薄壁注塑的优点是什么？

小黄豆

塑料原料的成本通常占制品成本的一个大比数，如50-80%。薄壁有助降低这个比数。由于消费性电子设备如手机、mp3播放机、数码相机、掌上计算机的小型化及轻便化，有关的塑件设计便越来越薄。
　　薄壁充填的本质
　　模壁是冷的，在熔融充填模腔时，模壁会成立固化层，因而降低可流动通道的厚度。这个情况在壁厚越薄时越严重。1mm壁厚有0.2mm厚的固化层，流动道通剩下0.6mm厚。0.5mm壁厚有0.2mm厚的固化层，流动道通剩下0.1mm厚。当充填未完成，流动通道因固化层过厚而消失的话，成品便填不满。
　　充填过程 高速充填 薄壁注塑因此要求注塑机高速注射，在固化层不太厚时填满模腔。高的注射压力是不需要的。他只是弥补注射速度的不足，硬将熔融注入未填满的模腔。这不但增加了所需锁模力，高的内应力因此在成品里形成，在脱模后成品便变形。通用注塑机的注射速度在100mm/s左右，不能应付薄壁注塑。加大油泵能将注射速度提高25%。双泵注射则提高70%。 有厂家采用再生注射，以注射压力换取注射速度。当初段注射不需要高的注射压力时合用。注射速度能提高100%以上。 氮气瓶能将油泵的能量以压力的形式储存起来，在注射时释放，是正规的大幅提高注射速度的方法。以下将注射速度分为四类：低速200-300mm/s；中速300-600mm/s；高速600-1000mm/s；超高速1000-2000mm/s。国产注塑机能达到中速档次。 氮气瓶又称储能器。高压氮气储在橡胶囊内，而氮气瓶的剩余空间则充以高压的压力油。在注射时，压力油释放出来。氮气瓶是个基本上恒压的瞬间大流量动力源。氮气瓶只能提供瞬间的大流量，如0.5秒之谱，但对高速的薄壁注射是足够的。氮气瓶越大，压力则越恒定，储存的压力油越多。 图3氮气瓶 低惯性注射 只是高速注射不能满足薄壁注射的所有要求。还要考虑的是高的加速及高的减速。注射开始时，螺杆是静止的。从静止到全速，如400mm/s，螺杆要加速。如整个注射时间只有0.5s，希望能在0.05s便达到全速，加速率超过8g。相反，如加速时间需要0.3s，是不合适的。原因是平均速度被低的加速拉低了。 忽略熔融粘度阻力的话，a=f/m。a是加速率，f是推力，m是质量。故薄壁注射还需要大的推力及小的质量。 时下的油压注塑机以双注射缸设计为主。注射时，注射后座及油马达亦往前走，质量不算低。顺带一提，常见的全电注塑机设计，在注射时，负责螺杆转动的电机亦是往前走的。单注射缸的设计，油马达在注射时不动，只有螺杆及注射缸的活塞及活塞杆往前，质量便下降了许多。高刚性油路 压力油是有弹性的，在讲究0.05s加速时是要考虑的。大的油缸活塞面积、短的行程、短的油管均能降低弹性的影响。能用硬管取代软管时，油路的刚性亦会提高。 伺服阀 伺服阀的反应比一般比例阀要快。它能在充填满模腔后转保压时发挥最大效用。反应不及时便会溢料，成品产生毛边。图4伺服阀 全闭环控制 伺服阀的采用，一般配合全闭环控制，可以做到注射速度、保压压力及背压压力的控制。全闭环控制监察有关的变量（速度或压力），与设置量有偏差时通知伺服阀更正。简单地说，全闭环控制提高了注塑的稳定性（重复性），降低废品率。