多组分注射技术不断推陈出新 - 文章

多组分注射技术不断推陈出新

作者：来源：雅式工业专网

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多组分注射成型是用两个或两个以上注射单元的注射成型机，将不同品种或不同色泽的物料，同时或先后注入模具内实现制品成型。用此法可生产具多种色彩的分色制品，或多种塑料的复合制品，如可制成外层为硬皮、内层为泡沫结构的结构泡沫塑料制品等。

多组分注射成型技术的典型形式

双重注射

即将两种原料同时注入一个模腔。该技术通常是根据预设的注塑速度和模腔的几何形状来决定原料的分布和两种原料的合模点，多用于一些灵活性的注塑场合，如加工因原料流动性较差而受阻的部件或者将部件的功能作为重点考虑的加工对象。

复合注射

即夹层注射。复合注射的加工原理是利用同一射嘴将两种原料注入模内。考虑到成本方面原因，廉价原料可作为产品的内层或外层。复合注塑多用于聚酯瓶坯、外壳类产品和汽车部件等产品加工。

多重注射

可分为下列几种形式：

（1）转盘注射，即动半模可旋转，只有定半模部分会受到产品几何形状的影响，可利用此技术实现单边的良好的设计构思。由于该技术允许进行同步注塑，因此可节省加工周期。主要用于饮用杯、把手、盖子和密封件等。

（2）转位注射，也称转模芯注射，该技术多用于部件的第二部分注塑或产品形状必须改变的加工场合。利用这一技术，可大大提高产品设计的自由度，因此常用于汽车用调节轮、牙刷及一次性剃须刀等的加工。

（3）移位注射，利用机械手将预注塑工件第二位置再注塑，从而给予第一和第二注塑加工最大的自由度。该技术主要用于工具手柄、牙刷和工艺性注塑等加工领域。

实施多组分注射成型技术的注意事项

材料特性

在多组分注塑中，将不同材料结合起来必须要有一个界面，即不同物理特性的材料在一起的接触面。这需要研究材料的相关特性：

（1）材料线性热膨胀系数（CLTE）差别；
（2）材料的不同收缩率；
（3）不同材料的粘结性。

通常选择两种通过化学键能够结合在一起的材料。如果由于某些原因选择了两种无法粘合在一起的材料，就必须设计一种能够连接这两种材料的方法，例如，可以在平整的第一次成型部件上设计一个小孔，让二次成型材料流入，在部件的后部生成一个柄。当二次成型材料冷却后，该柄无法从小孔中拔出，从而将不相容的材料互连在一起。

设计工程师有时会特意选择两种无法通过化学键相结合的材料，因为他们希望不同组分之间留有极小空隙，可允许两组分互相牵动。例如，采用双射注塑成型技术把不同材料制成的球形部件和托座相连，以便制成的关节部件能够进行所需的相对运动。

加工顺序

在多组分注塑成型工艺实施过程中，通过对加工过程的控制，可以减少不同的收缩率和CLTE 的不匹配对制品的影响。

制件结构设计

变形可以通过以下几种结构设计方法来实现最小化。

（1）将制件设计成对称形状，这样可以平衡应力，减少或消除变形。

（2）将材料实际接触面的跨距或对其它部分的牵扯减至最小。

（3）增强相关部位，通过对受不同收缩率和不匹配影响最多的部位进行增强，可以将变形最小化。

（4）改进加工工艺，选用收缩率更低的材料并控制加工温度，降低出模的收缩程度。

Chinaplas2007上的两款多色机

每年一度的Chinaplas是塑料机械供应商展示最新技术的重要平台。双色、多色共注射技术是注射厂商展示的重点之一。

广州博创机械有限公司在Chinaplas 2007展出一台四色注塑成型机BT260V-100MP-022MI-023MV。该技术可以适用大多数多色产品的成型，如多色汽车尾灯、多色牙刷柄、车用空调风向活页以及模内装配活动部件的一次注塑成型，灵活适应不同种类的多物料模具，也可以为已有多物料模具的客户做针对性的设计更改。据介绍，博创是国内首家制造兼容欧洲品牌多色机的生产商，包括L型、V型、斜放型双色机，三色机和四色机。迄今为止，博创已为上百家客户提供多色注塑机和转盘，以代替以前只能由欧洲机型完成的注射加工。

在Chinaplas 2007现场，富强鑫也展示了其双色机。该公司在双色及夹层混色成型领域中拥有极为先进之技术，其所开发的FB系列精密双色机包括转盘式、转轴式、电动式、夹层机、混色机等，目前已广泛应用于手机、制笔、汽车、手工具及日用品等行业，最大锁模力可达1420吨。FB-140R采用新式单缸射出结构，作动稳定；配置“专利转盘夹具装置”（实用新型专利第630543号），定位精准。本机种射速及射出压力经特殊设计，特别适用于精密双色电子产品的生产，在Chinaplas2007期间该公司现场展出双色手机按键生产。

