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淺述多色多組分注塑件法詳細
多色多組分注塑件法MulticolourandMulticomponentInjectionMouldingENGEL(英格爾)Combimelt模塑是一個制造工序或一個生產(chǎn)單元把若干種塑件組合成多功能部件。它應用了顏色效果，并將不同材料的特性相結合。裝配和其他適合粘結的方法已經(jīng)體現(xiàn)在模塑過程中了。這為產(chǎn)品生產(chǎn)開有意義的節(jié)約潛力及新的設計可能性。 一、ENGELCombimelt模塑法的組成 1、注塑件機 2、模具 3、工藝訣竅 4、裝卸設備及自動化的成套溶解設備 全世界已擁有ENGEL公司用Combimelt模塑法制造的500多臺注塑件機，200多套模具和成套生產(chǎn)線。下面我們用例子說明這種注塑件法的優(yōu)點。 二、多色彩法 對于制造控制鍵和帶符號的儀器面板，多組件、多色注塑件法仍然是一種有效的方法。不僅是由于質量的原因，即高耐磨性，而且是由于經(jīng)濟的原因，可與脫機印刷或激光刻標記相比較。這種方法已在多色汽車尾燈玻璃產(chǎn)品中多年多次得到證明。 三、剛性/柔性件熔接 通過把剛性和柔性的聚合物粘合，用于密封和阻尼的組分可直接注入儀表的外殼和一個零件的表面。為了改善手柄或增加手柄表面的摩擦力，可在手柄的表層注入TPE，形成柔軟層。自動裝配線上把小的、柔軟且有彈性的部件從整體中分離出來通常是困難的，這是因為兩者粘附在一起而且尺寸穩(wěn)定性低。正是由于這個原因，使用Combimelt，在一道生產(chǎn)工序中就能把一個柔性功能的零件與另一個尺寸穩(wěn)定的零件粘結，而且在多數(shù)情況下，使用Combimelt更便宜而且自動生產(chǎn)設備更可靠。 由于幾何形狀的原因，由PP制成的杯子螺紋蓋與TPE制成的密封及緊扣表面采用轉移法在ES2500H/500K2F注塑件機中制造，35秒為一個制造周期。第一只模具上不帶螺紋，第二只模具上帶螺紋，由同步移動的機械操縱裝置進行預模塑。 三、塑料-橡膠偶聯(lián)劑單體粘結件 橡膠-金屬粘結件代用品設計采用熱塑性材料和熱固性橡膠制造粘結件已有好多年了。然而，用偶聯(lián)劑制造的粘結件能保證在粘結面上傳遞所必需的力。在應用偶聯(lián)劑及工藝之前，這種方法的實質缺點是價格貴，表面處理費時，而且，在剛性件中注入橡膠的成本也很高。新近發(fā)展的塑料-橡膠粘結件沒有這種缺點。許多標準橡膠粘結件具有好的熱塑性，例如：PPE或PA，沒有用偶聯(lián)劑共硫化。優(yōu)點是自動生產(chǎn)，而且有滿意的環(huán)境。當用偶聯(lián)劑做殼體時，不會發(fā)生溶解。塑料-橡膠粘結件將代替橡膠-金屬粘結件。這在那些要求重量輕且腐蝕的重要領域，例如在汽車工業(yè)中就特別理想。 四、3D注射模制的電子線路板 Combimelt用于制造電子線路板構件。 制造方法改進的幾個方面： 繼承了幾乎任何開頭的電子線路板所需要的電子和機械元件； 促使產(chǎn)品小型化； 單一組裝結構，節(jié)省機械元件。 內行人已經(jīng)知道，這種新方法的技術術語3D-MID是三維模塑內接元件的縮寫。首先在金屬化的模塑件中注射基面，使電子線路顯露在基面上。第二步，填滿電子線路之間的空隙。顧壁與電子線路之間的空隙只有0.3mm，采用高流動性材料是能夠實現(xiàn)的。接著，僅僅在用作電極的金屬化塑料表面進行電鍍，例如鍍鎳或銅，及其他被采用的金屬。 五、可卸接頭的模塑裝配 在Combimelt多數(shù)應用場合，應用材料之間需要有高的粘結力，成型模型工藝旨在一個制造工業(yè)中生產(chǎn)可拆卸接頭。選擇適當?shù)牟牧鲜悄茉谀＞咧兄苯訉崿F(xiàn)的。例如較鏈、扣環(huán)等，不需要脫機裝配，在注塑件機上就能生產(chǎn)完整的產(chǎn)品。