浅谈高光无痕注塑模具及成型技术

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浅谈高光无痕注塑模具及成型技术
摘要；本文在现有成型技术的基础上，着眼于成型技术的发展新趋势，立足于产品开发的更高要求，论证了高光无痕注塑模具及成型的技术的原理、实施方案、技术应用及未来的发展趋势。
2 d8 `+ N  C& e" e/ |2 \/ @关键字：高光 无痕 模具 速冷速热 模温机

9 {$ c5 W0 O( \9 V9 J# f' q4 Y1引言
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首先说明，高光是典型的无痕注塑的突出体现，但不是无痕注塑的全部。我们制作高光模具已经有几个年头了，主要是家电产品的外部装饰件，如前面板、装饰片等，但每次我们都遇到过同样的难题，即无法解决熔接痕、缩水痕等成型问题，这大大影响了产品的结构强度和欣赏品味。在松下家庭影院HT869的前面装饰片上体现尤其突出，因结构上有很多孔造成在成型品表面的多条熔接痕，最后不得不采用成型后用NC雕刻机进行按键孔及出仓孔的二次加工。还有产生熔接痕的塑料件在汽车的内饰品的安全性方面很差，在发生危险时易造成更严重的伤害。在这种情况下，高光无痕注塑模具及成型技术被越来越多的业界人士所重视。

% E9 G# ]* c. W9 r' l# q" N: y2 技术原理

3 v; U3 t  v4 `8 |) ]我们对比传统的注塑成型工艺，来说明高光无痕注塑工艺的特点。

在传统的普通的注射成型加工中，将模具温度设低时，虽然可以减轻翘曲和缩痕、缩短成型周期，但容易产生熔接痕及料纹、光泽暗、表面粗糙等外观品质不良。相反，将模具温度设高时，可以提高产品表面的外观品质，但容易产生翘曲、缩痕、尺寸不良等，同时延长了成型周期，提高了成本。
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高光无痕注塑成型技术采用特殊的速冷速热温控设备，可以同时解决上述两种问题。它利用蒸汽炉产生的蒸汽或者高温水和冷却水，通过快速的交换来控制一个成型周期内模具的温度，从而使上述两种方法的优势均得以发挥。
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首先，注射前向模具通入高温水或蒸汽（如温度为150℃），使模具的温度达到超过树脂热变形的粘流温度，然后注射熔融树脂，这样汇料前端的料温就能够保持在粘流状态，就会形成没有汇线、表面品质良好的成型品。熔融树脂注射完成后，便开始冷却工序。用冷却水使模具温度迅速下降到树脂热变形的温度（如40℃）以下。这样，可以通过加快树脂的固化速度，来缩短成型周期，解决翘曲、下陷等问题。
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过程如图示：

高光无痕注塑可消除产品表面溶接线、溶接痕、波纹及银丝纹，彻底解决塑料产品的表面缩水现象，并使产品表面光洁度达到镜面水平，几乎可以完全再现模具的表面状态，达到无痕的效果。 产品不需要喷涂的后续加工，有效降低成本，缩短交货时间。 此外，高光注塑还可解决加纤产品所产生的浮纤现象，从而使产品品质更加完美。在薄壁成型中，在高温下注入熔融树脂有助于提高注塑流动性，降低注射压力，避免浇不足和困气等问题，提高产品质量与强度。而且通过成型后的速冷，也可以降低收缩应力，使脱模变得容易。同时它也可使厚壁成型注塑周期降低约60-70%。

2 技术应用

高光无痕注塑成型可广泛应用目前用于目前DVD/DMR/BD/BR/PDVD等视听播放器的外装面板、液晶电视机，电脑液晶显示器，汽车液晶显示器，空调、汽车内饰件、车灯、光学仪器等家电、汽车、通讯、医疗等行业。
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3 控制原理

/ j2 a; j( i" M# z& i' C5 [7 p全闭环系统控制输入输出温度的检测，模具内部设计温感器，以模具实际温度反馈PLC，数彩图变化显示，确保输出准确稳定。 蒸汽（高温水、冷水、及模具温度显示，用时间和动作与注塑机信号互锁。

- y! s  g" z4 Z# P$ w4 技术要点
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( b2 C; r% `2 v+ F高光无痕注塑成型，技术关键点在于模具、材料、模具温度控制机。
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4.1 机床匹配

注塑机的反应灵敏度要高，稳定性要好，能够实时快速反馈信号。
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! ^1 [# t- o1 @% s+ d8 v4.2 模具匹配
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! y: e  n% l  F7 I: X6 ~1 V模具的设计方面要考虑耐高温设计，适用水路设计、安装匹配等因素。高光注塑是采用高温热水或蒸汽，在模具上做均衡的加温道，当注塑机顶出后通入高温循环水，首先把模具温度提高到一个设定值，然后开始给模腔注射塑胶，在注塑机完成保压转入冷却后，开始将热水回收注入冷水，模具温度很快下降到一个设定值后开模把冷水回收，完成整个注塑过程。因为是骤冷骤热的成型过程，模具要经受快速的冷热冲击，因此模具的选材很重要，必须选择热疲劳强度好的模具钢，日立的CEANA 1 是不错的选择。
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4.3 模温机（控制机）匹配

能够快速产生足够量的高温水（蒸汽），并能够和注塑机信号互锁，实现闭环控制。
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5 投资分析
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5.1 模具成本
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因采用匹配水路设计及采用耐高温部件，小型简单模具成本略有上升约15-30%，大型模具要根据实际计算。

* ]5 A; P& T: I# j' m5.2 设备方案

由高速制热（蒸汽或高温水）装置、快速冷却装置、控制装置、注塑机组成。

: E+ ~# b, S  c6 m$ p+ h  _6 发展课题

虽然现在高光无痕注塑技术正在被大家广泛接受，但是从技术发展的角度来讲还有很多没有解决的问题。如高光表面的耐划性不是很好，对产品的生产制造和产品使用早成很多问题；再如高光成型的成型收缩率需要积累一定的经验，对于精度要求很高的产品来说要有很精准的数据支撑；还有复杂曲面塑件高光模具的设计制造的成本问题、模具的维护保养成本过高的问题、如何结合CAE进行高光模具设计等等是我们业界人士的共同课题。

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