注塑新工艺、新技术介绍

注塑新工艺、新技术介绍1．氮气辅助注塑氮气辅助注塑系统，这种先进的系统和技术，是把氮气经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料裹，使塑件内部膨胀而造成中空，但仍然保持产品表面的外形完整无缺。应用氮气辅助注塑技术，有以下优点：1）节省塑胶原料，节省率可高达30%以上。2）缩短产品生产周期时间。3）降低注塑机的锁模压力，可高达30%以上。4）提高注塑机的工作寿命。5）降低模腔内的压力，使模具的损耗减少和提高模具的工作寿命。6）对某些塑胶产品，模具可采用铝质金属材料。7）降低产品的内应力、产品翘曲问题，提高塑件的密度。8）解决和消除产品表面缩水问题。9）简化产品繁琐的设计。10）降低注塑机的耗电量。11）降低注塑机和开发模具的投资成本。12）降低生产成本。氮气辅助注塑技术，可应用于各种塑胶产品上，如电视机或音响外壳、汽车塑料产品、家私、浴室、橱具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等等。氮气辅助注塑技术在注塑行业中必定被受广泛应用。材料选择：基本上所有用于注塑的热塑性塑料（加强或不加强），及一般工程塑料皆适用于气体辅助注塑。电脑辅助模拟分析1）防止困气和保证气体充填平均。2）防止气体冲破成品表面。3）因气体是有挤压特性，并在保压阶段时起了一定重要作用，因此，借助电脑辅助模拟分析，能保证塑料分布和模具充填作更准确的预测。注塑机系统设备要求基本上，氮气辅助注塑系统可配合全球不同牌子的注塑机，只要是这些注塑机是配备有：1）弹弓射咀（不一定使用），防止高压氮气进入注塑机炮筒。2）注塑机的螺杆行程配备电子尺行程开关，以触发信号给气辅控制系统，从而把高压氮气注射进模腔内。2．注塑过程计算机辅助工程分析技术（CAE）、Moldflow软件简介：CAE技术是包含了数值计算技术、计算机图形学、工程分析与仿真学、数据库等的综合性软件系统。其理论基础是高聚物的流动变学和传热学。帮助我们进行诊断，以解决工程上现有或潜在的问题；当材料、设计或条件改变时，可以帮助我们了解这些改变对制品质量和生产效率的影响；在产品开发、模具设计、制模、试模、注塑的各个环节进行CAE分析，减少失误和时间浪费、提高成功率、增强企业的竞争力。利用这些计算机辅助手段，进行模具设计，和预测塑料熔体在流道和型腔中的流动情况，缩短了模具设计和制造的周期，大大提高了模具设计和制造的质量。主要功能：1）充模过程模拟分析2）冷却过程模拟分析3）注塑件的内应力分析4）注塑件的收缩率分析5）注塑件的翘曲度分析6）注塑件的纤维取向分析7）气体辅助注射分析MOLDFLOW系列软件：注塑成型顾问MPA、模拟分析MPI、成型过程控制专家MPX。MoldflowDynamic-Series（1983，美国）；TM-Concept（德国）；C-MOLD（已被Moldflow兼并）；Cadmold；STYRIM-Flow；等等3．快速换模新技术介绍意大利泰磁公司“电控永磁系统”：意大利泰磁公司是设计、生产电控永磁系统的专业公司，已有31年的经验。自90年代以来，电控永磁快速换模系统已广泛应用于欧美和日本市场。该技术的基本原理是：用电控来改变永磁体的磁路分布，靠永磁体吸附模具，夹紧与放松过程只需几秒钟，工作过程中不需电能，夹紧力在全部接触面上可达15kg/cm2，对任何吨位注塑机上的任何重量的模具都可保证正常工作。该产品安全可靠、实用高效、节能环保、无需维修、无运营费用、柔性极大，在一台注塑机上可对各种不同模具进行快速换模，特别适合于多品种、小批量、准时制混流生产。另外，该产品的夹紧力均匀分布于模具与磁盘的全部接触表面，使模具背面无受力“空腔”，更好地保证了合模精度，大大减少模具损耗、提高模具使用寿命。