低压注射塑料模具设计与发展

低压注射塑料模具设计与发展什么是低压注射成型低压注射成型是一种以很低的注射压力（1.5～40bar）将封装材料注入模具并快速固化成型（5～50秒）的封装工艺方法，以达到绝缘、耐温、抗冲击、减振、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功效。该系统由材料、模具、设备和应用技术组成。主要应用于精密、敏感的电子元器件的封装与保护，包括：印刷线路板（PCB）、汽车电子产品、手机电池、线束、防水连接器、传感器、微动开关、电感器、天线、环索等等。低压注射成型=低气压+胶粘剂+注射成型与冲压模具、压铸模具等其他种类模具比较，低压注塑模具制造有几个明显的特点，分析如下：•型腔及型芯呈立体型面:塑件的外部和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，这些复杂的立体型面加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，如果采用传统的加工方法，不仅要求工人技术水平高、辅助工夹具多、刀具多，而且加工的周期长。•工艺流程长，制造时间紧:模具专家罗百辉认为，对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，而且在很多的情况下都是在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。因为对制品的形状或尺寸精度要求很高，加之由于树脂材料的特性各异，模具制造完成后，还需要反复地试模与修正，使开发和交货的时间非常紧张。•一般注塑模具型腔设计制造周期：构建了基于特征技术的注塑模具型腔设计制造系统.该系统采用基于特征库的交互式特征识别方法识别产品中的特征,建立产品的特征模型.通过侧凹特征的判别确定模具的优化脱模方向,并确定模具的分型线和分型面.模具型腔可采用分型面分割模板的方法获取.同时提出了模具型腔特征提取算法来提取模具型腔中的特征,制订模具型腔的加工策略。研究结果表明,该系统可以有效缩短模具型腔设计制造周期,加快模具开发的进程。•专业分工，动态组合:模具生产批量小，一般属于单件的生产，但是模具需要很多的标准件，大到模架，小到顶针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，普通设备和数控设备使用极不均衡。•异地设计、异地制造:模具制造不是最终目的，而是由用户提出最终制品设计，模具制造厂家根据用户的要求，设计制造模具而且在大多数情况下，制品的注射生产也在别的厂家。这样就造成了产品的设计、模具设计制造和制品的生产异地进行的情况。模具的制造工艺过程要保证操作工人有良好的劳动条件，防止粉尘、噪音、有害气体等污染源产生。低压注射塑料模具制造过程其制造过程包括以下内容：（1）模具图样设计模具图样设计是模具生产中最关键的工作，模具图样是模具制造的依据。模具图样设计包括以下内容：1）了解所要生产的制品2）了解所要生产制品的批量3）了解生产塑料制品所用设备（2）确定模具设计方案•在清楚了解了生产的塑料制品之后，即可以开始模具方案设计，其过程包括：1）设计前应确定的因素2）确定模具的基本结构3）确定模具中所使用的标准件4）确定模具中模腔的成形尺寸5）完成模具图样的设计图纸6）确定模具所使用的材料并进行必要的强度、刚度校核（3）制定模具加工工艺规程1）设计图样要求3）最低成本要求4）生产时间要求2）生产安全要求（4）组织模具零部件的生产•按照零部件的加工工艺卡片组织零部件的生产，一般可以采用机械加工、电加工、铸造、•挤压等方法完成零部件的加工过程，制造出符合设计要求的零部件。•零部件的生产加工质量直接影响到整个模具的使用性能和寿命。在实际生产中，零件加工•质量包括机械加工精度和机械加工表面质量两部分内容。