【編者按】注射成型是一種生產(chǎn)由熱塑性塑料或熱固性塑料所構(gòu)成的部件的過程弹值。注射成型就是將塑料(一般為粒料)在注射成型機(jī)的料筒內(nèi)加熱熔化浆左，當(dāng)呈流動(dòng)狀態(tài)時(shí)．在柱塞或螺桿加壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)症杏，進(jìn)而通過料筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)装获，經(jīng)過一定時(shí)間冷卻定型后，開啟模具即得制品厉颤。

注塑成型的神奇之處穴豫，在于其所擁有的各種技術(shù)可能性，并且各種復(fù)合工藝層出不窮逼友。推出更多色彩精肃、更佳的觸感、在成型過程中組合成部件帜乞，或者賦予它們特別的功能——多組分注塑成型為用戶提供了豐富的設(shè)計(jì)選擇司抱。包括，如黎烈，將熱塑性塑料和彈性體結(jié)合在一起习柠，使得墊片可以隨著罩蓋在同一次注塑中成型。其它多組分注塑成型結(jié)合了兩種熱塑性塑料的性能怨喘，以生產(chǎn)高剛度的結(jié)構(gòu)性部件津畸，而其接觸部位表面如錘鉆的手柄處則比較柔軟。

同樣必怜，這也適用于所謂的SkinForm工藝魁夫，在這種工藝中，熱塑性內(nèi)飾件采用手感柔軟偷菩、類似皮革的聚氨酯（PU）作為表面進(jìn)行裝飾窗耘。來自德國慕尼黑的克勞斯瑪菲技術(shù)有限公司在2010年K展上推出了基于這種技術(shù)的ColorForm。一方面咳蚣，這種工藝旨在利用注塑成型的各種優(yōu)勢卖檬，實(shí)現(xiàn)熱塑性塑料部件的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。另一方面嘁拖，要求表面質(zhì)量達(dá)到最高的光學(xué)和手感效果（見標(biāo)題圖）静熊。這種工藝為設(shè)計(jì)帶來的優(yōu)勢已有文章對此進(jìn)行了描述。因此瘸利，本文著重解釋由克勞斯瑪菲亩咪、油漆生產(chǎn)商Panadur和塑料外飾件專業(yè)生產(chǎn)商Dura Automotive經(jīng)過密切合作，開發(fā)的油漆體系怯路。（見表1）

一步完成注塑成型和反應(yīng)型技術(shù)

設(shè)計(jì)的有一定難度的塑料部件——主要是汽車內(nèi)飾和外飾件纲缠、娛樂電子產(chǎn)品、白色家電和通訊設(shè)備等的可見部分——迄今為止都是通過多道工序完成的蛉加。工藝鏈的最后一道工藝通常是濕法或粉末涂裝蚜枢，其特點(diǎn)是工序繁多、成本高和次品率高针饥。

為了能給行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)的替代方案厂抽，克勞斯瑪菲與其合作企業(yè)一起，開發(fā)出了ColorForm一步法工藝丁眼。它依托于熱塑性塑料基礎(chǔ)部件的注塑成型筷凤，該部件在整個(gè)流程中始終處于半個(gè)模腔內(nèi)，從而防止熱塑性塑料的自由收縮户盯。第二步工藝甚至在脫模前即開始嵌施，即在涂裝室內(nèi)對基礎(chǔ)部件進(jìn)行溢流涂布。

這種組合工藝原則上可采用任何一種已知的多組分注塑成型工藝完成莽鸭。為了在批量應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)同步法工藝吗伤，可采用回轉(zhuǎn)壓板或旋轉(zhuǎn)壓板技術(shù)（SpinForm），也可以采用轉(zhuǎn)位壓板機(jī)硫眨。在溢流噴涂的同時(shí)足淆，另一個(gè)基礎(chǔ)部件在第二個(gè)模腔內(nèi)注塑成型（圖1）。在原型制造階段织岁，一般用滑臺(tái)設(shè)備分先后兩步完成即可赃织。

特殊性能的雙組分漆

對油漆體系有各種不同要求，高光澤度、深度氨筑、結(jié)構(gòu)够煮、抗刮擦、色牢度瑰齐，同時(shí)還要耐化學(xué)腐蝕弟茸、抗老化，并且不含溶劑仔醒，以滿足VOC指導(dǎo)要求版叁，同時(shí)確保涂裝部件色彩自然。另外序评，還要求無脫模劑且反應(yīng)時(shí)間只需數(shù)秒敲侧，以適應(yīng)高效注塑加工的快速循環(huán)。無脫模劑要求涂料與熱塑性基礎(chǔ)部件粘接牢度高辽廊。來自Panadur的脂肪族聚脲漆可以滿足上述各種要求僻匿。

