1番捂、共注射成型(芯層注射成型)

　　采用共注射成型有助于觀察到制件中獨(dú)特的結(jié)構(gòu)浩村。塑料“甲”先注射充入部分型腔，然后塑料“乙”緊跟著“甲”注射進(jìn)入型腔并保持初始推動流動壓力場护蝶。根據(jù)表皮區(qū)和芯層的尺寸大小华烟，按正確的比例關(guān)系計量出“甲”和“乙”的用料量，可制得1個內(nèi)芯層為“甲”外表完全由“乙”包裹的制件青烙。另外径瘪，在化妝品應(yīng)用方面，有小部分的表皮“甲”冕店，料放在“乙”料之后注射患敢，以使?jié)部诓糠值谋砥つ芡耆]合。用2種不同顏色的樹脂進(jìn)行共注射成型的制件嘁压，形成一個容易區(qū)分的表皮和芯層區(qū)間(認(rèn)識到所有的注射成型件中存在有類似的表皮和芯層這一點(diǎn)非常重要)邦孽。如果沒有先進(jìn)的檢測技術(shù)，通常難以區(qū)分表皮——芯層的區(qū)域及其分界面爆踱。

　　共注射成型并非一門新的工藝技術(shù)揣喻。英國ici公司早在70年代就開始應(yīng)用這一技術(shù)，并取得了包括基礎(chǔ)理論变抡，生產(chǎn)產(chǎn)品及機(jī)器設(shè)備等幾項(xiàng)專利√希現(xiàn)普遍采用的ici生產(chǎn)工藝類似“三明治模塑”括绣，由于模塑外層表皮的材料與中間或芯層的材料不同，因此兩種材料必須有一定的相容性捂滓，并且芯層材料要求具有可高度輻射监氢、發(fā)泡成型和100%回收利用等性能。選用材料應(yīng)經(jīng)多種選擇比較而定藤违。

　　共注射成型工藝問世15年后浪腐，才真正得以普及推廣。一種采用共注射成型的厚齒輪制作橫截面顿乒，表皮材料是非填充尼龍议街，而芯層材料是玻璃—珠料—填充尼龍。芯層中玻璃珠粒料收縮率極低淆游，具有良好的尺寸穩(wěn)定性傍睹。尼龍表皮賦予齒輪齒牙良好的潤滑性并避免了珠粒料容易產(chǎn)生的磨蝕問題。

　　基于共注射成型的基礎(chǔ)理論目前已開發(fā)出幾種新型加工改進(jìn)方法犹菱。例如拾稳，模內(nèi)“上漆”和氣體輔助模塑成型擴(kuò)大了采用這種工藝的范圍。模內(nèi)上漆加工方法是采用低分子量聚合物作為外層材料腊脱，而氣體輔助模塑成型是采用氮?dú)饣蛄硪环N氣體作為芯層(或部分芯層)材料访得。隨著產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)加工設(shè)備的不斷完善改進(jìn)，將滿足各種新應(yīng)用和新技術(shù)的需求陕凹，共注射技術(shù)必將成為富有潛力的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)工藝方法左启。

　　2、氣體輔助注射成型

　　氣體輔助注射成型技術(shù)主要是為了減輕重量和(或)節(jié)省循環(huán)時間等而逐漸發(fā)展起來的贸薇。

　　通常的共注射成型中技腻，首先注射外層材料，并只部分填充型腔鸡犯。然后氣體通過噴嘴注射或直接進(jìn)入模腔內(nèi)仓筷，模腔制件的芯層部位。液化氣體也可注射到待成型制件的芯層部分葫柴。一般而言聂弓，在芯層內(nèi)氣體壓力推動熔料向前流動，直至完全充滿型腔舍辐，并防止制件表層在固化階段從模腔壁凹下拔若，相連的表皮層緊貼著模腔壁，氣體則保存在模塑制件的芯層區(qū)間茬燃。由于注入氣體的壓力高于大氣壓力驳楞，故此該氣體的壓力必須在制件頂出之前降低，以避免當(dāng)起限位作用的模腔壁移動時兵罢，造成制件變形族壳。盡管高度壓縮的氣體難于控制其形狀及定位氣體芯的位置憔辫，但隨著工藝及工序的不斷改進(jìn)，將可重復(fù)生產(chǎn)出合格的制件仿荆。

