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苯乙烯嵌段共聚物 (SBC) 模具设计

由 Kraton® D 或 G 聚合物等苯乙烯嵌段共聚物 (SBC) 制成的 TPE 具有特殊的特性,可以提高成品部件的成功率。为获得最佳结果,制造商应在设计模具前了解材料的加工优势和局限性。

SBC 基 TPE 的一个优势是当零件从模具中脱模时表现出的强度、弹性和恢复能力。如果材料有偏转的空间,则在脱模时可能会从模具中拉出较深的倒凹。

对于最大直径与颈部直径之比为 2 比 1 的球形产品,可以在颈部永久挠曲最小的情况下进行空气喷射。这是通过在型芯中放置一个空气阀来实现的。可能存在 3% 到 7% 的拉伸偏移。在确定模具大小时应考虑这一点。

在为基于苯乙烯-乙烯/丁烯苯乙烯聚合物的 TPE (SEBS TPE) 或基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物的 TPE (SBS TPE) 设计零件模具时,需要考虑以下几点:

流向与横流方向

许多 SBC 基 TPE 是各向异性的;也就是说,它们在流动方向和横流方向(与流动方向成 90 度)具有不同的特性。

已在材料的拉伸模量中观察到多达 50% 的方向变化。横流方向的拉伸模量通常较低,极限伸长率通常较高。

在设计模具及其浇口位置时应考虑这些模量差异。您也许能够通过肉眼确定流动方向,或者您可以使用更复杂的“模流”分析程序。

收缩率各不相同

一些 TPE 还可能在两个方向上具有不同的收缩率。流动方向的收缩率通常高于横流方向的收缩率。此外,SEBS 配方比 SBS 配方收缩更多,软 TPE 比硬 TPE 收缩更多,未填充配方比填充配方收缩更多。

具有高成型收缩率的 SBC 基 TPE 可能会在壁厚变化较大的模具中出现凹陷和缩孔。为了尽量减少这些凹陷和缩孔,浇口应该很大,它们应该位于零件较厚的部分,并且保压时间应该比平时稍长一些。此时要小心;压力过大和时间过长会导致浇口鼓胀。在非常厚的零件中,使用少量(0.2%)的发泡剂可以最大限度地减少凹陷。如果您确实使用了发泡剂,请记住零件必须在模具中停留更长时间,以防止发泡剂在弹出时使零件鼓胀。

在从薄壁填充到厚壁部分的零件中,聚合物在进入厚壁部分时可能会脱离壁面。这将产生回填流并产生表面熔合线。流动和阴影标记也可显示流动是否被表面内或表面上的针或尖锐的凹坑中断。为了避免这些类型的缺陷,请找出过渡区的圆角和模具中的拐角。使用带纹理或哑光表面的工具可以最大限度地减少此类缺陷。

SEBS TPE 具有高弹性

SEBS TPE 的伸长率可高达 1,200%。此特性让您能够拥有
一些独特的功能和产品性能,但如果您使用自动脱浇口模具,尤其是使用子浇口或带自脱浇口的三板工具的模具,则可能会带来一些麻烦。这些类型模具上的浇口面长度应尽可能短,以产生高应力集中。这将导致浇口在所需位置破裂而不会留下浇口痕迹。

为了确保脱浇口工艺不会在零件上拉孔,浇口的横截面尺寸应介于浇口所在零件壁厚的 1/10 到 1/4 之间。如果可以将大的顶出销放置在子浇口的正下方,它可能会在顶出过程中剪断浇口。

较低的伸长率等级更容易在自动脱浇口工具中运行。对于高伸长率 SEBS 等级,可以使用带阀式浇口的热流道模具。热尖式、热流道模具也可用于 SEBS TPE,但可能会留下一些浇口痕迹。

防止相位分离

SBC 基 TPE 包含多种成分。在某些情况下,过高的剪切率可能会导致相位分离。为了防止这种情况,浇口尺寸和填充率必须正确。可能需要增加浇口尺寸或移动其位置以消除该问题。

表面处理

透明、未填充的 SEBS 或 SBS 等级与模具形成紧密接触并很好地复制表面。这一点,加上 SBC 基 TPE 的高摩擦系数,会使脱模变得困难,尤其是对于可能收缩到芯上的较高收缩等级。解决此问题的最佳方法是使用空气喷射,尽管高拔模斜度也可能有帮助。另一个建议是使用经过脱模涂层处理或经过喷砂处理的模具表面,以截留模具表面附近的空气。GLS 可以提供带有内部脱模剂的特殊等级,以最大限度地减少问题。

热流道模具

长时间保持在高温下的 SBS TPE 能够发生交联。如果这些材料用于带有死区的热流道模具或自绝缘流道系统,交联 TPE 的凝胶可能会脱落到流道中,部分地阻塞浇口或零件壁等薄区域。

SEBS TPE 具有更高的热稳定性,已成功用于精心设计的热流道模具。但是,由于死区和聚合物降解的可能性,我们不建议为 SBS 或 SEBS TPE 使用自绝缘流道系统。

独特的产品受益于独特的材料,在设计模具时需要特别考虑。当您为 SBC 基 TPE 考虑新的零件模具时,请记住这一点。这样您就可以避免可能导致生产启动困难的陷阱。

强烈建议在生产模具商业化之前制作原型。如需优化设计方面的帮助,请在切割原型或生产模具之前联系您的 GLS 代表。

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