同樣的方法，用成型模塑生產(chǎn)嬰兒橡皮奶嘴的把手環(huán)。第一工位預注入PA手柄環(huán)，然后打開模具，把整體指針盤轉180，插入一根新的芯軸及用于注入PP聯(lián)接管的模腔。聯(lián)接管收縮在緊密配合成型的手環(huán)上。把手環(huán)伸入具有聯(lián)接功能的位置，像一只鉸鏈一樣，允許把手環(huán)前后擺動。這種方法具有一個附加的優(yōu)點，這樣的聯(lián)接不會脫開，從安全的角度證明也是有利的。 六、層狀零件的共注模塑法 舉例說明，采用共注模塑法制造無皺紋、凹痕和泡沫芯的高質量表面層的厚壁層狀零件是可能的。這種注塑件法越來越多地找到在薄壁零件制造中的應用。例如：頭戴反光鏡，具有內部遮蔽膜的房子。在這些應用中，芯材的應用是以高的熱尺寸穩(wěn)定性或電導率作為活性填充料的樗，而元件的表層需要滿足表面質量的要求。當今的政治政策有助于制模者增加這方法的興趣，以及芯體材料的重復再利用。壁厚為0.9～0.6mm不同模型零件的研究已經(jīng)表明，它與零件幾何形狀的復雜性有關，芯體材料的容積密度可以在35和65％之間變化。 例如公園椅的扶手柄在一只雙腔模中，用SAN做表層材料，容積密度為55％的PS發(fā)泡材料做芯體共注制造，一個制造周期為60秒。 摩托車油箱的螺帽在6腔，3扣形板的模子中加壓螺桿脫模共注塑件制造，12秒為一個制造周期，芯體零件由油箱清潔后的HDPE回煉組成?？偙诤駷?.9mm，芯體材料占容積的65％。 七、膜制品的設計以及材料的選擇取決于粘結強度 材料粘結表面上傳遞的拉力和剪刀所獲得的粘結強度受以下因素影響： 材料的選擇； 工藝方法； 過程控制； 模制品的幾何形狀； 粘結表面的設計。 Combimelt法的粘結機理主要基于預模塑的一部分再熔化后，另一種材料與粘結表面接觸、熔化和這材料熔接在一起的導熱性差，通常熔接僅僅在預塑件表面深度小于0.1mm處產(chǎn)生。 熔化不產(chǎn)生熱塑性材料那樣的化學聯(lián)接，高分子材料的物理聯(lián)接邊界層的粘結強度是可靠的。把零件熔接在一起是不適宜的情況，此時，采用切口（或預模塑的孔）機械粘結形成外加的可靠聯(lián)接，這樣，零件間的聯(lián)接就能實現(xiàn)了。 例如，用一個做拉力試驗的試件進行各種材料的粘結強度試驗，對于檢驗者都是很有用的。潤滑劑和脫模劑有一種反作用。 復合和熔接強度也受到過程控制的影響。注射速度影響流體工作面的溫度和透氣性的改變。同時，剛性材料注射在柔性材料上，當測得的粘結力較高時，應使用低熔點的材料。實際上由于變形和跟隨而來的模具的密封問題，這往往是不可能的。光滑的粘結表面證實是有益的。粗糙的粘結表面雖能增加表面積，但兩元件表面勢必會存在空氣，常常會降低粘結強度。 八、方法衍生 根據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和模制品的幾何形狀，實踐證明Combimelt模塑法在加工過程中有下列幾種衍生的方法： 轉移法； 轉盤法； 分度盤法； 滑塊技術； 共注膜塑法。 轉移法就是通過一個輸送裝置在同一臺注塑件機上把預模塑件移到另一個模腔。這是大型多色或多組分模制品避免在大型轉臺上旋轉重型模具的習慣做法。在兩臺平行排列的標準注塑件機間采用輸送裝置傳送預模塑制品也是可能的。當發(fā)生幾何形狀阻止再次插入模芯時同樣可采取轉移法，而其他方法不適用。 轉盤法就是成套移動的模具一半在旋轉，而保留在模芯中的預模塑件被放入到另一半固定模具的一個新模芯中的預模塑件被放入到另一半固定模具的一個新的模腔內。這種方法的優(yōu)點是： 模具的設計簡單，因為轉盤是機器附帶的一個組件； 注塑件機上可以同時生產(chǎn)幾個模具，充分利用轉臺。 在這種情況下，下一模塑工位的設計就需要不同的模芯和模腔幾何形狀。用分度盤把預模塑件抬高，并旋轉。分度盤法的優(yōu)點主要是設計更自由。 轉移法、轉盤法和分度盤法的共同特點是所有的開模和修型時都要進行脫模處理。