與標(biāo)準(zhǔn)涂裝工藝類似的方法中，熱塑性塑料ABS减拭、PC+ABS蔽豺、PC+PBT、ASA和SAN特別適用于含脂肪族聚脲漆的涂層拧粪。而且ColorForm系統(tǒng)的運(yùn)行還必須非常穩(wěn)定修陡，確保盡可能減少次品。不管部件采用的是清漆可霎、鋼琴漆還是任何顏色的油漆魄鸦，以達(dá)到所要求的深度效果（圖2）。

因此癣朗，設(shè)計(jì)的要求是拾因，能承受得起，含有雙組分漆旷余、ColorForm的一步法工藝系統(tǒng)必須經(jīng)濟(jì)绢记。即，必須消除采用傳統(tǒng)工藝涂裝單色或多色塑料部件的劣勢正卧。該技術(shù)的成功從可以用上述工藝經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)顏色多樣且同時(shí)含有多種蠢熄、甚至根本不同表面結(jié)構(gòu)的部件得到了驗(yàn)證。

油漆系統(tǒng)不含溶劑茅早，符合REACH要求敞冤，并且反應(yīng)性強(qiáng)≈饴郏化學(xué)基為多胺與多異氰酸酯的反應(yīng)物聚脲崭甩〉炙迹基礎(chǔ)反應(yīng)的兩種組分在PU系統(tǒng)的混合頭中混合，也即有愚，在注塑成型部件脫模前先于溢流完成焙句。克勞斯瑪菲專為ColorForm技術(shù)開發(fā)了混合頭箱藏。幾秒鐘后陡敞，部件的固化已經(jīng)達(dá)到一定程度随巴，機(jī)器人的吸盤不會(huì)造成任何損害鲜堆，成品部件可以完全自動(dòng)包裝（圖3）。幾小時(shí)后殖咨，就會(huì)得到完全固化的昌执、可以耐受各種環(huán)境的部件。

穩(wěn)健的工藝——抗刮傷诈泼、防風(fēng)化懂拾、耐老化

在70℃左右的加工溫度下，聚脲涂料粘度極低铐达，在混合頭中混合均勻后岖赋，即便是大面積的薄漆膜涂層，也可以在高壓下進(jìn)行溢流噴涂瓮孙。涂層可以調(diào)節(jié)為厚度一致唐断，或按0.3mm遞減，在邊緣或狹小半徑處也可如此杭抠。包括汽車外飾件生產(chǎn)商Dura Auto motive Systems在內(nèi)的幾家OEM商和供應(yīng)商對聚脲涂料進(jìn)行了考察脸甘。

油漆廠商Panadur進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，并得到了很好的結(jié)果偏灿。在Amtec-Kistler試驗(yàn)中丹诀，用ColorForm工藝得到的聚脲表面與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和苯乙烯 - 丙烯腈（SAN）制成的未涂裝部件的表面，以及用丙烯酸粉末涂料涂裝的參照樣表面進(jìn)行了對比翁垂。以一系列粉末涂料的初始光澤度為基礎(chǔ)铆遭，PMMA和SAN的光澤度損失尤為明顯，而聚脲表面則比粉末涂料表面的光澤高很多减磷，磨痕也最少哮霹。

根據(jù)Osterle和摩擦色牢度儀，用損傷測試儀進(jìn)行更多測試针如。這些測試仓判，同樣也驗(yàn)證了聚脲涂料具有出色的抗刮擦性能。特別值得一提的是艇泡，聚脲涂料還可以進(jìn)行打磨蜘体，也就是說示董，即便遭受了嚴(yán)重的刮擦，也可以通過高品質(zhì)拋光膏恢復(fù)原有的光澤逮百。

為確定日常情況下的耐化學(xué)腐蝕性能艾烫，Panadur將采用ColorForm工藝的聚脲涂層置于各種液體環(huán)境中，如氧化鈉（10％）氯北、硝酸（10％）拄讨、乙酸（10％） 、鹽酸（10％）蹦漠、過氧化氫（10％）椭员、乙醇、甲醇笛园、二甲苯隘击、異丙醇、丙酮研铆、醋酸丁酯埋同、柴油燃料、汽油棵红、機(jī)油凶赁、機(jī)油、剎車油逆甜、以及商用清潔劑和驅(qū)蚊劑中虱肄，時(shí)間為兩周，其中一些液體具有腐蝕性忆绰。兩周后浩峡，試樣表面未出現(xiàn)任何改變，同時(shí)也沒有受到皮膚汗?jié)n律馏、胰酶村钧、防曬霜、玻璃和塑料清洗劑腥浪、皮革上光劑臊骂、駕駛艙清潔劑和洗滌液的影響。

