高光无痕注塑成型技术龙启博样本.doc

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高光无痕注塑成型技术
专业: 材料加工工程 姓名: 龙启博
学号:
引言
随着平板电视技术的进一步发展, 更薄、 更时尚、 更环保将是未来的产品设计方向。对于这些高端产品来说, 表面质量要求高、 光洁度好且不允许有熔痕、 流痕、 流线、 缩痕等缺陷。达到镜面效果高光无痕注塑成型技术又称模具快速加热冷却成型技术是近几年快速发展起来的新的注射成型技术。该技术能够使注射塑料制品表面拥有高光洁度!无缺陷达到镜面效果, 而且无需后续喷涂工艺。可节省能源与材料并能免去产品二次加工的必要, 能够节约成本例如喷漆环保节能。
高光无痕注塑成型技术的基本原理
高光无痕注塑成型主要是在注塑前提高模具的温度!增强熔融塑料在型腔里的流动性, 但同时, 为了缩短成型时间在注塑充型完成后!快速地降低模具的温度, 一般的作法是首先注射前向模具通入高温蒸气( 如温度为150℃) 100—150℃, 使模具的温度达到或超过塑料的熔融温度然后注射熔融塑料。这样注射前端的塑料!就会保持流动状态, 实现快速充型。充型完成后, 便开始冷却( 20—40℃) 。这样能够经过加快塑料的固化速度来缩短成型周期, 解决翘曲、 下陷等问题。从而形成没有熔接痕表面质量良好的制品, 过程如图1所示。
图1 高光无痕注塑成型过程( ABS)
当前常见两大高光无痕加热方法( 1) 水热高光无痕注塑技术原理采用高温热水为介质, 在模具上作均衡的过水道, 经过冷、 热水在水道中的运行实现模具温度的速冷速热。电热( 2) 高光无痕注塑技术原理, 利用模具局部安装高效电加热装置, 当注射机合模之前, 使模具局部位置瞬间达到相当高的温度, 实现模具快速加热。充型完成后, 经过水道加入冷却水实现模具快速降温。
高光无痕注塑成型技术的优点
(1) 消除产品表面溶接线、 溶接痕, 、 丝纹, 熔接痕和溶接线的形成是由两股或以上的融熔塑料在射出成型的填充过程中, 融熔塑料流的波形前端在模腔中相遇会合, 如果模腔表面温度不足或流体遇合压力不足, 便会造成合流端无法完全熔合, 形成产品表面出现熔接痕和溶接线缺陷!然而, 运用高光注塑技术, 让我们能够在每次开始进行射出成型过程之前, 把模腔表面温度快速提升至树脂塑料的热变形温度以上( HDT) , 从而大大增加融熔塑料在模腔内的流动性, 减低融熔塑料与模腔表面之间的磨擦阻力, 显著地消除传统注塑工艺产品表面的熔接痕溶接线问题。
(2) 彻底解决塑料产品的表面浮纤问题现象!普通注塑成型中, 玻纤会随融熔塑料流向而定向, 如果在填充过程中, 因模腔表面温度不足会导致融熔塑料突然在模壁固化, 玻纤便会出现无法完全被树脂包裹。另外, 玻纤与树脂塑料收缩特性的差异, 当成型产品冷却后, 玻纤便会更容易外露于产品表面上运用高光注塑成型技术, 我们能借着控制模腔表面加热和冷却的时间变化, 改变树脂塑料产品表面的结晶状态, 能够有效消除因玻纤外露于产品表面影响外观性的问题。
(3) 提高产品表面光洁度, 使表面光洁度可达到镜面, 而普通注射成型出来的产品表面比较粗糙, 需要后续处理。
(4) 高光注塑成型产品不需要喷漆后续加工, 有效降低成本缩短交货时间。
(5) 在薄壁成型中, 高光注塑有助于提高注塑流动性, 提高产品质量与强度, 它也可使厚壁成型注塑周期降低60%以上。
高光无痕注塑成型技术的特点及优势
在高光注塑中, 最关键的取决于模具高光模具是经过模温机控制模具温度, 热流道电磁阀及时间计电器控制分时进胶, 从而来生产出外表光亮、 无缩水、 无熔接痕等缺陷的高端产品, 高光模具一般具有以下特点:
( 1) 模具成型温度较高, 在
较高的模温下保压成型有利于消除熔接痕、 流痕产品内应力等缺陷!因此模具在工作时需进行加热处理, 为了防止热量损失, 一般都会在定模侧加树脂隔热板!冷却水的温度也不应太低, 如果冷却水的温度过低, 将导致模具的温度相对偏低, 如此对熔胶的填充$流动很不利, 最终对制品质量会造成很大的影响。
