注塑成型是一种常见的塑料制品成型技术,当前正处于快速发展阶段,并朝精密化、轻量化、智能化方向发展,不断涌现出适应市场新需求的技术、产品。本文主要介绍注塑成型的最新进展及技术,重点阐述的注塑成型新技术包括:低压注塑、微孔发泡、气辅注塑成型技术、多组分注塑成型、微注塑成型等。


注塑成型正处於快速发展阶段,并朝精密化、轻量化、智能化方向发展。
注塑成型正处於快速发展阶段,并朝精密化、轻量化、智能化方向发展。

注塑成型是一种常见的塑料制品成型技术。近几年,中国塑料行业产能进入了快速增长期,市场供应急速增长,市场竞争也将更加激烈,使注塑成型技术在发展速度、水平上都得到迅猛发展。

 

低压注塑成型

 

低压热熔注射成型工艺是一种使用很低的注射压力(1.540bar)将封装材料注入模具并快速固化成型(550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,主要应用于印刷线路板、汽车电子产品、汽车线束、连接器、传感器、微动开关、接插件等。

 

此项工艺起源于欧洲的汽车工业,到目前为止,在欧美、日韩等的汽车工业领域和电子电气领域已经成功应用十几年,在中国尚处在初步阶段。

 

这种低压注射成型技术的优势表现在:提升终端产品的性能;大幅减少新产品的研制成本,缩短产品开发周期,同时可以大幅度的提升生产效率;节约总生产成本。诸多优势主要归因于汉高Macromelt系列高品质热熔胶材料所具备的特殊物理和化学性能。

 

热变温无痕注塑成型

 

2007年至今,热变温高光无痕注塑技术应用在国内高速发展,产品领域已经涉及高端家用显示器、家用电器产品、电子设备以及汽车装饰部件等。

 

目前在热变温高光无痕注塑模具中,国产比例已经大幅提高,甚至一些特殊高光产品的模具制造技术理念已具备国际领先性,主要包括蒸汽辅助注塑、电热辅助注塑成型、过热水辅助注塑。

 

微孔发泡

 

目前,微孔发泡塑料制备技术主要有四种:相分离技术、单体聚合反应技术、超临界沉析技术和气体过饱和技术。

 

其中,气体过饱和技术应用最广,国内外研究重点也集中在气体过饱和技术上,并开发出三种成型方法,即间歇成型、连续挤出成型和注射成型。

 

微孔塑料可分为闭孔微孔塑料和开孔微孔塑料。与不发泡的“纯”塑料相比,闭孔微孔塑料的冲击强度是其23倍,韧度是其5倍,疲劳寿命是其5倍,强度重量比是其35倍,并且具有良好的热稳定性、较低的介电常数及良好的热绝缘性能等,可作为结构材料使用,在建筑、航空和汽车等行业具有广阔的应用前景。

 

开孔微孔塑料可作分离和吸附材料、催化剂载体、药物缓释材料等,在生物医学领域具有巨大的应用前景,如用作人造皮肤、人造血管、血液氧化和微滤膜等。

 

微孔发泡具有非常优异的性能和广阔的应用领域,已引起发达国家的高度重视,许多著名公司如美国TrexclMuCell工艺)、Microcellular Plastics TechonologyAxiomatics公司,日本的SeKISUI Plastics of Tokyo公司,奥地利的恩格尔(Engel)等都已致力于微孔发泡技术的实际应用开发及商业化推广。克劳斯玛菲(KraussMaffei)全电动AX 180-750 CellForm生产单元可加工钢琴黑发泡零部件,该零部件具备极高的表面质量。恩格尔采用Foammelt技术成型了PC/ABS的中控台元件。米拉克龙(Milacron)的Magna T伺服系列与Crest Mold配合,使用MuCell工艺生产汽车仪表盘架,重量大为减轻,制品表面非常光滑,整个周期时间为44秒。

 

国内从1995年开始研究微孔塑料,目前研发和制备的多种微孔发泡材料和制品已经在汽车、建筑等领域应用。

 

气体/水辅助注塑

 

气体辅助注塑成型

 

气体辅助注塑成型技术(GIT)是自往复式螺杆注射机问世以来,注塑成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面,利用气体积压,减少制品残余内应力,消除制品表面缩痕,减少用料,显示传统注塑成型无法比拟的优越性。除气体辅助注塑成型技术发展迅速外,又出现了一些创新性技术。

 

冷却气体辅助成型技术(CGIT)中气体通常被冷却至-20~180℃。这种冷却气体辅助成型技术的主要优势在于:当冷却气体穿透熔体时,在模腔内会产生塞流效应,塞流产生的残余壁厚比传统气体辅助成型要小;冷却气体也防止了制件内部起泡,并能产生较光滑的内表面。

 

气辅共注成型技术是将聚合物共注成型技术与气辅技术相结合而得到的一种新工艺。聚合物共注成型技术是同时或者先后向模腔内注入不同的聚合物熔体,形成多层结构的一种成型技术,而与共注成型工艺相比多了一个注气过程;相对气辅成型而言,多了一个多层结构的形成过程。为了实现聚合物的气辅共注成型,必须对原有共注成型设备进行改造,即在设备的基础上增加一套气辅系统。