双色同步注塑技术

在汽车巿场，彩色仪表板渐呈流行趋势。要获得两种不同颜色的仪表板外观，就传统技术而言，喷漆是唯一的选择。福特、伟世通、赫斯基共同合作推出的同步注射成型技术，使双色仪表板的成型技术揭开了全新的一页。这种工艺可以将两种不同颜色的物料从同一注塑机的两个独立的注塑单元同时注入模腔，省却后期的喷漆工序。

伟世通公司工程部经理Robert Stammler介绍说：“同步双色注射的概念其实很简单。我们希望能够生产一种不需要喷漆的双色仪表板，使用传统的注塑机显然行不通。为了简化加工与处理过程，我们试图在不需要机械转位，也不需要复杂的芯型结构的情况下同时进行两种材料的注塑。”事实上，加工非常成功，在第七次射胶后，一个完美的双色制件加工出来了。使用设备为Husky的双色注塑机QD1650，配备有赫斯基Polaris控制系统和Tracer TMB机械手。该机在Husky底特律技术中心完成系统集成。与传统的双色成型方法比较，部件成型所需的压力只需要传统设备的一半，而且成本大为降低。

赫斯基底特律技术中心总经理Rich Sieradzki介绍说：“同步注射成型技术能够降低成本，提供极佳的产品性能，使客户的生产风险降至最低。赫斯基的Quadloc Dual 1650辅以Polaris控制系统，从灵活性、可靠性和不间断生产稳定性这三个方面保证了这一复杂工艺和部件的顺利实现和生产。”

通过采用新工艺可以降低仪表盘基架和组装后可能产生的噪音；提高外形美感和耐刮擦性能；降低成本：简单的模具设计，无旋转机构或复杂的型芯，与配备两套模腔和型芯的分次注射模具相比，成本更低；注塑周期与标准仪表盘相同；极大减少废品的产生。

据介绍，同步注射方法与传统两次注射方法相比，投资成本减少3.5倍，模具成本降低45%至55%。新工艺与普通喷漆工艺相比，直接人工成本减少约13%，间接人工成本节约24万美元/年。

新型水注射配合多组分共注射成塑

在用玻纤增强工程塑料生产发动机冷却系统管材和支管时，采用气体注射系统可以得到较平滑的内部表面。然而，在气体辅助注射过程中，由于某些流变因素影响，玻璃纤维可能会突出到零件表面并可能在后期使用过程中脱离，对泵或阀系统造成损坏。为了解决这一问题，ENGEL与一个客户合作开放出一种进行两种不同材料成型的特殊注射系统，这一系统把Combimelt共注射技术和Watermelt水注射成型系统结合在一起。最终这一两层复合材料不仅彻底解决了玻璃纤维可能导致的危险，而且改进了壁面对致冷剂的化学阻力。

水注射系统与两个熔体注射系统一样，均整合入注射机的整体驱动与控制系统

这一加工技术将于K2007期间，在一台Victory 10050H/500W/150 Combi无拉杆多组分注射机上进行展示。该设备装配有两套注射装置用于两种塑料熔体的共注射，第三台整合的系统实现水注射。另外配备有一个工业机器人负责取出制件并把其传递到质量控制台并移送到表面处理站，去处浇口和辅助流道系统。

成型制件的两层发挥完全不同的作用：外层保证制件的机械稳定性，发挥结构件的性能。这一部分必须允许一些辅助的操作，如固定组件的安装以及适于夹层成型等，尽管水注射过程并不是必须的。其内层，必须适于水注射，是制件的功能部分：在此应用中必须具有耐致冷剂的能力，并确保不会有玻璃纤维从内壁脱出并进入制冷剂。在此项目中，外层采用玻纤增强尼龙，内存则采用非增强改性聚丙烯。

整个加工过程由温度传感器控制并记录熔体的流动过程。由于全部控制功能都整合入ENGEL CC200机器的控制系统确保不仅仅可以实现优化的次序控制，而且可以完成整个加工过程和质量数据的文件记录。

水注射由一个注塞注射系统实现。同两个熔体注射装置一样，该设备也整合入注射机的整体驱动与控制系统中。这意味着水注射同样可以实现反馈控制，水注射的速率和压力曲线，可以和熔体注射速率一样精确。作为辅助的质量准则，压力传感器在型腔成型过程中监控注射水的压力曲线并立即把任何不规则的变化反馈给设备控制系统。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/19/2007)


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