泰磁公司用于快速换模的电控永磁系统在欧美、日本等国家用户的使用过程中反映都非常好，VALEO、VISTEON、DELPHI等著名公司均有广泛应用，目前已有国内用户开始采用，如：湖北法雷奥（800吨双色机、800吨单色、450吨）、沙市法雷奥（900吨、1600吨）、武汉飞亚（1800吨、2500吨、3500吨）、深圳泽冠（350吨、450吨、550吨）、深圳理光（650吨、800吨、1000吨）等公司。关于“电控永磁系统”的优缺点比较优缺点使用不使用优点1.提高了注塑机的使用率，装模时间可由原来的2小时缩短至0.5小时（估算）；2.适应目前及今后订单小、转模频繁的状况；3.换模轻松、方便，降低了工人的作业强度；4.均匀的夹紧受力，提高了模具使用寿命和精度；5.无码仔阻碍，易于外围水、气、电等的连接；6.适应剧烈的市场竞争，提升了竞争力和公司形象。1.不需再投资2.熟悉旧式装模工艺，无需再培训缺点1.一次性投资较大,以1300TON机为例，约需投资27万元人民币；2.因加装此设备，需损失前、后模板共104mm的容模厚度；3．对其安全性能尚未十分了解。1．装模时间长,平均每次约需2小时；2.人员在机器上、下方操作多,增加了不安全因素；3.因有码仔、螺丝，周边连接水管等增加了难度经济效益分析按1300TON机一周转模2次、塑件单价20元/PCS、每小时生产30PCS计算，每月可多增加产值：(2-0.5)H/次*8次/月*塑件单价20元/PCS*生产30PCS/H=7200元/月地址：意大利泰磁公司中国代表处—上海浦东陆家嘴东路161号2110室。电话；021－68882110,13910965586传真：[phone]联系人：李黎（中国区首席代表）网址：@tecnomagnete.com.cn4.共注射成型(三明治式)共注射成型是将“表皮”材料和另一种不同但相容的“芯”材料连续地和/或同时地注入模模腔。可以灵活地利用每种材料的最佳特性以降低材料成本、注射压力、合模力和残余应力，改善成型制品的性能，得到特定的工程效果。工艺优点：材料成本降低和循环使用；高表面质量、芯部发泡的材料；制品质量和性能的改善。连续共注射成型工艺:双流道和三流道技术:多浇口共注射热流道系统:5.注射-压缩成型（ICM）1)工艺说明所谓注射压缩成型法是当注入模腔的树脂由于冷却而收缩时，从外部加一个强制的力使模腔的尺寸变小，从而使收缩的部分得到补偿的成型方法。注射—压缩成型（ICM）是传统注射成型的延伸，它通过引入模具压缩动作使聚合物材料压实，用以生产具有高尺寸稳定性和表面精确性的产品。在这一工艺中，首先将设定好的塑料熔体注入不完全闭合的模具，之后再进行合模压缩动作，并一直持续到成型过程结束。模具压缩动作可以在模腔内形成更均匀的压力分布，从而获得更均匀的物理性质，使得产品的收缩、翘曲和成型应力均明显低于传统注射成型工艺。典型应用：ICM是生产高质量和高性价比的CD或CD–ROM的最理想技术。也适合于生产各种光学透镜。注射-压缩成型:6.超精模压成型超精模压成型制品的表面具有很高的精度，缩坑、气泡明显减少、双折射率下降、面形偏差减少。能生产出较理想制品，实现高精度塑料光学制件的生产。该成型法使用专门的小金属球封堵树脂。在合模之前把小金属球放进模具注射口内。成型机注射充填熔融树脂时，金属球被注射的树脂推向模腔的一侧，留出通道让树脂注射入模腔。熔融树脂高压充满模腔后，成型机停止注射，此时由于压差，树脂倒流而把金属球推向注射口，从而封堵树脂。使用这种机构保持的压力为封堵前压力的95%以上。将模具加热到树脂的玻璃化转变温度以上的某一温度，将熔融树脂注射入模腔内并立即封堵。注射充填的压力和树脂量按初始树脂压力等于大气压来设定。封堵之后，将模具温度保持在玻璃化转变温度以上，使树脂的压力和温度分布均匀。然后，在维持树脂压力和温度均匀的同时，以恒定比容将模具冷却到树脂的热变形温度。然后，开模取出成型塑料光学制件。这一成型法即为超精模压成型。在超精密成型过程中，模具温度比普通成型方法高，注射充填压力也大，因此很难使用一般的滑动机构。对于该成型法，冷却逐渐完成且树脂的压力和大气压相等的条件下，注射充填熔化树脂和控制模具温度是其关键所在。7.