机械加工精度指零部件经加工后的尺•寸，几何形状及各表面相互位置等参数的实际值与设计图样规定的理想值之间相符合（或相近•似）的程度，而它们之间不相符合（或差别）的程度则称为加工误差。加工精度在数值上通过加•工误差的大小来表示，即精度越高，加工误差越小。机械加工表面质量是指零部件经加工后的•表面粗糙度、表面硬度、表面缺陷等物理$机械性能。•在零部件加工中，由于种种因素的影响，零部件的加工质量必须允许有一定的变动范围•（公差范围），只要实际的加工误差在允许的公差范围之内，则该零部件就是合格的。（5）低压注射塑料模具装配与调试按规定的技术要求，将加工合格的零部件，进行配合与连接，装配成符合模具设计图样装配图要求的模具。塑料注射模具的装配过程也会影响模具的质量和模具的使用寿命。将装配好的模具固定在规定的注射成形机上进行试模（也可以在专门的试模机上试模）。在试模过程中，边试边调整、校正，直到生产出合格的塑料制品为止。（6）模具检验与包装将试模合格的模具进行外观检验，打好标记，并将试出的合格的塑料制品随同模具进行包装，填好检验单及合格证，交付生产部门使用注射模具装配图•：低压注塑设备与昂贵的传统注塑机相比，一般的热熔胶机便可以用来完成低压注射成型作业。由于注射压力极低，成型所使用的模具可采用铸铝模，而不需要采用传统的钢材，因此易于模具的设计、开发和加工制造，可以大大节约材料成本和开发周期。汉高与包括中国在内的世界各地多家低压注射成型设备和模具制造商均建立了良好的合作伙伴关系，是低压注射成型工艺领域中专业的全套解决方案提供者。•热熔胶机有多种类型的热熔胶机可供选择：1.对于小规模生产作业，可选用手动胶枪。2.对于需要高效率大规模生产作业，则需选用具有移动工作平台或轮盘的热熔胶机。低压注塑设备•设备-基本工作原理胶在熔胶箱里预熔化，然后由齿轮泵将胶通过喉管输出到枪头，泵体的压力一般由旁路控制大小，枪头的喷嘴由时间控制器控制开和关，这样胶体就被喷射到模具内。90％的应用周期（包括注射和冷却时间）一般在10到45秒。机械的合模压力是计算穴位个数的重要参数低压注射成型模具低压注射成型的大部分模具是由价格便宜的铝材制造，主要原因是：•注射压力极低，胶和铝之间的无磨损性减少了修模的需要•铝材具有更好的导热性能•热熔胶中不含诸如：填充剂与玻璃纤维等侵蚀性成份•在插入产品易磨损的合模区域，可以镶嵌由铜合金材料或钢材制成的保护层，而同热熔胶直接接触部位都是铝材（大批量生产用的模具也可以用钢制造）任何有塑料注塑模具开发经验的制造商，都有能力制造热熔胶成型用的模具。低压注射成型工艺应用对于汽车、通讯、家电设备等行业使用的电子电气元器件而言，要保持性能如一的关键因素就是提高可靠性。低压注射成型解决方案具有防水、防潮、防尘、防污、耐温、抗震动、抗应力的保护性能与电气绝缘等性能，广泛应用于以下行业和产品：低压注射成型工艺的应用几乎没有限制，下面是部分应用领域和实例介绍：l.插头的浇铸在插头的浇铸中，热熔胶主要用来密封并保护线束。由于模具比注塑用模具要便宜，甚至很小的模具也是经济的。2.现场制造索环成型技术的另一个可取之处是它可现场制造索环。这就克服了需要较长时间来穿索环的困难。而且这也可以起到张力缓冲作用3.电子产品的包封包封时因为低压，可防止电子零部件的损坏。包封层保护电子零部件受外界影响（湿气，机械压力），还可以当盒子用。低压注射成型工艺应用•防水连接器低压注射成型热溶材料的柔韧性使包封后的连接器能够更好地消除应力，其粘接性能则起到了水密封性。•防水连接器包封实图：传感器，开关包封微动开关，各类(温度，压力)传感器等，可达到防水、防潮、防尘、缓冲击等功效。封装产品实图：产品：PCB包封一模二穴Cycle:30s胶料：6208防水连接器IP68HDMI-36号线(内模）太阳能逆变器线束低压注射成型工艺应用移动电池封装，如手机、数码相机、PDA电池锂离子电池的印刷线路板可通过注射成型组装成电池板，以便大大提高电池生产效率。封装产品实图：低压注射成型工艺应用低压注射成型工艺应用天线、感应元器件由于注射压力低，低压成型工艺适用于易损的感应元器件(如磁芯线圈)的包封成型。