為了降低模具的成本，采用滑塊技術可在一副模具中生產(chǎn)出多色或多組分的模塑件。在這種情況下，第二種材料的模腔會被滑動插條或芯模隔離，僅在第一種材料注塑件完成后才被打開。圖6例舉了這種技術的一種應用，聚硫橡膠制成的聲頻盒式磁帶。合模力快速釋放，密封滑塊返回原位后，就可以模塑成透明窗狀開口，而不需打開模具。 滑塊技術的功能原理： A、把密封滑塊向前推移生產(chǎn)預模塑件； B、在不打開模具的情況下，密封滑塊返回原位，注入第二種粘合材料完成模制件。 使用滑塊技術14秒為一個制造周期，可制成聚硫橡膠的帶窗狀開口的聲頻盒式磁帶。 芯材進入仍在流動的預注入的表層材料內并取代它的位置，但并沒有充滿整個模腔。已經(jīng)固化的表層材料沒有被取代，并包住芯材。最后在清除噴嘴和保持模壓階段，表層材料被用于清除噴嘴和保持模壓。從噴嘴孔排出的芯材/表層材料的混合物必須由注射口吸收。 1、注射表層材料 2、如果時間很緊的話，可把表層材料和芯材同時注射 共注模塑的配對材料必須滿足兩個基本的相容條件： 粘合相容； 加工過程相容。 加工過程相容性評價涉及到：均勻擴散芯材組分的過程說明、模子溫度和組分材料的粘度。在模制品中，制件的幾何形狀對材料的分布又很重要的影響。中心注壓口的所有軸對稱的幾何偏差都會引起芯材的不規(guī)則分布，并造成下列影響： 僅在流動區(qū)域形成表層材料，如在塑流尾流開口或在多流道制品中； 集成功能和粘結件、助條等，材料表面的聚積層一旦穿透，表面熔體是不能移動的。 九、模具設計 ENGEL模具制造公司專門制造Combimelt模具，在該領域中已有25年的經(jīng)驗。模具設計是在與機械工程部的緊密合作中實現(xiàn)的根據(jù)制造工程部的Technikum或顧客定購機器的要求在Combimelt注塑件機上進行模具測試和最佳調整。這本小冊子內的多數(shù)模塑的應用是由ENGEL公司設計并制造的。以下敘述的是另一組有用的模具。 Combimelt一套樣板模具包括采用轉盤法制造出的1100個單一元件。該套模具是為生產(chǎn)汽車內燈外罩而設計制作的，帶有白色符號的預模塑件是采用透光的POM制的，具有顯示的功能。轉動模具后，把外罩的黑色PC材料注射在白色的預模塑件上。發(fā)光元件由接觸套、裝配元件和反光片組成。預模塑件和外罩都是通過高生熱系統(tǒng)注入的。 為了生產(chǎn)汽車鎖扣裝置，具有密封功能的鎖體就是一套熱固性橡膠的粘合組件，設計出了帶44模腔的Combimelt模具。在第一個模腔中用PPE生產(chǎn)鎖體，然后用分度盤/轉盤模把鎖體插入第二個模腔注塑件緩沖器和SBR橡膠制成的密封圈。共硫化作用確保了最佳的粘合性，而不是用偶聯(lián)劑。硫化橡膠彈性體需要170℃的模具溫度，此時PPE具有很好的尺寸穩(wěn)定性。為了設計這一類型的模具，不僅要具有多組件模具結構知識還要有橡膠模具的設計知識。這對于冷道技術、模具加熱和在高模具溫度下調換元件選擇裝配是非常重要的。 共注射模具是根據(jù)傳統(tǒng)的模具的原理制成的。在技術測量中能夠發(fā)現(xiàn)模具內的差別，并調整不希望有的組分分布： 在模制件表層區(qū)域的重心注塑件可減少芯材分布的不均勻； 局部調整內壁厚度和固定零件流量閘； 移動模具內的流量閘（表層材料的流動受模具插板、滑塊或芯模移動的限制，同時注入階段，在最后注壓的模腔內插入移動插板）； 溢流道技術，例如：選擇在流道末端的溢流道附件，可以預先采取防止表層材料的積聚。 多數(shù)冷流道進料系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模壓相似，有進膠口系統(tǒng)，如注膠口，帶風扇分流道系統(tǒng)的多種薄模進膠口，帶針尖進料系統(tǒng)的通道注膠口。不能采取傳統(tǒng)的熱分流道系統(tǒng)，是因為在分流道系統(tǒng)中需要表層材料和芯材混和。
