚。在圖 5 系列 3 雖然第二次時刻開始出現(xiàn)圓形晶結(jié)果是非常困難的。此外，最黑暗的部分表明時刻不足的進程和組成。 天津科技大學外文資料翻譯 7 天津科技大學外文資料翻譯 8 這 種現(xiàn)象表明，在低電流密度和高溫條件下工作，得到更小的晶粒尺寸和殼重現(xiàn)性好，就是所需要的足夠的應用程序。 如果 分析橫向平面進行的沉積，可以在所有測試樣品和條件增長的結(jié)構(gòu)層（圖 6），犧牲一個低延展性取得令人滿意的高機械阻力，最重要的是添加劑的使用情況，氨基磺酸鎳液的添加劑通常創(chuàng)建一個纖維和非層狀結(jié)果 [9].這個問題表明 在任何情況下改變潤濕劑，由于該層結(jié)構(gòu)的決定因素是這種結(jié)構(gòu)的應力減速器（ ALLbriteSLA)。另一方面，她也是測試的層狀結(jié)構(gòu)不同厚度中的 電流密度 . 6 內(nèi)部 壓力 天津科技大學外文資料翻譯 9 殼的一個主要特點是應該有其應用，如插入時要有一個低水平的內(nèi)部壓力。測試不同的溫度很電流密度，所采取的措施取決于陰極彎曲張力計法。 A 鋼測試控制使用側(cè)固定和其他自由度固定（ 160 毫米長， 毫米寬， 毫米厚）。金屬沉積只有在控制了機械拉伸力（拉深或壓應力），才能計算內(nèi)部壓力。彈性的角度來看，斯托尼模型應用，假定鎳基質(zhì)厚度，對部分鋼材產(chǎn)生足夠?。?3 微米）的影響。在所有測試情況下，一個能夠接受的應用程序在內(nèi)部壓力在 50 兆帕的極端條件下和 2 兆帕的最佳條件下產(chǎn)生。得出的結(jié)論是，內(nèi)部壓力在不同的工 作條件和參數(shù)沒有明顯的變化條件下。 7 校驗 注塑模具 試驗已進行 了 各種代表性熱塑性材料如聚丙烯、高密度聚乙烯和 PC、 并進行了注射部件性能的分析，如尺寸，重量，阻力，剛度和柔性。對殼的力學性能進行了拉伸破壞性測試和分析。大約 500 個注射液在其余的條件下，進行了更多的檢驗 總體 而言 , 為分析一種材料，重要的是注意到行為標本中的核心和那些加工腔之間的差異。然而在分析光彈注入標本（圖 7）有人注意到不同的國家之間張力存在兩種不同的類型的標本，是由于不同的模腔熱傳遞和剛度。這種差異解釋了柔性的變化更加突出的部分晶體材 料，如聚乙烯和聚酰胺 6. 有人注意到一個較低的柔性標本在的高密度聚乙烯分析測試管在鎳核心的情 況下，量化 30%左右。如尼龍 6 這個值也接近 50%。 先，模具的設計基于選天津科技大學外文資料翻譯 10 用的注塑機的壓板尺寸。壓板的最大區(qū)域取決于兩系桿之間的距離， 這對于注塑機來說是一個限制。這里用的注塑機的兩系桿距離為 254mm。所以模具板材的最大寬度不 能超過這個距離。此外，還有 4m