包封产品实图：低压注射成型工艺的优势1．优势一：提升终端产品的性能1）注射压力极低，无损元器件，次品率极低:针对传统注塑工艺压力过高的缺陷，Macromelt系列特殊胶料在熔融后只需要很小的压力就可以使其流淌到很小的模具空间中，因而不会损坏需要封装的脆弱元器件，极大程度地降低了废品率。低压注射成型工艺的优势与传统注塑相比，低压注射成型工艺有以下优点：1：注射压力(1~20Bar)低，对产品冲击损伤小(可用于成型内模)；2：固化速度快(5~10s)，生产效率高；3：注射温度低(180℃~200℃)，对产品损伤小。4：良好的包封保护功能；5：注射压力及合模压力低，可以使用铝模，节省成本。对比项目低压注射成型工艺传统工程塑料注塑材料汉高Macromelt热熔胶ABS，PBT，PP等注射压力1.5～40bar350～1,300bar注射温度190～230℃230～300℃合模压力1吨超过50吨模具材料铝钢对模具的损坏性无磨损磨损低压热熔胶注射成型工艺与传统工程塑料注塑工艺的对比：低压注射成型工艺的优势2）优异的保护效果密封性好：Macromelt系列特种胶料熔化后具有良好的的粘接性能，可有效地对所封装元器件起到密封、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀的作用。耐高低温：耐环境温度范围为-40℃到150℃，可以适用于各种恶劣的生产环境和使用环境。抗冲击性：成型后可达硬度ShoreA60～90或ShoreD40，具有良好的韧性，可减缓来自外界的冲击力。电绝缘性：体积电阻在1011～1014之间，可做绝缘材料。阻燃性：Macromelt系列热熔胶还具有优良的阻燃性能，符合UL94V0标准。3）环保型产品汉高Macromelt系列热熔胶符合欧盟RoHS指令，不含任何溶剂，是无毒无害单组份环保材料低压注射成型工艺的优势2．优势二：缩短产品开发周期，大幅度提升生产效率:成型模具可采用铸铝模，而不是钢材，所以非常易于模具的设计、开发和加工制造，可缩短开发周期。另外，相比费时的双组份灌封工艺，低压热熔胶注射成型工艺不仅对零部件非常安全，同时周期可以缩减到几秒至几十秒，极大的促进了生产效率。而可重复使用的单组分材料，使得操作简便、干净。还可以免去印刷电路板包封件的盒子。低压热熔胶注射成型工艺与灌封工艺的对比：对比项目低压热熔胶注射成型灌封耐温性-40～150℃∽180℃元器件尺寸一般在名片大小之内无限制工艺周期无化学反应20～50秒化学反应需要24小时左右低压注射成型工艺的优势3．优势三：节约总生产成本：首先，低压注射成型工艺的设备成本低。传统注塑工艺设备系统，一般来说成本较高，其中包括购买高压的注塑机，另外还必须有水冷系统以及昂贵的钢模。而低压注射成型工艺设备系统一般比较简单，仅由热熔胶机、工作控制台以及模具三部份组成。其次，由于注射压力极低，模具可采用铸铝模，易于模具的设计、开发和加工制造，可节约材料成本和开发周期。如用低压注射成型工艺来替代传统灌封工艺，则还可节省灌封用的外壳以及后加热固化等费用。最后，由于低压低温，可极大地降低产成品的废件次品率，避免了不必要的浪费。因此，选择低压注射成型工艺不但可以大幅度提高生产效率，降低产成品的次品率，还可以从总体上帮助生产企业建立成本优势。塑料模具发展现状与出口前景1、产能的发展状况现在，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，因此，塑料模具也快速发展。2007年，我国(未包括港澳台统计，下同)塑料模具销售额约为365亿元。现将近三年发展情况及进出口情况列于表一、表二。表一2005～2007年塑料模具销售额单位：亿美元注：大量自产自用内配的塑料模具未计入销售额之中年份200520062007销售额244288365表二2005～2007年塑胶模具进出口情况单位：亿美元注：在海关统计中，塑料模具和橡胶模具在同一税目中