标签外壳材料及结构改进.docx
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标签外壳材料及结构改进
目录
一、概述a
二、确定标签外壳材料a
三、外壳注塑成型工艺b
四、标签外壳结构改进b
五、制作超声波焊接模具及小批量试产b
六、检验规范b
一、概述
机车标签使用环境极其恶劣,标签直接和外面环境接触。
在实际应用中存在密封不好和标签外壳发脆易碎裂,出现部分标签浸水和进灰尘而导致标签损,急需进行产品改进工作。
二、确定标签外壳材料1、分析美国AMTECH公司的标签外壳材料
2001年8月10日送AMTECH标签外壳样品到xx大学应用化学系分析检测其材料成分。
xx大学王博士亲自做实验,经红外线光谱分析,得出AMTECH标签外壳材料光谱与PC(聚碳酸脂)标准光谱图一致,表明AMTECH标签外壳材料是PC。
如图一、。
图一:
美国标签外壳材料红外线光谱图
2、寻求新的材料
旧的标签外壳材料是用Bayer公司的PC2805,是中等粘度塑料。
PC2805制品具有如特征:
①高强度和冲击强度、②高耐热性、③优良的电性能和介电强度、④良好的尺寸稳定性和极小的尺寸变化、⑤极佳的透光率(对透明品级而言)。
其余参考数据见“Bayer公司应用技术资料:
ATI8004c,e”。
新的标签外壳材料是用Bayer公司的PC3208,是高粘度塑料,不仅具有PC2805的特征,还具有更好的耐热水性能。
其余参考数据见“Bayer公司应用技术资料:
ATI8007c,e”。
三、外壳注塑成型工艺
我们邀请了Bayer公司工程塑料技术代表吴涛先生前往xx公司探讨PC材料成型工艺问题。
从原料颗粒干燥、模具温度、射出时熔体温度、以及注射时注塑机参数进行控制制品成型工艺,使成型后的制品处于较优质状态。
1、在加工前必须对PC3208原料颗粒进行干燥,原料颗粒中的残余含水率不得高于0.02%。
熔料中的湿气会导致制品表面缺陷或材料分子量的显著下降。
PC3208原料颗粒应该在合适的干燥器中以120℃温度进行干燥。
干燥时间很大程度上取决于干燥器的性质和类型,通常根据干燥能力大小,在干燥时间在2-12小时范围内。
2、模具应具备充分和均匀的加热,且温度不应低于80℃,以便获得低内应力和良好的表面质量制品,高达120℃的模具温度通常也不会导致脱模困难。
3、注射成型的熔体温度范围为280-320℃。
4、注塑机参数根据注塑时的注塑机型号参数进行调试。
四、标签外壳结构改进
1、原来的结构如图三、图四、图五、图六、图七所示:
图三:
旧结构爆炸图
图四:
标签下盖旧结构立体图
图五:
标签下盖旧结构工程图
图六:
标签上盖旧结构立体图
图七:
标签上盖旧结构工程图
存在不足之处:
在图三中DETAILA1和DETAILA2所示的结构在标签外壳超声波焊接时,容易发生侧焊使能量损失,也容易发生过焊使材料外漏影响外观,从而导致标签外壳焊接后不能坚强结合,部分地方出现细小缝隙,也造成产品水密气密性能不好,使空气中的水分和灰尘进入内部,进而使内部电子元气件腐蚀,严重影响产品质量可靠性。
另外焊接时四个胶垫部分出现熔化移位,使PCB板不能很好的固定,使用中出现振动,也严重影响产品质量的可靠性。
2、改进后的结构如图八、图九、图十、图十一、图十二所示:
图八:
标签新结构爆炸图
图九:
标签下盖新结构立体图
图十:
标签下盖新结构工程图
图十一:
标签上盖新结构立体图
图十二:
标签上盖新结构工程图
图十三:
超声波焊接部分结构示意图
针对旧结构存在的问题进行改进,主要是:
1、焊接部分改成如图十三所示的峰谷式对接头焊接形式(参考Bayer公司提供的“firstpublishedPLASTVERARBEITERVolume42,1991,No.5”资料中关于“ULTRASONICASSEMBLY”部分和亚洲塑胶工业通讯的1998年6、7、8月刊中关于超声波焊接设计指南部分)。
这种结构定位功能较好,便于装配,降低超声波焊接模具定位要求,使超声波模具便于制作;能量控制凸缘“B”的目的是将对接头两个表面间的初始接触限制在很小的面积上,使超声波能量集中在这些接触面上,这样初始加热和熔化速度就会很快,能量控制凸缘熔化后流动铺展到整个对接头表面及侧面定位部分,形成焊缝;飞溅井“A”是用来收集损失的材料的飞溅液滴,保证焊接后的外观质量。
2、参考美国标签的装配结构形式,改掉旧式结构用“PU胶垫”压PCB板的形式,改成在PCB两面用“EVA胶垫”,这样在焊接中保证“EVA胶垫”不损坏,从而使PCB板固定可靠。
3、下盖可能要加骨位撑起上盖.要不超声很定有内凹.影响外观,因为标签外壳焊接主要是保证其坚强结合和中间有PCB板部分水密,而在用来把标签固定在车辆、机车等上的标签两头就不需要水密,因此标签两头改成图中形式。
五、制作超声波焊接模具及小批量试产
针对新结构件重新制作超声波焊接模具,并由专业超声波模具师傅重新调试超声波焊接参数,具体数据如下:
型号:
劲龙OMEGA11-CX
功率:
3000W
频率:
20KHz
延迟时间:
0.8S
熔接时间:
1.0S
熔接压力:
5.5bar
输出功率:
90%
碰压式、时间模式、定型
(1)
然后进行小批量试产100PCS,以检查超声波模具和标签外壳新结构是否能达到要求。
六、检验规范
1、外观不能有过焊流胶,不能有压花
2、焊接后的产品做浸水试验,具体操作详见“GB2423.38-90试验Rc:
浸水试验”
3、做完水密试验后好的标签再做跌落试验,具体操作详见“GJB150.18-86试验一运输跌落试验”
4、再按步骤2做浸水试验。
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