 

外部气体辅助注塑成型技术是与传统的内部气体注塑成型不同的一种气体辅助注塑方法。传统的气体辅助成型技术是将气体注入塑料熔体内以形成中空的部位或管道,而新型气辅成型技术是将气体注入模腔表面的局部密封位置中(相当于在塑料熔体外部),故称之为“外气注塑”。

 

振动气体辅助注塑成型工艺最大的不同便是引入振动波,使常规气体辅助注塑成型时注入的“稳态气体”,变为具有一定振动强度的“动态气体”,从而利用气体作为媒介将振动力场引入到气辅注塑成型的充模、保压和冷却过程中,使其成为动态的成型工艺。

 

水辅助注塑成型

 

水辅助注塑成型技术(WIT)是以德国Aachen大学塑料加工研究所为代表的研究人员基于气辅成型原理开发出的新的注塑成型技术,其原理与气体辅助注塑成型技术基本相同,只是用水代替气体注入熔体中心,显著缩短了冷却时间,生产周期缩短25%-40%,内表面更光滑。按照成型工艺过程的不同,水辅助注塑成型有短射法(欠料注塑)、返流法、溢流法和流动法4种工艺方法。

 

PMEfluidtec股份有限公司是在WIT技术开发和特种设备领域世界领先的德国公司。恩格尔研制名为Watermelt的多组分水辅注射工艺技术工艺,用双组分材料水辅注塑加工的机器防护挡板上的夹紧装置,所用材料包括朗盛(Lanxess)的BKV 30G牌号聚酰胺66和拜耳材料科技(Bayer MaterialScience)的Desmopan 487牌号聚氨酯热塑性弹性体。由巴顿菲尔(Battenfeld)研制开发的Aquamould水辅式注塑系统采用的是一种模块化的结构,它由水压设备、电气控制系统、压力调节系统、水注射系统等几部分组成。Ferromatik Milacron公司的Aquapress主要应用于回流和溢流注射成型。

 

模内组装

 

模内组装成型技术(IMA)也可称为模内装配成型技术,是通过搭扣配合、焊接或用胶粘剂粘结等方式,将原本放在模具外装配的各个独立的部件放在模具内,从而实现注塑和装配两道工序在模内的结合,缩短成型生产周期,有效地提高生产效率,其组装包括模具滑合、旋转叠层、模具部件骤冷和半成品传递等方式。

 

模内组装成型技术源于20世纪80年代,由德国Fickenscher公司提出。近些年,国外致力于模内组装成型技术研发的有德国的FerromatikFoboha公司、丹麦的Gram科技公司,恩格尔等已经成功应用到汽车、玩具和电子工业等领域产品中。如由Innatech公司生产的PBTABSPP三组分的汽车通风百叶窗,恩格尔公司生产的由尼龙和聚丙烯材料构成环和口罩的婴儿奶嘴等。

 


注塑成型是一种常见的塑料制品成型技术,当前正处于快速发展阶段,并朝精密化、轻量化、智能化方向发展,不断涌现出适应市场新需求的技术、产品。本文主要介绍注塑成型的最新进展及技术,重点阐述的注塑成型新技术包括:低压注塑、微孔发泡、气辅注塑成型技术、多组分注塑成型、微注塑成型等。


 

模内装饰

 

模内装饰(IMD)是一种相对新的自动化生产工艺,具有减化生产步骤和减少拆件组成部件,节省时间和成本,提高产品质量,增加图像的复杂性和提高产品耐久性等优点,主要应用于产品外观。IMD采用在薄膜表面上施以印刷、注塑或挤出或模压成型和冲切工艺,可取代热转印、喷涂、印刷、电镀等传统外观装饰方法,尤其应用于多种色彩图像、背光、汽车零件、手机外壳及各式仪表面板等相关产品。IMD主要包括模内贴标(IML)、模内转印(IMR)和模内涂层(IMC)。

Foboha立方体模具注塑生产的医药瓶盖。 

模内贴标是指在注塑或吹塑前把印刷好的模内贴标放进模具型腔内,当合模进行成型时,经过模内高温、高压的作用粘胶熔化,与瓶体或注塑件表面熔为一体,冷却脱模后成型制品。标层的表面是一层硬化的透明薄膜,中间是印刷图案层,背面是塑胶层,由于油墨夹在中间,可使产品防止表面被刮花和耐摩擦,并可长期保持颜色的鲜明不易退色。可应用于美容、美发产品,医药、保健品,食品、饮料,机油等粉、液化工产品,食用油、酱油、醋等调味品的包装容器。

 

阿博格(Arburg)于2014年中国国际包装工业展上展出了一台电液混合动力570H包装特制机,实现一次生产四个薄壁模内贴标容器。该机器属于电液混合Hidrive系列中的包装特制机型,特点是生产效率高、速度快、能耗低。该设备配备了PassCard公司提供的2 2叠模模具,3.5秒生产薄壁模内贴标杯子。