　　在機(jī)器化控制的條件下，通常采用各項(xiàng)工藝程序控制坏平。隨著注塑加工基礎(chǔ)理論研究的不斷深入拢操，控制方法下淘汰控制壓力的方法而采用真正的工藝程序控制，對物料的響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測舶替，調(diào)節(jié)乃至控制令境。對諸如注射速率等加工參數(shù)的改進(jìn)，對成型制件尤其是對其機(jī)械特性及表面特性將會產(chǎn)生顯著的影響顾瞪。射料桿速度與熔料注射速度并不相等舔庶，了解這一點(diǎn)很關(guān)鍵。粘彈性材料的響應(yīng)與澆灌能夠過程相互關(guān)聯(lián)陈醒，而且一定是同步進(jìn)行的惕橙。總之钉跷，想直接觀察到材料的響應(yīng)既不可能也很不現(xiàn)實(shí)告岸。

　　過去由此而產(chǎn)生了可重復(fù)性次序處理或控制物體的設(shè)備。該工序流程中關(guān)鍵步驟是經(jīng)常采用千式循環(huán)測量機(jī)器設(shè)備册榔。有重復(fù)性的模壓工序當(dāng)然重要指模，但應(yīng)最優(yōu)先考慮具有重現(xiàn)性的熔體特性。由此瘤薪，通常要求在控制器上加設(shè)輔助探測器枝玩，以保存記錄塑料熔體壓力及溫度，是有關(guān)熔體狀況的重要參數(shù)揽仔，但并不足夠以調(diào)節(jié)材料的非線形響應(yīng)覆厦。輔助性的調(diào)節(jié)控制設(shè)備正不斷地開發(fā)應(yīng)用于成型高度復(fù)雜的注塑制件。例如斯泥，機(jī)械式的閥控澆口應(yīng)用干熱流道體系中诵藐，在流道內(nèi)可更好地調(diào)控分配壓力，并可消除熔接痕和減少翹曲啼阵。

　　3册血、低壓注射成型

　　低壓注射成型已經(jīng)出現(xiàn)在最近的有關(guān)加工工藝報道中。其實(shí)這也并不是一種新的工藝撤奸，但采用的加工方法吠昭，可使設(shè)備工序能更好地與預(yù)料中的熔體響應(yīng)相匹配。常規(guī)的成型條件下胧瓜，注射初始時熔體因過度受壓而產(chǎn)生巨大的不穩(wěn)定效應(yīng)矢棚。由此引起粘度急劇增高郑什，同時熔體由干受到壓縮而儲存了彈性能量。而低壓注射成型工藝與此相反蒲肋，熔體流過噴嘴和流道蘑拯。由于熔體粘度伴隨壓力增加而增大，而低壓注射成型熔體的粘度較低兜粘，從而可更好地控制熔體的粘流特性申窘。另外，科筒內(nèi)熔體的壓力增大速度越快孔轴，將更呈現(xiàn)出類似固態(tài)的空體響應(yīng)剃法。粘彈性塑料熔體從純液態(tài)到純固態(tài)過程中，都具有寬頻的響應(yīng)特性路鹰。熔體的響應(yīng)或松弛時間等具體特性是由聚合物主鏈上的化學(xué)成分所決定贷洲。避免流動條件的突然改變或瞬間大幅度變動，更有利于形成所需的類似液態(tài)特性议幻。事實(shí)上诀次，低壓注射成型只是控制或調(diào)節(jié)塑料粘彈特性的一種加工方法。樹脂生產(chǎn)廠商一般把高流動性樹脂的分子量降低炫咱，以求降低其粘彈性死辫，從而適合于生產(chǎn)蒲壁制品等的需要。隨著對加工環(huán)境認(rèn)識的深入投圣，采用低壓注射成型將使塑料熔體更能適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的要求檬舀。