( 2) 模腔表面极度光亮( 一般为镜面2级或更高) 高光模具生产出的产品能够直接用于装机, 无需做任何表面处理!因此它对模具钢材及塑胶材料的要求都很高
( 3) 热流道系统的热咀较多( 一般为6~8个咀, 有时更多) 每个热咀必须带封针且有独立的气室, 经过电磁阀及时间继电器等进行单独控制, 实现分时进胶, 从而达到控制甚至消除熔接痕的目的。
( 4) 模具内部开设管道必须合理, 以确保能够快速升温和降温。
( 5) 模具内部的管道应该导热性能良好。由于生产过程中需要不停加温及降温, 模具选用的钢材要好!因为影响产品表面质量的因素除型腔温度外, 模具钢材的选择也至关重要!模具的性能与寿命跟模具所使用的钢材有着直接的关系, 塑胶模具零件由于其工作条件不同, 受外部影响情况也不相同, 因此除了对钢材的性能要有一些基本要求外, 还需要具有极佳的抛光性和较高的硬度等特点!这不但能够成型出表面光亮美观的产品, 又能够减小塑料对型腔表面的磨损, 既延长了模具使用寿命, 又降低了注塑压力, 保护了注塑机。
电视机面壳双色高光无痕注射消除表面熔接痕的设计要求
前双色注射塑件已在日用、 装饰、 工具、 汽车等小型塑件方面得到了广泛的运用, 不同成分、 不同颜色的塑料结合在同一塑件中, 美观而且充分利用了多种塑料的优点和性能。而电视机塑件, 这种大型塑件当前普遍应用一种无喷涂的绿色环保型注射新技术——单色高光无痕注射成型技术, 它与传统的注射成型技术相比, 该技术生产的塑件可直接获得优质高光表面, 具有高镜面效果, 不再需要后续喷涂工序, 生产过程及其塑件都非常环保, 而且生产成本大大降低, 可是只能生产颜色单一的塑件, 不能满足塑件多样化的需求。为了减少整机上的塑件装配数量, 并在同一 塑件实现五彩缤纷外观, 降低喷涂工序带来的成本和环境污染, 电视机、 汽车等大型塑件件, 纷纷朝颜色多样化、 一体化注射成型方面发展。大型塑件要实现双色高光无痕注射, 不但对塑件结构、 双色注塑机设备、 双色注射成型工艺提出了更高的要求, 而且对大型双色高光无痕注射模的设计与制造提出了更为严格的要求, 需要解决模具零件的动配合、 模具温度的动态控制、 型腔的交替变更等一系列难题, 以及需要彻底解决塑件表面常见的熔接痕、 缩水痕、 气纹等缺陷高光无痕注射成型技术, 就在成型外观面的型腔上采用蒸汽加热/水冷却循环控制系统来控制模具温度, 先向模具供应高温高压蒸汽, 使模具温度快速上升到一定温度后, 在高模温状态下完成外层材料为透明PMMA塑件的注射, 再在保压、 冷却过程中, 把原来供应蒸汽的管道切换成供应冷却水, 待塑件快速冷却到设定温度后开模。高模温状态下注射, 因熔融塑料在型腔内的填充过程温度不易降低, 因此流动性增强, 且前锋料的熔合性好, 非常有利于改进塑件表面的熔接痕和提高表面光泽度。后切换成冷却水, 是为了快速冷却塑件, 提高生产效率。
总结
尽管高光注射成型技术在许多方面比普通注射成型技术有无与伦比的优越性但尚有其自身的不足而且由于发展时间短在成型理论方面还没有较好的理论建模和算法、 在技术、 工艺等方面都还很不成熟, 当前高光注射成型技术有待解决的关键性问题主要有: ( 1) 成型原理的理论描述及模型构建( 2) 模具温度$熔体温度$注射压力保压压力的控制。 当然与之相应的设备, 模具设计及控制技术如何实现等这一系列问题都有待于进一步研究和发展!高光注射成型是一种新的注射成型技术。相对于普通注射成型技术有着明显的优势, 但由于该项技术是国际上最前沿的技术而且发展时间及短成型机理、 工艺、 模具和设备等各方面都有待于深入研究。当前中国的高光注射成型技术尚处于起步阶段, 随着塑料、 电讯、 汽车及制造技术等工业的发展必将推动这一新技术的引进$研究和发展。
参考文献
[1] 罗华云 孙 玲高光注射成型技术的发展及应用 [D]现代制造与装备 4 20
[2] 梁东 张元成 浅析高光无痕注塑技术 [D] 塑料制造
[3] 孙 筱高光无痕注塑成型的关键技术 [D] 煤矿机械
[4] 万三军 陈旭松 李积彬等 电视机面壳双色高光无痕注射模设计[D] 模具制造5