如今，超薄、精密手机外壳正成为手机行业发展的潮流。作为时尚产品，手机外壳决定了手机的外观和形状，它引导着人们的审美观念和消费方向。如何才能高质量、低成本地生产出超薄、精密的手机外壳呢？注塑机的选择非常关键。
通常，注塑机、模具、原料是决定塑件成型质量的三个主要因素。对于超薄、精密的手机外壳成型而言，首先应考虑选择适当的注塑机，这是非常重要的；其次还要准确地把握好产品特征、模具条件以及原料特性等。在此，主要介绍选择注塑机应重点考虑的几个主要因素。
图1 UCP-140手机专用注塑机
合模部分
首先要考察的合模部分的基本要素是：合模力的大小、拉杆间距的大小、最大最小的模具厚度；其次是模板的高强度性能和传动机械性能。一般，大多数注塑机的机械合模结构从外观上很难区别它们的差异，但从每一个部件的加工过程中可以发现，实际上是有差别的。进和机械（绍兴）有限公司（以下简称“进和机械”）为了适应超薄、精密手机外壳的生产需求，采用有限元法设计的高强度模板，使动、定模板厚度增加，但由于在其内部设计有许多掏空部分，可以在保持模板重量不增加、成本不增加的情况下，使整个模板对角变形量减小。这一设计的最大优点是，减少了成型产品的毛边和变形，可获得质量稳定的产品。为了避免模板间的曲轴连杆长度会直接影响到动、定模板的垂直度、平行度以及机器的寿命和产品的质量，进和机械还对曲轴拉杆进行了最佳设计，缩短了锁模油缸的长度，使机器的运行速度高于同类机器，并保证了模板移动的重复性误差在最小范围内。此外，还采用了移动模板偏心轮结构，保证三块模板在同一直线内，以适应重型模具。即使长期使用，仍可保持机械精度和模板平行度。
图2 采用有限元法设计的高强度合模结构
注塑速度
通常，要求手机外壳要具有优良的抗冲击性和耐热性能，为此，多数手机外壳采用PC/ABS材料，这种材料既具有PC良好的冲击强度，又具有ABS较高的流动性能，非常适合于薄壁类塑件。基于手机外壳所用材料及其成型特性，要求使用高速注塑机，并且注塑机要具有合适的注塑率。如果注塑率过低，就会导致产品外观不良或不能完全成型，这是因为停留在料筒中的树脂时间过长，其性能就会下降，甚至发生降解。
注塑率是指平均每小时在模具内可熔化的树脂容量，一般用户可根据注塑速度和注塑率的比例来选择高速机器。进和机械的UCP手机专用注塑机的注塑速度为155～250mm/s，是一般注塑机的2～3倍以上。
图3 注射移动部分采用直线导轨，注射对中精确，移动速度快
注塑压力
当采用诸如PC这类流动性不很好的树脂生产薄壁（0.3～0.5mm）手机外壳时，由于模具的浇口通常偏小，因此就必须提高注塑压力。如果机器的注塑压力很低，则极容易出现不完全成型、收缩不良、尺寸不准等问题。
考虑到手机外壳类产品的重量都较轻，因此可以用直径较细的螺杆来提高注塑压力。一般，手机专用注塑机的注塑压力在2000kg/cm2以上。如果注塑压力过大而使螺杆超负荷工作时，就会导致螺杆的变形或断裂。因此进和机械在螺杆的设计上对螺杆的长径比做了细致的选择，并在材质上选择了耐磨损、耐腐蚀的双合金材料。
塑化能力
在塑件成型过程中，材料能否得到均匀塑化很大程度上受机器塑化能力的影响，当塑化能力选择不当时，材料会在螺杆、料筒处出现气体、碳化、热变形等现象，从而影响成型质量。
一般机器的塑化能力表现为材料的熔融质量、熔融速度和成型密度比例。熔融质量的大小可通过螺杆和油缸的设计，以及均匀加热等可塑化的设计来决定。在选择螺杆的大小及长径比时，可根据注塑重量进行选择。熔融速度通常受原料、模具温度、油缸温度、螺杆速度的影响。成型密度比例可以在计量阶段，通过均衡背压控制来抑制螺杆气体的发生，在保压阶段通过控制正确的压力来调节成型密度比例。
图4 移动板偏心轮结构，减少移动过程摩擦，保持合模平行度
应答性及再现性
所谓应答性是指在压力流量从零状态起，达到工作状态设定的压力流量后所需要的响应时间。在生产薄壁产品时，如果应答性较慢，会导致产品不良，其主要原因是在将树脂注入模具的中间过程中，产品还未完全成型，但模腔部分和浇口部分就发生了固化而导致的。
再现性是指在设定的压力、流量下，可持续反复地在受控范围内进行的注塑成型循环，每一次的注塑循环相同且没有偏差。如果注塑机没有良好的再现性，会导致产品精度控制失控，出现大量产品不良现象，提高了报废率。
为提高机器的应答性和反复再现性，进和机械对注塑机做了一些必要的改进，包括：提高CPU的处理速度，改善螺杆的旋转速度（涉及密封性、工作速度和耐久性等），通过配置比例泵系统和伺服阀系统，提高注塑机的输出动力。
图5 采用德国技术的比例泵，自动调整按比例输出流量和压力
模具条件
在成型薄壁手机外壳时，模具温度的控制也非常重要，建议使用性能稳定的模温设备。此外，浇口流道形式往往决定着产品的成型状态。设计不好的浇口流道会导致树脂流动性不好，从而造成原料浪费较大。这类模具通常较为便宜，但需要选用合模力较大的注塑机，由此导致了产品生产成本的增加。相反，设计较好的浇口流道可使树脂的流动顺畅，因而成型性能好，但这样的模具通常价格较贵。
生产薄型产品时，有必要使用模具排气装置，它可以使高压、高速机器在短时间内成型出制品。为了确保生产的正常，应定期清洗模具，定期检查气体堵塞的状况。
图6 采用节能型油压回路，利用伺服阀控制速度压力，提高成型品质
原料要求
为了避免在成型过程中出现树脂碳化及热变形等问题，应结合树脂原料的特征来选择螺杆料筒，例如可选用双金属螺杆料筒。同时，还要保证原料的充分干燥，要遵循规定的烘料温度和烘料时间，以减少气体的产生率和水分含量。在料筒送料的过程中，必须随时控制好树脂温度，防止螺杆变形，以避免不良产品的出现。
通常，为了降低诸如手机外壳类的薄型产品的制造成本，客户们在初期设备投资时往往希望选择价廉物美的注塑机。
注塑机一般分为全液压和全电动两种形式。其中电动注塑机的优点是，可比液压注塑机节能50%，只有在需要使用高压作业时会多消耗一部分电力。
全液压注塑机又分为采用定量泵和比例泵两种形式，相对而言，采用比例泵的液压注塑机价格较高。但从节能的角度看，采用变量泵的注塑机比一般的液压注塑机节能30%，而采用比例泵的注塑机由于油压回路的不同，流量大小可精确控制，因而其节能效果更加突出。从性价比的角度分析，虽然采用比例泵的注塑机价格较高，但由于节能效果非常好，而且产品成型周期短，从而使实际耗电时间相对少，所以大大降低了产品的制造成本。
总之，无论是液压机还是电动机，无论是定量泵注塑机还是比例泵注塑机，客户应根据产品的生产要求、循环周期，以及模具条件等去选择最适合的机器。(end)
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