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游客 [ IP:74.220.215.* ]
2008-07-15 19:55:56  
   概要:电气用BMC模塑料具有以下的典型特性: (Ⅰ)极低的成型收缩率(一般为0.5~1.0‰)能保证制品表面的平整光洁和严格的制品尺寸精度(一般可达到±0.05~±0.1尺寸公差); (Ⅱ)优于一般热塑性工程塑料和其它热固 ...

电气用BMC模塑料具有以下的典型特性: (Ⅰ)极低的成型收缩率(一般为0.5~1.0‰)能保证制品表面的平整光洁和严格的制品尺寸精度(一般可达到±0.05~±0.1尺寸公差); (Ⅱ)优于一般热塑性工程塑料和其它热固性模塑料的力学和热学等综合性能指标(一般抗弯强度可大于100MPa长期工作温度不低于180OC。); (Ⅲ)极好的阻燃性能(一般添加足够的氢氧化铝填料,其2mm厚的BMC试片可轻松通过UL94-V0测评); (Ⅳ)优良的着色性,不必后处理喷漆,就可赋于开关外壳极具时代感的装饰性要求; (Ⅴ)最后,也是最重要的,BMC模塑料具有极佳的电学性能指标(工频耐压大于12KV/MM,耐漏电起痕指数CTI≥600V)。 正是基于上述这些优点,BMC模塑料近30多年来始终是电气开关壳体的首选材料。至今,国际间尚未找到能完全替代这种质优价平、又易成型的电气绝缘材料。上述这些电气开关泛指MCCB塑壳断路器,ACB空气断路器,部分VCB真空断路器,部分高分断能力的MCB微型断路器及大电流接触器等。按我国内的不完全统计,各类电气用BMC开关壳体的总量约消耗当年BMC模塑料总量的40%以上,国内这一类电气用BMC壳体模塑制品的生产厂家不低于120家,年产出约8亿人民币以上。自上世纪90年代中期国内的这类电气用BMC开关壳体已向国外跨国电气公司出口,做OEM产品,而凡是这些跨国电气公司(如ABB,CUTLER HAMMER,GE,LG,施耐德,西门子,富士等),在国内投资设厂之后的开关外壳基本上都实现了地产化,故这类BMC电气开关壳体产品也就成为了BMC模塑行业最活跃的一个分支。要制备产出一个精良的BMC开关外壳,当然与模塑材料(Material)、机器(Machine)、成型模具(Mold)、成型参数即工艺方法(Method)和操作者(Men)密切相关,就是所谓的“5M”,而业界都一致认为:不可能生产出比模具本身的表面还要光洁、平整的模塑制品,模具已成为现代化BMC开关壳体制造业的极其重要的制约因素,开关厂客户是否能选用你的成型品,其模具的精良程度已成为了最重要的评测指标。笔者多年专门从事BMC开关壳体成型模具的设计、制造与使用,本文就此课题提供若干心得,愿与同行进行交流。(一) BMC成型模具的基本分类根据BMC成型工艺的不同方法(见图一),其成型模具可区分为压缩成型模具、传递成型模具和注射成型模具。后两种是闭模成型工艺,制件尺寸公差可以更加精密。模具型腔部分虽有许多相同之处,但模具结构已经差异很大。尤其是注射成型工艺方面近年开发出新的注射压缩成型工艺(见图二),可以直接模塑出表面更加平整无缺陷;窄槽、薄壁充填无空穴等超一流的制品,迅速为业界所接受。但是局限于注射成型时玻纤折断降解几率高,同样的成型工艺,注塑件的强度只能达到压塑件的70%~80%,故对于当前要求中低压电器器件体积不断变小,而分断能力还不能降低的总趋势。模压工艺仍然是BMC电气开关壳体成型工艺中的“主流成型工艺”。故本文以下着重讨论压缩成型模具的实际问题。 (二) 先进的CAD/CAM/CAE现代化数字制模技术全面导入。模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的伟大里程碑。现今,已很难想象靠手工绘图且没有3D实体模型,能够制造出中等以上复杂型面的成型模具了。国内电工行业,自上海人民电器厂最早在15年之前引进UG设计软件以来,在行业内迅速全面普及。CAD技术已经历了平面绘图、曲面造型、实体造型、参数化技术和变量化技术等一系列技术革命。各种CAD商用软件层出不穷,较流行的有:UG、Pro/E、Cimatron、CATIA等,加上数字控制的各类高精加工机床的问世,数字化制模真正来到我们身边,引起了制模技术的质的跨越,使我们制造高精度、高寿命、高效率的“三高”模具逐步成为可能。也正是因为CAD/CAM技术的导入,使我们实现了与跨国大电气公司之间的技术对接,设计并制造出系列化的MCCB塑壳断路器压型模具,并模塑成产品,实施出口的OEM战略。 BMC成型时充模过程中进行计算机仿真,防止制品气泡、熔接痕、树脂富集等直接影响制品表观性能和使用性能的缺陷,从而来改变模具设计,CAE技术即流动模拟软件也已经悄然在热固性塑料成型中形成气候。这方面国外有Mold FlowCadpressMoldex3D等实用CAE软件,国内武汉理工大学已经起步跟进,有理由可以相信会得到工业化应用。 (三)BMC开关外壳成型模具钢材的选用。自上世纪80年代中期,上海华通开关厂引进美国West-house公司的H系塑壳断路器开始,制造外壳压模用钢材就开始选择AISI标准的H13钢,当时国内还没有自己的这类钢种,大多是靠进口。故在电工行业中壳体成型模的钢材基本袭用国外的钢材。而从BMC模塑料成型的要求出发,对模具钢材的基本要求是耐磨损、抗腐蚀、高强度、长寿命,还有一个就是高镜面性,要全面达到上述五项标准要求的钢种还少见。只是讲随着国外优良模具钢种大批登陆中国之后,我们选择的机会增多不少,我们的客户往往也套用原来他们的习惯,对壳体模具钢材提出了比较严格的限制条件。不过大都是类似H13钢,现将其对照表列出。美国AISI H13 中国GB 4Gr5MoSiV1 日本JIS SKD61 德国DIN 2344 日本大同 DH2F 瑞典一胜百 ORVAR8407 W302 奥地利百禄 W302 个别更高级一些,尤其是型芯硬度要达到HRC55-58时,可选用瑞典一胜百的CALMAX635,或者选用镜面不锈钢种STAVAXS136,硬度HRC52-54。


关键词:成型  模具  设计  制造  bmc