消除玻纖 PEI 制品表面浮纖的 6 種模具設(shè)計(jì)和后處理方案

在高端制造領(lǐng)域，玻纖增強(qiáng) PEI（聚醚酰亞胺）憑借其優(yōu)異的耐高溫、高強(qiáng)度和高剛性等特性，成為眾多關(guān)鍵零部件的首選材料。然而，在注塑成型過程中，玻纖 PEI 制品表面常常出現(xiàn)浮纖現(xiàn)象，即玻璃纖維裸露或接近表面，不僅影響制品的外觀質(zhì)量，還可能降低制品的耐腐蝕性和力學(xué)性能。為解決這一難題，本文將從模具設(shè)計(jì)優(yōu)化和后處理工藝兩個(gè)維度，詳細(xì)介紹 6 種有效消除表面浮纖的方案。

一、模具設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

1. 優(yōu)化澆口設(shè)計(jì)

澆口是塑料熔體進(jìn)入模具型腔的入口，其設(shè)計(jì)直接影響熔體的流動(dòng)狀態(tài)和玻纖的分布。采用多點(diǎn)澆口替代單點(diǎn)澆口，可使熔體更均勻地填充型腔，減少因熔體流動(dòng)不平衡導(dǎo)致的玻纖取向不一致，從而降低浮纖概率。例如，對(duì)于大型平板狀玻纖 PEI 制品，將單點(diǎn)側(cè)澆口改為四點(diǎn)針點(diǎn)澆口后，制品表面浮纖明顯減少。此外，扇形澆口、潛伏式澆口等特殊澆口形式，能通過控制熔體的流動(dòng)方向和速度，使玻纖更好地包裹在樹脂基體中，抑制浮纖現(xiàn)象 。

2. 改進(jìn)流道系統(tǒng)

合理的流道設(shè)計(jì)有助于改善熔體的流動(dòng)性能和壓力分布。增大流道直徑，可降低熔體在流道內(nèi)的流動(dòng)阻力，減少剪切速率，避免因過高的剪切力導(dǎo)致玻纖與樹脂分離。同時(shí)，采用圓形流道替代梯形或 U 形流道，能使熔體流動(dòng)更均勻，減少流動(dòng)死角，防止玻纖在局部聚集。另外，優(yōu)化流道的粗糙度，使流道表面更加光滑，也能減少熔體與流道壁之間的摩擦，降低玻纖被拖拽至表面的風(fēng)險(xiǎn) 。

3. 設(shè)計(jì)合理的排氣系統(tǒng)

模具型腔內(nèi)的空氣若不能及時(shí)排出，會(huì)在熔體流動(dòng)過程中形成氣穴，導(dǎo)致局部壓力不均，促使玻纖上浮。在模具分型面、型腔和型芯表面開設(shè)排氣槽，或采用透氣鋼材料，可有效排出型腔內(nèi)的空氣。排氣槽的深度需根據(jù)材料特性精確控制，對(duì)于玻纖 PEI，排氣槽深度一般控制在 0.02 - 0.03mm，既能保證有效排氣，又能防止熔體溢料。此外，在模具關(guān)鍵部位設(shè)置真空排氣系統(tǒng)，可進(jìn)一步提高排氣效果，減少浮纖現(xiàn)象 。

4. 優(yōu)化冷卻系統(tǒng)

快速且均勻的冷卻能使熔體迅速固化，限制玻纖的移動(dòng)，從而減少浮纖。采用隨形冷卻技術(shù)，根據(jù)制品形狀設(shè)計(jì)冷卻水道，使制品各部位冷卻速率一致。例如，對(duì)于復(fù)雜形狀的玻纖 PEI 制品，通過 3D 打印技術(shù)制造隨形冷卻模具，可顯著改善冷卻效果，降低浮纖發(fā)生率。同時(shí)，合理控制冷卻介質(zhì)的溫度和流量，確保冷卻過程平穩(wěn)，避免因冷卻不均導(dǎo)致的熔體收縮不一致，進(jìn)而引發(fā)浮纖 。

二、后處理工藝方案

1. 表面打磨處理

對(duì)于外觀要求較高的玻纖 PEI 制品，可采用機(jī)械打磨的方式去除表面浮纖。使用砂紙、拋光輪等工具，對(duì)制品表面進(jìn)行精細(xì)打磨，逐步消除浮纖痕跡。打磨時(shí)需注意控制力度和方向，避免產(chǎn)生新的劃痕或損傷制品表面。對(duì)于大面積制品，可采用自動(dòng)化打磨設(shè)備，提高打磨效率和均勻性。打磨后，可對(duì)制品表面進(jìn)行拋光處理，進(jìn)一步提升表面光潔度，使制品外觀達(dá)到理想效果 。

2. 表面涂覆處理

通過在制品表面涂覆一層樹脂或涂料，可有效遮蓋浮纖，同時(shí)增強(qiáng)制品的表面性能。常見的涂覆材料包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂等。涂覆前，需對(duì)制品表面進(jìn)行清潔和預(yù)處理，確保涂層與制品表面有良好的附著力。涂覆方法可采用噴涂、浸涂或刷涂等，根據(jù)制品形狀和生產(chǎn)要求選擇合適的涂覆方式。例如，對(duì)于小型精密玻纖 PEI 制品，采用靜電噴涂技術(shù)，可使涂層均勻覆蓋，有效消除浮纖，同時(shí)賦予制品良好的耐磨性和耐腐蝕性 。

通過上述模具設(shè)計(jì)優(yōu)化和后處理工藝方案的綜合應(yīng)用，能夠有效消除玻纖 PEI 制品表面浮纖問題，提升制品的外觀質(zhì)量和性能。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)具體產(chǎn)品需求和生產(chǎn)條件，靈活選擇或組合這些方案，以達(dá)到最佳的生產(chǎn)效果。