　　目前有幾項(xiàng)工業(yè)化產(chǎn)品是采用低壓注射成型方法。大多數(shù)設(shè)計項(xiàng)目己著重于將低壓注射與再注射塑料成型結(jié)合一起使用脓脸。如汽車門內(nèi)飾板的成型腹痹，就是將紡織物或非紡織物放置入模具內(nèi)，再直接向模具注射熔料辐椎。模內(nèi)加標(biāo)簽方法是超越簡單印刷的另一種成型方法下伙。在每次循環(huán)生產(chǎn)開始時，單獨(dú)的標(biāo)簽或接連的薄膜可在模內(nèi)轉(zhuǎn)換位置恰岳。薄膜除了可印刷之外吗浩，不定期具有很多動能，(如高抗行擊没隘、韌性樹脂)或者薄膜可含有助劑和穩(wěn)定劑懂扼，以保護(hù)成型制件表面。

　　4右蒲、交變注射成型

　　相比較而言阀湿，交變注射是一個比較新的注射成型選擇參數(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的最大難點(diǎn)在于當(dāng)加工條件突然改變時瑰妄，對塑料熔體將呈現(xiàn)出怎樣的變化行為知之甚少陷嘴。有關(guān)熔體流變學(xué)的基礎(chǔ)知識映砖，不僅僅是固定的剪切粘度。確切地說灾挨，熔體響應(yīng)(粘性和彈性行為)需要表達(dá)的特性邑退，不僅是通常的穩(wěn)態(tài)流動速率或剪切速率及溫度，也包括壓力及瞬間流動速率涨醋。這些特性包括很多內(nèi)容而且十分難于弄清楚瓜饥。然而，如果在異型材注射方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展浴骂，將需制訂出多種不同塑料的具體操作規(guī)程。另還需增加通用的累試法愚矗，以求得到成熟和精確的控制方法能航。在常規(guī)的注射成型中，型腔壁固定不變椭药，某些情況下挚蟹，還有利用在充模和保壓陷段移動模壁∨钏Γ可采用2種不同的方法：移動型腔壁方向垂直于分模線木影；旋轉(zhuǎn)或滑動型腔壁。在充模階段旋轉(zhuǎn)型芯以增加對制件尤其是表皮部分分子的變軸取向珠慧。通過這種加工工藝璃淤，制件的彎曲性能與其它機(jī)械性能得到了極大的提高。聚苯乙烯水杯和聚丙烯注射器就是采用這種加工方法獲得重大改變突破的2個產(chǎn)品唬辛。

　　5伙斯、注射－壓縮成型

　　注射－壓縮成型中型腔壁移動方向垂直于分模線。采用這種方法成型時泉扛，在充模階段笛坦，按工序產(chǎn)生壓力驅(qū)熔體流動，但這一個流道的深度是可變化的苔巨。在較深的流道中版扩，壓力下降得較低，以使大面積的制件成型中熔體沒有過度受壓侄泽，并避免了瞬間的材料響應(yīng)礁芦，這2種因素同樣會阻礙熔體的流動。注射成型過程中蔬顾，型腔深度可能是最終制件厚度的14%宴偿，在塑料填充了大致60%-75%的型腔后，停止注射诀豁，模腔壁周圍同時受到推壓窄刘，直至最終制件的壁厚成型為止窥妇，制件的最終尺寸在這階段確定。

　　如果在模壁按工序移動之前充滿了型腔娩践，該種工藝通常稱為鑄壓成型活翩。大體上，鑄壓成型是在一個可變體積的型腔內(nèi)采用不變的壓力對制件進(jìn)行保壓翻伺。鑄壓階段是增加密度的階段矩袖，密度緊接看在介于熔體和固態(tài)塑料之間起變化。采用鑄壓方式成型致密圓盤第六，可把殘留應(yīng)力減至最低程度拖牢，制件上的殘留應(yīng)力可產(chǎn)生變折射現(xiàn)象。

