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淺述多色多組分注塑件法詳細(xì)
多色多組分注塑件法MulticolourandMulticomponentInjectionMouldingENGEL(英格爾)Combimelt模塑是一個(gè)制造工序或一個(gè)生產(chǎn)單元把若干種塑件組合成多功能部件。它應(yīng)用了顏色效果，并將不同材料的特性相結(jié)合。裝配和其他適合粘結(jié)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(shè)計(jì)可能性。 一、ENGELCombimelt模塑法的組成 1、注塑件機(jī) 2、模具 3、工藝訣竅 4、裝卸設(shè)備及自動(dòng)化的成套溶解設(shè)備 全世界已擁有ENGEL公司用Combimelt模塑法制造的500多臺(tái)注塑件機(jī)，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(diǎn)。 二、多色彩法 對(duì)于制造控制鍵和帶符號(hào)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(zhì)量的原因，即高耐磨性，而且是由于經(jīng)濟(jì)的原因，可與脫機(jī)印刷或激光刻標(biāo)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(gè)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(dòng)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?yàn)閮烧哒掣皆谝黄鸲页叽绶€(wěn)定性低。正是由于這個(gè)原因，使用Combimelt，在一道生產(chǎn)工序中就能把一個(gè)柔性功能的零件與另一個(gè)尺寸穩(wěn)定的零件粘結(jié)，而且在多數(shù)情況下，使用Combimelt更便宜而且自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)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(zhuǎn)移法在ES2500H/500K2F注塑件機(jī)中制造，35秒為一個(gè)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(dòng)的機(jī)械操縱裝置進(jìn)行預(yù)模塑。 三、塑料-橡膠偶聯(lián)劑單體粘結(jié)件 橡膠-金屬粘結(jié)件代用品設(shè)計(jì)采用熱塑性材料和熱固性橡膠制造粘結(jié)件已有好多年了。然而，用偶聯(lián)劑制造的粘結(jié)件能保證在粘結(jié)面上傳遞所必需的力。在應(yīng)用偶聯(lián)劑及工藝之前，這種方法的實(shí)質(zhì)缺點(diǎn)是價(jià)格貴，表面處理費(fèi)時(shí)，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(jié)件沒有這種缺點(diǎn)。許多標(biāo)準(zhǔn)橡膠粘結(jié)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(diǎn)是自動(dòng)生產(chǎn)，而且有滿意的環(huán)境。當(dāng)用偶聯(lián)劑做殼體時(shí)，不會(huì)發(fā)生溶解。塑料-橡膠粘結(jié)件將代替橡膠-金屬粘結(jié)件。這在那些要求重量輕且腐蝕的重要領(lǐng)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(gòu)件。 制造方法改進(jìn)的幾個(gè)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(jī)械元件； 促使產(chǎn)品小型化； 單一組裝結(jié)構(gòu)，節(jié)省機(jī)械元件。 內(nèi)行人已經(jīng)知道，這種新方法的技術(shù)術(shù)語3D-MID是三維模塑內(nèi)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(dòng)性材料是能夠?qū)崿F(xiàn)的。接著，僅僅在用作電極的金屬化塑料表面進(jìn)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(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)用材料之間需要有高的粘結(jié)力，成型模型工藝旨在一個(gè)制造工業(yè)中生產(chǎn)可拆卸接頭。選擇適當(dāng)?shù)牟牧鲜悄茉谀＞咧兄苯訉?shí)現(xiàn)的。例如較鏈、扣環(huán)等，不需要脫機(jī)裝配，在注塑件機(jī)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(yù)注入PA手柄環(huán)，然后打開模具，把整體指針盤轉(zhuǎn)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(dòng)。這種方法具有一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)，這樣的聯(lián)接不會(huì)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(zhì)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(yīng)用。例如：頭戴反光鏡，具有內(nèi)部遮蔽膜的房子。在這些應(yīng)用中，芯材的應(yīng)用是以高的熱尺寸穩(wěn)定性或電導(dǎo)率作為活性填充料的樗，而元件的表層需要滿足表面質(zhì)量的要求。當(dāng)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(fù)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(fù)雜性有關(guān)，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(gè)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(gè)制造周期，芯體零件由油箱清潔后的HDPE回?zé)捊M成?？偙诤駷?.9mm，芯體材料占容積的65％。 七、膜制品的設(shè)計(jì)以及材料的選擇取決于粘結(jié)強(qiáng)度 材料粘結(jié)表面上傳遞的拉力和剪刀所獲得的粘結(jié)強(qiáng)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(jié)表面的設(shè)計(jì)。 Combimelt法的粘結(jié)機(jī)理主要基于預(yù)模塑的一部分再熔化后，另一種材料與粘結(jié)表面接觸、熔化和這材料熔接在一起的導(dǎo)熱性差，通常熔接僅僅在預(yù)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(xué)聯(lián)接，高分子材料的物理聯(lián)接邊界層的粘結(jié)強(qiáng)度是可靠的。把零件熔接在一起是不適宜的情況，此時(shí)，采用切口（或預(yù)模塑的孔）機(jī)械粘結(jié)形成外加的可靠聯(lián)接，這樣，零件間的聯(lián)接就能實(shí)現(xiàn)了。 