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塑料电子配件的三明治式注塑 |
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作者：青岛科技大学 吴其晔教授 来源：PT现代塑料 |
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共注射成型（有时称“三明治式”成型）是将“表皮”材料和另一种不同但相容的“芯”材料连续或同时地注入模腔。这种工艺生产的制品具有三明治式的结构-芯材料嵌在表皮材料层之间。
共注射是属于双组分或多组分注射成型工艺。然而不同于其他多组分成型工艺，共注射的特征是能够用外部表皮材料将内部芯材料完全包裹起来。这种工艺是通过将两种不同的材料连续地或同时地由同一浇口注射完成的。
这种工艺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、合模力吨位和残余应力，改善成型制品的性能或得到特定的工程效果。
单流道技术
使用两组独立的、可分别控制的注射装置和带有一个转换头的喷嘴组件将来自于不同注射装置的两种聚合物顺序地注射到模腔中。这种工艺的原理相对简单。
图1：连续共注射成型工艺
注射顺序：A-B-A型
（a）阶段，将少量表皮材料A（黑色表示）注入模具。首先凝固在温度较低的模具壁上，而模腔中心聚合物仍保持熔融状态。
（b）阶段，芯材料B注入后，在凝固的表层材料内部流动，并推动熔体前沿的表皮材料展开。
（c）阶段，这一过程一直持续到模腔接近充满。
（d）阶段，再次注入额外的少量表皮材料A，以清除浇口的芯材料，使其在下一次注射中不会出现在制品表面。
其它类型注射顺序：A-AB-B-A等
双流道技术和三流道技术多浇口共注射热流道系统
特点：其中表皮材料和芯材料具有分离的熔体通道，然后在每一个热流道喷嘴处混合。
图2：（a）双流道技术；（b）三流道技术
工艺优点
使用共注射将不同材料结合在同一制品中，可以获得优良的性能组合。这是单一树脂难以做到的。如硬质芯和弹性皮层；美观的皮层和高强的芯层；导电皮层和抗冲的芯层等。
降低制品成本和材料循环使用：如表层用高性能和特殊的工程材料，芯层使用低成本的或回收的材料。这提供了一种大量使用100%回收材料的低成本、高效率的生产技术。
图3：多浇口共注射热流道系统
工艺缺点
共注射机一般比常规注射成型设备贵50%到100%；开发共注射模具比传统模具需要的时间长。
由于需要额外的时间控制参数和对于芯材料的注射控制，确定恰当的工艺也需要较长时间。
材料要求
一般为热塑性塑料。当前热固性材料与热塑性材料共注射的开发工作也显示了良好前景。
注意两种材料流动性能（粘度差异）和相容性（粘合性）。希望表皮材料的粘度低于芯材料，既保证“贯穿”，又不至于“漏芯”。
由于表皮材料和芯材料需在制品内叠合在一起，因此希望两者能有效粘合，以得到最佳性能。
需要留心的是材料的收缩性。经验法则是选择成型收缩相近的材料配对，以降低结合层的应力。
实际性能只能通过应用试验来决定，因为成型条件和操作/使用条件会影响其最终性能。
典型应用
由于有降低成本的刺激和符合塑料再生的政策要求，共注射成型工艺在许多市场领域有越来越多的应用。例如：在汽车、商用机器、包装、电子制品、休闲、农业、以及轻触按键制品等领域。具体的应用例子有：电路板和电器罩、计算机机箱、复印机配件、收银机外壳、电视饰板、音响柜、汽车部件（比如外部反光镜架和内部门把手）、艇桨、马桶座垫和水箱、花园椅、盒子、容器、鞋面和鞋底、漆刷柄、轮椅手轮缘、薄璧容器和饮料瓶、高档烤箱部件、音箱外壳和组合音响主机架。
经验的积累和设备的精良也将进一步拓展该工艺的应用。
图4：共注射成型的齿轮（直径101.6mm）
图5：模塑外壳的截面，外表皮使用ABS，芯层使用填
充有35%导电炭黑的同种材料
实例之一：具有PTFE填充的白聚酰胺（尼龙66）的表皮和玻璃填充实心黑色聚酰胺66的芯(见图4)。
实例之二：使用由导电材料（如铝屑、炭黑或覆镍石墨纤维）填充的芯层或表皮聚合物，制品（如计算机外壳）可以获得电磁屏蔽（EMI）和接地特征(见图5)。
原载国际塑料商情
作者为青岛科技大学高分子材料与工程学院所长(end)
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(1/16/2006) |
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