　　鑄壓成型的改進(jìn)型活動式型腔壁是一種新技術(shù)乙遵，其由注射全體制件固化階段通過多孔的金屬型腔壁以“保壓”制件浦忠。這種方法已有人稱為外部氣體輔助成型法，其實(shí)這是一種誤解轮庵，因?yàn)闅怏w并沒有影響塑料熔體在型腔內(nèi)的流動韩记。在常規(guī)的注射成型當(dāng)中，保壓就是在保持型腔體積不變的同時沦靖，在壓力流的作用下喂交，添加入更多的塑料。連同在型腔內(nèi)的保壓流形成了不均勻的壓力分布防偿，有可能在受高壓的澆口位置產(chǎn)生制件缺陷察夕。

　　6、模具的冷卻

　　模具的冷卻是一項(xiàng)關(guān)鍵的工藝技術(shù)掠廓。大部分的成型周期都是由傳導(dǎo)熱量傳遞過程换怖，能量可從熱的熔體傳遞至冷的模具上是由于存在溫差所至。模具壁邊的塑料表皮有效地隔離著芯層蟀瞧，從而使得這種熱傳遞方式非常低效沉颂。可是悦污，模具冷卻通常到設(shè)計的最后階段才得以注意铸屉。較好的冷卻設(shè)計樣式可縮短20%-30%或更短的循環(huán)生產(chǎn)時間，并提高勞動生產(chǎn)率切端。

　　在生產(chǎn)循環(huán)周期中彻坛，模具的表面溫度不斷地“高一低”周期性變化著，當(dāng)熱的熔體逼壓著模壁時踏枣，模溫就高昌屉，頂出制件后，下次注射之前，空模腔的模溫就低间驮。為了將冷卻時間縮短至最低限度躬厌，人們一直在探求能生產(chǎn)合格制件的最低模具溫度。模溫所起的重要作用就是影響型腔內(nèi)的熔體流動以及表皮與芯層之間的尺寸比例大小试填。模溫越低坠狈，表皮尺寸越厚而型腔內(nèi)壓力下降越大。脈行冷卻技術(shù)是在注射塑料進(jìn)入模腔后三麦，通常采用循環(huán)冷卻管內(nèi)非常凍的冷凍液體來調(diào)節(jié)冷卻的一項(xiàng)技術(shù)墙冻。制件頂出后，如果沒有循環(huán)屈宿，下一次射料熔流進(jìn)入模腔后奏尽，模腔壁的溫度就顯著上升。采用脈行冷卻方式后脸嗜，其型腔壁溫度將更高原承，但比常規(guī)模具冷卻方法所探測的溫度稍低。脈行冷卻可廣泛應(yīng)用于薄壁制件的成型矮蘑；要求重復(fù)精確表面的制件成型，以及流道深度變化范圍材料突變行為鞍后。例如逆滯流動置塘。對于脈行冷卻的加工優(yōu)勢和其它相關(guān)限特性在潛在優(yōu)點(diǎn)來說，有關(guān)脈行冷卻的成本花費(fèi)是否過高的爭論己顯得不那么重要伴澄。

　　7赋除、熔芯成型工藝

　　熔芯成型法是一種比較新的工藝方法，便于加工內(nèi)部有交*復(fù)雜的渠道非凌、凹槽或切槽的制件举农。生產(chǎn)管道夾具、泵外殼和體育運(yùn)動商品等小型制件的生產(chǎn)廠商們敞嗡，早在15年以前就開始考慮鑒定是否采用這項(xiàng)工藝了颁糟。最近，汽車制造公司已采用該項(xiàng)工藝生產(chǎn)大型零部件喉悴，如輕質(zhì)的動力系統(tǒng)樣件和進(jìn)氣支管等棱貌。這個型芯與常規(guī)模具一樣具有可折將式的型芯功能，設(shè)有限定的內(nèi)腔壁的嵌件型芯箕肃。主要區(qū)別在于型芯的結(jié)構(gòu)婚脱，這種型芯不能在模內(nèi)拆卸也不能用機(jī)械方法抽出到模外。另外勺像，這種型芯若不是由電感加熱熔融掉障贸，如低熔點(diǎn)(138℃)的錫—鉍合金或另外的錫合金，就是在二次操作中被(可溶性丙烯酸類聚合物)清洗掉痛但。這種熔芯成型采用常規(guī)的工藝方法厨杆，兩者的主要區(qū)別在于型芯的熱性能及型腔材料不同东种。型芯的熱性能直接影響制件上流動表皮一一芯層結(jié)構(gòu)的厚度。根據(jù)實(shí)際加工條件缘荧，頂部及底部表皮厚度可大不相同酸飞，在某種情況下，可能產(chǎn)生翹曲的缺陷蒿榄，而另一種情況下央封，有可能減少或消防易出缺陷制件的翹曲現(xiàn)象。

