现代注塑成型技术及其发展现状

plastic mold (4)

注塑成型工艺是将熔融的塑料熔体高压高速地注入闭合的模具型腔内,经过冷 却定型后,得到和模具型腔形状一致的塑料制品的成型方法。在每个注塑周期中,塑料都要经过固态-液态-固态三个阶段的转换,即:首先塑料以初始的颗粒状态在 料筒中经塑化后转变为熔融状态,然后高温熔体经注塑模浇注系统充入模腔后冷却 定型。成型过程中,塑料要经历熔融、熔体流动和固化等非等温、非平衡过程,并伴随有相变、分子取向、纤维取向及结晶等复杂的物理和化学变化,因此,注塑成 型是一个复杂的流体流动与成型过程,塑料本身变形特点、成型的边界条件以及其 它不确定因素使其在成型过程中的变形历史和相态变化复杂多变。在不同的受热和 受力条件下,所成型的注塑制品的表面形貌、形态结构和力学性能等都会有很大差 别。但由于注塑成型具有生产周期短、生产效率高、能成型形状复杂的零件且易于 实现自动化生产等优点,无论在工业生产还是日常生活中都得到了广泛应用。随着 3C (Computer, Communication & Consumer Electronics)产业的不断进步,人们对产 品的功能、外观、成本等要求逐步提高。在兼具产品的精度、强度、成本、生产效 率和绿色环保等多种指标的同时,除了要求工程塑料在材料改性技术上的突破外, 在成型技术上也必须不断创新。近年来,为满足人们对产品的不同需求,许多新的注塑成型技术不断涌现。

超高速注射成型

注塑成型中,注射压力和速度与塑料熔体的流动长度成 正比关系,塑件厚度越小,熔体在模腔内的流动越困难。因此,对薄壁塑件成型, 为使熔体充模完全,必须采用能产生高压、高速熔体的注塑设备。高速注射成型利 用高分子材料在高剪切力下黏度下降的特性,以超高速度将塑料注入模腔内,能避 免熔体在未充填完毕的情况下产生固化而造成短射现象。超高速注射成型还具有降 低塑件内部的残余应力,使产品的尺寸更加稳定及缩短生产周期等优点【u]

流体辅助注射成型

该成型方法包括水辅助注射成型与气体辅助注射成型 两种工艺。其主要过程是在塑料熔体充满型腔后,将辅助流体以一定的压力通过浇 口和流道注入模具型腔的熔体内,使产生的塑件内部形成中空,既节省塑料原材料, 又能避免制品表面缩痕和制品因收缩不均而产生的翘曲变形现象。此外,水辅助成 型还能从内部直接冷却熔体,可大幅减少制品的冷却时间[345]

Muceir微发泡注射成型

Mucell注射成型是将氮气或二氧化碳以超临界流 体状态注入注塑机内与高温熔体充分混合形成单相熔体,然后将该单相熔体注入温 度和压力较低的模具型腔内。温度和压力的突降会引发分子的不稳定性,从而在制 品中形成大量的气泡核并逐渐长大生成微小孔洞。微孔发泡注塑成型技术突破了传 统注塑的诸多局限,在保证制品性能不降低的基础上,可明显减轻塑件重量和成型 周期,大大降低设备的锁模力,并具有内应力和翘曲变形小,平直度高,尺寸稳定 等优势。Mucell微发泡注射成型技术在生产高精密以及材料较贵的制品中,具有独特 优势,成为近年来注塑技术发展的一个重要方向

高模温注射成型

模具温度对注塑成型产品的质量起重要作用,高模温注 塑工艺能显著提高熔体的流动性,对于产品熔接痕的消除、浮纤现象的减少以及残 余应力的降低具有明显的改善作用,且有利于薄壁和具有微小特征的塑件成型。在 兼顾生产效率的同时,如何使模具型腔成型面快速升温、快速降温,缩短成型周期, 提高产品成品率是注塑行业拭目以待的新技术之一。

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