微注射成型（也叫微成型）用于生产总体尺寸、功能特征或公差要求以毫米甚至微米计的制品。1)工艺说明微注射成型制品的需求，和生产所需精度产品的设备，以及加工能力的具备起源于1985年，之后一直呈增长趋势。在各种微成型工艺中，注射成型工艺具有以下优势：传统塑料技术积累的丰富经验、标准化的工艺程序、高自动化程度以及短周期时间。微注射成型分类a.质量为几微克到几分之一克，尺寸可能在微米（µm）级的微注射成型制品（微模塑成型），例如微齿轮、微操纵杆。b.传统尺寸的注射成型制品，但具有微结构区域或功能特征（例如，带有数据点隙的光盘、具有微表面特征的透镜、使用塑料薄片技术制造微齿轮的薄片）。c.可具有任意尺度，但尺寸公差在微米级的高精度制品（例如光纤技术用接插件）。微注射成型制品的一般特征是大小在几微米到几厘米的数量级，并且长宽比在1～100之间，必须满足几个要求：模具需要一个特殊的加热和冷却系统；动态模具温度控制，“变热”工艺控制使用两个不同温度的油路，分别在充模和冷却阶段加热和冷却模具；感应加热技术使用一个感应系统在注射前产生一个模具温度的峰值。为保证能够正确充模，需要高注射速率和压力、在允许范围内最高的熔体温度、和较高的模具壁温控制。并且需要使用大流道和浇道来获得足够大的注射量，以便在聚合物流动的过程中可靠地控制和切换，以避免材料降解。3)工艺缺点流道可能占到总注射质量的90﹪，材料浪费严重。由于制品通常的表面/体积比很高，模具必须加热到熔融温度以上以防止早期固化、周期时间延长。4)适用材料几乎所有适用于宏观成型的材料都可以用于微成型。POM、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、PA、液晶聚合物（LCP）、聚醚酰亚胺和硅橡胶。反应注射也曾应用过，其中使用了以丙烯酸、丙烯酰胺和硅氧烷为基础的材料。8.微发泡成型（也称作MuCell工艺）1)工艺说明微泡塑料（MCPs）是将聚合物在“超临界”气体(CO2或N2)中溶解或使其饱和，在注射机机筒内混合，形成单相聚合物——气体溶液，然后通过调整工艺条件，比如压力和温度，引发聚合物成核沉淀出来。名词解释--“超临界”：物质除了气体、液体、固体三态之外，尚存有着在临界温度以上的加压无液化流体相，此状态称为超临界状态，此时流体密度与液体相近，粘度与气体相近，因保有高密度、分子运动激烈，所以分子间的接触可能性高，因而能大幅度促进反应。其基本原理是：在聚合物中产生尽量多的、尺寸小于其原有缺陷的空洞，以降低塑料使用量，而不损害机械性能。尽管通过使用气体代替塑料，降低了制品质量5﹪～15﹪，但是由于微孔能通过钝化裂纹尖端起到限制裂缝增长的作用，因此制品的韧性大大增强。2)工艺优点a.节省原料；b.降低锁模力；c.降低成本；d.缩短成型周期；e.消除了凹痕、翘曲和残余应力；f.保持原有力学性能；g.可生产壁厚低至0.5mm的制品；h.环保：这一发泡工艺不使用任何的碳氢化合物，不产生有害气体。3)工艺缺点a.如何在大规模生产中以满意的速度连续生成MCPs和控制热力学不稳定（来自于温度和压力变化）状态，以在制品内产生细且均匀的微泡。b.这一工艺还需要更换机械部件（大约为机器成本的10﹪～15﹪）和向美国Trexel公司购买技术许可。c.由于微泡的存在，限制了制品需要透明性的应用。制品表面呈现漩涡状，影响了制品的美观。d.微发泡工艺成型的制品需要进行稳定，使泡内气体扩散出来与大气压一致。4)适用材料大多数热塑性塑料适合于微发泡成型工艺，包括无定型和结晶树脂。例如：聚酰胺（PA或尼龙）、PC、聚丙烯（PP）、PS、POM、聚乙烯（PE）、PC/ABS、耐高温聚砜、聚醚酰亚胺（PEI）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、聚醚醚酮（PEEK）和热塑性弹性体（TPEs）都曾采用过此工艺成型。9.多组分注射成型首先成型一个塑料嵌件,然后将其转移到加一个模腔,用第二种塑料注入、并充满由嵌件表面和模具所形成的模腔，丙种不同的塑料之间的粘合可以通过