 

模内转印是指在注塑成型塑料产品时,使用送膜机将IMR膜送到成型模具内,再利用注塑成型时的聚合物熔体的热度和压力在模具型腔内完成制品的立体加饰。此技术广泛应用于IT、通讯、家电、化妆品、文具、玩具及其它塑胶产品外观件,实现比传统工艺更为多彩的装饰效果,提升产品外观附加值,减少产品加工工序、缩短产品制造周期、减少环境负担、提高产品良率。

 

模内涂层既可以使制品的外表面密实和美化,也可以作为底涂(底漆)使用。模内涂层运用于团状模塑料(BMC)和片状模塑料(SMC)产品。首先将涂料粉末静电喷撒在加温的模具内,然后将BMCSMC放入模具,合模后涂料粉末融化,在制品上形成涂层。在制品成型过程中涂层也同步形成。而传统的涂层需要在BMCSMC制品加工完毕,在离开模具以后进行烤漆或涂漆,称为模外涂层。

 

阻隔性包装注塑成型

 

基于共注射成型技术,阻隔性包装制品将取代金属包装制品,可实现外包装不影响食物的光泽度,可观察罐内的食物形态。如塑料易拉罐,其阻隔层可360度环绕易拉罐,包括基座到凸缘,其厚度小于0.001英寸。

注塑成型技术的进步推出着塑料在汽车上的应用。(photo courtesy:Engel) 

为了改善PET瓶的阻气性,使用N-MXD6(尼龙聚己二酰间苯二甲胺)与PET两种材料进行其注塑成型,其延伸吹塑流涎成型加工而成的多层瓶。由于这种包装瓶可以利用PET单层瓶的成型机进行成型加工,成型条件也与PET单层瓶一样,因此可以很容易加工制成阻隔性优异的包装瓶。日本利用这种多层瓶包装色拉调味汁、各种调味料和天然饮用水。N-MXD6/PET多层瓶也可作为包装啤酒的容器。

 

目前,米拉克龙已经成功制造了阻隔成型机,应用范围包括预成形件,薄壁包装、医疗制品等,其中大部分机器用作生产PET容器。赫斯基(Husky)在NPE 2015展中推出阻隔解决方案,其侧重点是PET瓶坯阻隔技术,可用于酱汁、水果、蔬菜等包装。

 

微注塑成型

 

微注塑成型可成型的塑件包括整体结构尺寸微小的塑件、具有微细结构的塑件和精密塑件三种类型。其中整体结构尺寸微小的塑件是指具有微米级的尺寸、单件重量为毫克级的塑件,具有微小结构的塑件通常是指局部微细结构的尺寸达到微米级的塑件,精密塑件是指具有微米级精度的塑件。

 

20世纪80年代中期以来,以威猛巴顿菲尔(Wittmann Battenfeld)、BOY公司、日本的Sodick公司和美国的Lawton公司等为代表的注射机生产商们,先后研制开发出了各种不同类型的微注射成型机,其螺杆直径最小可达Ø5mm,注射容积只有几立方厘米至零点几立方厘米,成型的微塑件重量也从零点几克小至零点几毫克,通常锁模力﹤150kN

 

海天塑机集团研发第一代单阶电液复合式微型注射成型机,合模力为6t,采用注射系统中预塑和注射伺服电机驱动,合模系统采用直压充液式的电液复合结构。株式会社树研工业(Juken)在微成型技术设备领域有着突出表现。JMW-024S-10t为微结构产品加工设计的卧式注塑新型机型,采用LCP材料成型80头连接器,为一点浇口成型的极小型连接器。JMW-015S-5t是全自动微小嵌入件专用成型系统,可加工配有斜齿轮的超精密转子。

 

DSI加热熔融成型

 

日本JSW公司推出一款DSI成型技术,成品分“瓶状”和“管状”,如化妆品瓶子和汽车类常用的三通管。通常,瓶状或管状产品分两次成型完成,第一次射出瓶子的一半,开模后模具上下移动,合模,再次射出,模内塑焊后再开模顶出,成品完成。此工艺的难点是两次注射量不同。DSI加热熔融成型技术可解决注塑或中空成型的三维粘结成型,实现整个结合面以及内部筋板的一体粘接成型。加热熔融系统为非接触式,可实现快速高性能加热。

 

总的来说,注塑产业正蓬勃发展,朝高度集成化、高度精密化、高产量方向发展。
 

 

作者:中国塑料机械网 来源:中国塑料机械网信息中心
相关文章
栏目导航
本类热门
本类推荐
联系我们 | 关于我们 | 免责声明 | 广告服务 | 帮助中心 | 意见反馈 | 友情链接 | 设为首页 | 收藏本站
  Copyright 2001-2013 © 塑料机械网版权所有 苏ICP备05049654号
联系电话:13961188591  客服QQ:81612946 电子邮箱:sunnyboo2005@sina.com