例如，用一個(gè)做拉力試驗(yàn)的試件進(jìn)行各種材料的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)于檢驗(yàn)者都是很有用的。潤(rùn)滑劑和脫模劑有一種反作用。 復(fù)合和熔接強(qiáng)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(shí)，剛性材料注射在柔性材料上，當(dāng)測(cè)得的粘結(jié)力較高時(shí)，應(yīng)使用低熔點(diǎn)的材料。實(shí)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(jié)表面證實(shí)是有益的。粗糙的粘結(jié)表面雖能增加表面積，但兩元件表面勢(shì)必會(huì)存在空氣，常常會(huì)降低粘結(jié)強(qiáng)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(shí)踐證明Combimelt模塑法在加工過程中有下列幾種衍生的方法： 轉(zhuǎn)移法； 轉(zhuǎn)盤法； 分度盤法； 滑塊技術(shù)； 共注膜塑法。 轉(zhuǎn)移法就是通過一個(gè)輸送裝置在同一臺(tái)注塑件機(jī)上把預(yù)模塑件移到另一個(gè)模腔。這是大型多色或多組分模制品避免在大型轉(zhuǎn)臺(tái)上旋轉(zhuǎn)重型模具的習(xí)慣做法。在兩臺(tái)平行排列的標(biāo)準(zhǔn)注塑件機(jī)間采用輸送裝置傳送預(yù)模塑制品也是可能的。當(dāng)發(fā)生幾何形狀阻止再次插入模芯時(shí)同樣可采取轉(zhuǎn)移法，而其他方法不適用。 轉(zhuǎn)盤法就是成套移動(dòng)的模具一半在旋轉(zhuǎn)，而保留在模芯中的預(yù)模塑件被放入到另一半固定模具的一個(gè)新模芯中的預(yù)模塑件被放入到另一半固定模具的一個(gè)新的模腔內(nèi)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是： 模具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，因?yàn)檗D(zhuǎn)盤是機(jī)器附帶的一個(gè)組件； 注塑件機(jī)上可以同時(shí)生產(chǎn)幾個(gè)模具，充分利用轉(zhuǎn)臺(tái)。 在這種情況下，下一模塑工位的設(shè)計(jì)就需要不同的模芯和模腔幾何形狀。用分度盤把預(yù)模塑件抬高，并旋轉(zhuǎn)。分度盤法的優(yōu)點(diǎn)主要是設(shè)計(jì)更自由。 轉(zhuǎn)移法、轉(zhuǎn)盤法和分度盤法的共同特點(diǎn)是所有的開模和修型時(shí)都要進(jìn)行脫模處理。為了降低模具的成本，采用滑塊技術(shù)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(huì)被滑動(dòng)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(shù)的一種應(yīng)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(shù)的功能原理： A、把密封滑塊向前推移生產(chǎn)預(yù)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(shù)14秒為一個(gè)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(jìn)入仍在流動(dòng)的預(yù)注入的表層材料內(nèi)并取代它的位置，但并沒有充滿整個(gè)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(shí)間很緊的話，可把表層材料和芯材同時(shí)注射 共注模塑的配對(duì)材料必須滿足兩個(gè)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(píng)價(jià)涉及到：均勻擴(kuò)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(duì)材料的分布又很重要的影響。中心注壓口的所有軸對(duì)稱的幾何偏差都會(huì)引起芯材的不規(guī)則分布，并造成下列影響： 僅在流動(dòng)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(jié)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(dòng)的。 九、模具設(shè)計(jì) ENGEL模具制造公司專門制造Combimelt模具，在該領(lǐng)域中已有25年的經(jīng)驗(yàn)。模具設(shè)計(jì)是在與機(jī)械工程部的緊密合作中實(shí)現(xiàn)的根據(jù)制造工程部的Technikum或顧客定購(gòu)機(jī)器的要求在Combimelt注塑件機(jī)上進(jìn)行模具測(cè)試和最佳調(diào)整。這本小冊(cè)子內(nèi)的多數(shù)模塑的應(yīng)用是由ENGEL公司設(shè)計(jì)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(zhuǎn)盤法制造出的1100個(gè)單一元件。該套模具是為生產(chǎn)汽車內(nèi)燈外罩而設(shè)計(jì)制作的，帶有白色符號(hào)的預(yù)模塑件是采用透光的POM制的，具有顯示的功能。轉(zhuǎn)動(dòng)模具后，把外罩的黑色PC材料注射在白色的預(yù)模塑件上。發(fā)光元件由接觸套、裝配元件和反光片組成。預(yù)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(shè)計(jì)出了帶44模腔的Combimelt模具。在第一個(gè)模腔中用PPE生產(chǎn)鎖體，然后用分度盤/轉(zhuǎn)盤模把鎖體插入第二個(gè)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(shí)PPE具有很好的尺寸穩(wěn)定性。為了設(shè)計(jì)這一類型的模具，不僅要具有多組件模具結(jié)構(gòu)知識(shí)還要有橡膠模具的設(shè)計(jì)知識(shí)。這對(duì)于冷道技術(shù)、模具加熱和在高模具溫度下調(diào)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(shù)測(cè)量中能夠發(fā)現(xiàn)模具內(nèi)的差別，并調(diào)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(diào)整內(nèi)壁厚度和固定零件流量閘； 移動(dòng)模具內(nèi)的流量閘（表層材料的流動(dòng)受模具插板、滑塊或芯模移動(dòng)的限制，同時(shí)注入階段，在最后注壓的模腔內(nèi)插入移動(dòng)插板）； 溢流道技術(shù)，例如：選擇在流道末端的溢流道附件，可以預(yù)先采取防止表層材料的積聚。 多數(shù)冷流道進(jìn)料系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模壓相似，有進(jìn)膠口系統(tǒng)，如注膠口，帶風(fēng)扇分流道系統(tǒng)的多種薄模進(jìn)膠口，帶針尖進(jìn)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?yàn)樵诜至鞯老到y(tǒng)中需要表層材料和芯材混和。