　　熔芯成型法當(dāng)中夹昼，型芯僅僅作為模壁徐渗。充模過程不因固態(tài)嵌件而改變。由于金屬合金型芯或聚合物型芯的熱性能大不一樣帘达，故其所要求的壓力也有所不同店麻。聚合物型芯起到隔絕壁的作用，并且在成型制件中產(chǎn)生非常薄的流體表皮栏蝙，金屬型芯成為散熱點(diǎn)而在制件上形成相對厚的流體表皮坐求。如果塑料熔體流過時型芯表面已熔化，將產(chǎn)生流動根本性變化晌梨。已有報道采用冰條作為型芯桥嗤。液態(tài)薄膜在冰與塑料界面存在著非常復(fù)雜的加工問題得以解決之前，這種方法用于高精度制件是切實(shí)可行的仔蝌。

　　8泛领、計算機(jī)輔助成型

　　采用計算機(jī)輔助工程(CAE)對加工設(shè)計及分析有助于縮短設(shè)計周期并可避免代價昂貴的機(jī)械失誤。商業(yè)性仿真代碼常用于流道上標(biāo)明尺寸敛惊，以平衡熔料在流道系統(tǒng)及型腔內(nèi)的流動渊鞋，同時確定澆口的最佳開設(shè)置和澆口的數(shù)目。計算注射壓力和合模噸位要根據(jù)不同的加工條件和材料而定瞧挤。收縮率及翹曲率結(jié)合初始流向也可準(zhǔn)確估算出來锡宋。重要的是要使得這種設(shè)計工具幫助熟練分析人員在某個設(shè)計方案或加工研究時進(jìn)行判斷的操作。結(jié)果必須理解為以研究對象和加工柑科為前提皿伺。當(dāng)考慮采用這種方法準(zhǔn)確輸入數(shù)據(jù)后员辩，可取得巨大的效益。另外鸵鸥，這種分析經(jīng)濟(jì)性可使設(shè)計周期更短和所需的生產(chǎn)時間更短企电。

　　應(yīng)該提醒注意的是，商業(yè)性的CA[程序通常是不可直接使用的护忠。充模仿真可產(chǎn)生有價值的見識乃筐，但結(jié)果必須重新對其局限性進(jìn)行重新考慮估計。應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)進(jìn)行注射成型模擬試驗(yàn)，僅限于純粘性流體(不包括粘彈性的熔融塑料)玄饶×可預(yù)測熔體流入型腔的實(shí)際流動速率組成結(jié)構(gòu)和性能公布等，如可進(jìn)行高精度的粘彈性分析李腐。目前所采用的任何其它加工方式都不可能達(dá)到這種先進(jìn)水平秤凡，并且最近幾年來，由仿真設(shè)備的工業(yè)界帶頭者和大學(xué)里的研究小組已取得了良好的進(jìn)展憎苦。有幾家公司正在努力探索仿真技術(shù)丘登，以求能正確地解釋更多現(xiàn)實(shí)的塑性行為和加工現(xiàn)象。例如叁震，聚合物主鏈的取向?qū)植康奈锢硇阅芎托阅芊植嫉挠绊懜推＜庸の锢韺W(xué)是非常復(fù)雜的，而某些粘彈性體現(xiàn)象仍然沒有完全弄清楚窘问，更完善合理的加工方式目前正緩慢形成辆童。這些更強(qiáng)的有力的方式將獲得大大超過目前所設(shè)計的生產(chǎn)能力。

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