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塑料模具 |
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生产A级表面车体部件的薄膜嵌入成型技术 |
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作者：拜耳材料科技 来源：PT现代塑料 |
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目前，一种使塑料车体部件的颜色与周边的金属部件颜色保持一致的生产方法是，使用热塑性塑料在预制薄膜的背部注射成型，即众所周知的薄膜嵌入成型（film insert molding，FIM）。其中，部件的A级表面质量取决于所使用的薄膜，而部件的机械性能和热性能，如硬度和热膨胀性等，则取决于用于背部注射的材料。
FIM工艺尤其适用于大型组件，包括车顶模块和旅行车的后端车门模块、玻璃窗元件、天线罩和扰流板等。这意味着与金属制成的相同组件相比，采用FIM工艺具有更大的设计自由度，而且在某些情况下，还大大减轻了重量。此外，功能的集成明显节省了组装、后处理和设备投资等方面的成本。
据拜耳材料科技聚碳酸酯业务单元的注塑技术负责人Olaf Zöllner介绍，为了向汽车行业的客户提供一个用于这些部件大规模生产的、最适宜的且以生产为导向的开发环境，该公司在位于勒沃库森总部的技术服务实验室中安装了一条用于该工艺的完整的加工生产线。
利用新型操作技术，薄膜可在模具中精确定位。在嵌入薄膜前，先对其进行静电处理，以使薄膜能够平展地贴附在模腔中
这一客户化的加工生产线涉及了薄膜印刷和修整单元、洁净室注塑系统（包括注射-压缩成型技术）等。Zöllner说：“我们在设计工程方面的广泛的专知使我们能够为我们的合作伙伴提供相关的模拟分析和仿真试验。”
FIM工艺的第一步是成型印刷薄膜。这些薄膜可通过拜耳材料科技拥有专利的高压成型工艺（HPF）进行冷成型，或者吸塑成型。而采用合适的器械对薄膜进行修整也是必要的。除了考虑薄膜的收缩外，还需要考虑FIM车体部件边缘可能需要保护这一事实，这可以通过沿边缘包裹薄膜来实现。Zöllner说：“利用我们在薄膜加工方面的丰富经验，我们能为部件设计提供强有力的技术支持，如处理好模具的热膨胀以及材料融化时的剪切应力等。”
新型操作技术确保薄膜在模具中的精确定位
背部注射过程是在清洁室中完成的。在此之前，通常要用刷子将已裁剪好的装饰性薄膜上的毛边及其他杂质清除掉。为了确保已抛光模具的高光泽表面在长期使用中不会被损坏，就必须保证薄膜在模具中的精确定位。为此，拜耳材料科技与其合作伙伴共同开发出了一种对薄膜进行静电处理的工艺，该工艺可使薄膜精确定位并平展地贴附在模腔中。Zöllner说，采用这一技术后，在大多数情况下，不再需要使用定位销和定位片来对薄膜进行机械式的保护。
在背部注射成型中，重要的是要确保薄膜不起皱，以及在热熔过程中不会使印上的图案脱掉。通常引起这些问题的可变因素有：浇口点的数量、各注射点的熔体流动速率以及注塑点的设计。Zöllner说：“利用我们所拥有的工程设计知识和恰当的计算工具来对这些变量进行精确调整，从而可以避免错误的产生。”如果需要降低填充时的熔化压力以减少模具和薄膜所承受的应力，则可以使用较缓和的注射-压缩成型系统。
在勒沃库森的FIM生产系统中，脱模及所有其他操作均使用了不会对薄膜部件造成任何损害的技术，例如，使用带有橡胶吸盘的机器人来完成拾起、运输和堆放部件的操作。
实现FIM 车体部件颜色一致的3种方法
原则上，有3种方法可令FIM车体部件的颜色保持一致：可在离线状态下，以常规方式对薄膜部件进行涂层；也可采用迭层薄膜，它包含有载体薄膜和漆膜（即在有色薄膜层的上面有一层透明薄膜）；第三种方法是使用覆有彩色涂层的薄膜和紫外光固化的透明薄层（Desmolux），经背部注射成型后，透明薄层会变硬。针对所有这些方法，拜耳材料科技提供了定制的Makrofol和Bayfol薄膜。
除了采用热塑性塑料进行背部注射外，还可采用纤维增强的聚氨酯系统在薄膜背部进行发泡。拜耳材料科技正在继续研究此技术并提供合适的聚氨酯系统。目前，长纤维成型法（LFI）已被用来生产带有薄膜层的聚氨酯部件，采用一种特殊的混合头（内含玻纤切割单元），则可将聚氨酯混合物和长玻纤同时浇注到模具中。
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(8/13/2009) |
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