在OEM測試條件下伸四，由聚脲防護(hù)的部件在溫度高達(dá)65℃的潮濕云拔、氣候炎熱、以及人工日曬條件下的SGS Servovam實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了4800小時(shí)的環(huán)境壓力測試淡班。另外足曹，還根據(jù)佛羅里達(dá)州和亞利桑那州的規(guī)范，進(jìn)行了耐候性測試杀佑〗眨總的來說朋凰，所有測試都證明其耐紫外線、色牢度高驴荡，保持了良好的光澤情组，且表面結(jié)構(gòu)未遭到破壞。

其抗石擊性能也進(jìn)行了驗(yàn)證箩祥。聚脲涂層超過了對部件最低2.5級的要求院崇，達(dá)到了“優(yōu)秀”的水平。還通過了其它所有測試袍祖，包括恒定氣候下的冷凝水底瓣、耐老化、耐濕度或耐低溫性盲泛、溫度循環(huán)試驗(yàn)濒持、耐蒸汽噴射性以及熱水試驗(yàn)。

依據(jù)資源保護(hù)定制性能和色彩

和其它涂料不同的是寺滚，聚脲體系可以經(jīng)改性來滿足整個(gè)參數(shù)的要求。如屈雄，可控制表面硬度村视，并通過化學(xué)改性和助劑來保持其可靠性。同時(shí)還可以得到具備抗菌酒奶、除真菌特性蚁孔、導(dǎo)熱性和紅外吸收特性的功能性表面。

Panadur公司的聚脲油漆適用于所有重要的配色系統(tǒng)纪孔，包括RAL Classic眠亿、NCS、Renolit 和Pantone现岗。目前對無脫模劑涂料系統(tǒng)的開發(fā)主要集中在黑色高光澤表面（鋼琴黑）也控，以及通過涂裝高光澤聚脲清漆表面，來獲得漆膜厚度效果辱涨。還可以對部件進(jìn)行多色涂裝或局部采用單色涂裝用省，以實(shí)現(xiàn)其它設(shè)計(jì)效果。另外开撤，也可以對焊接縫和其它如縮痕或霧點(diǎn)等在注塑件上可以看出的表面瑕疵進(jìn)行遮蓋（圖4）败民。

由于以高壓注射的多胺與多異氰酸酯混合材料在模腔內(nèi)經(jīng)過高反應(yīng)加聚，因此在部件射出前會(huì)完成涂裝過程瞒唇，不需要加裝干燥機(jī)坡驹。這也是ColorForm工藝與其它濕法涂裝工藝相比的另一個(gè)優(yōu)勢。另外服畜，反應(yīng)過程中不會(huì)產(chǎn)生有害氣體或惱人的氣味四爹，操作人員很大程度上不需要通風(fēng)或過濾系統(tǒng)誊涯。另一個(gè)對該系統(tǒng)有利的環(huán)保因素是聚脲涂料的消費(fèi)經(jīng)濟(jì)性，也即可以得到最小的涂層厚度蒜撮，不會(huì)過噴暴构。最后，幾乎獨(dú)家生產(chǎn)的合格品有利于環(huán)境段磨，因?yàn)槿魏螡穹ㄍ垦b或粉末涂裝造成的次品對能源或資源的浪費(fèi)都不可低估取逾。

刻字、圖形元素和紋理

設(shè)計(jì)師完全應(yīng)該重新思考他們在部件上展現(xiàn)文字或圖形的策略苹支。傳統(tǒng)工藝中砾隅，他們會(huì)通過使用模板的方式噴涂，或者粘貼债蜜，而有了ColorForm工藝晴埂，他們可以將這些內(nèi)容與部件加工一氣呵成。因?yàn)樵诟吖鉂蓞^(qū)域的啞光突出部分寻定，以及在啞光區(qū)域或結(jié)構(gòu)表面的高光澤突出部分儒洛，即使該部分必須高出其它部分，也可以采用類似方式狼速，進(jìn)行正負(fù)壓花處理琅锻。

色彩對比度的重現(xiàn)性要求很高。不可能在深黑色鋼琴漆表面一體成型白色標(biāo)識(shí)儿戏，盡管在特殊情況下可以形成連續(xù)的白色表面肴泥。在這種情況下，涂料系統(tǒng)勤驾、模具結(jié)構(gòu)及整個(gè)生產(chǎn)工藝可能都需要進(jìn)行重新考慮耻宋。

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