高光是典型的無痕注塑的突出體現,但不是無痕注塑的全部。我們制作高光模具已經有幾個年頭了,主要是家電產品的外部裝飾件,如前面板、裝飾片等,但每次我們都遇到過同樣的難題,即無法解決熔接痕、縮水痕等成型問題,這大大影響了產品的結構強度和欣賞品味。在松下家庭影院HT869的前面裝飾片上體現尤其突出,因結構上有很多孔造成在成型品表面的多條熔接痕,后不得不采用成型后用NC雕刻機進行按鍵孔及出倉孔的二次加工。還有產生熔接痕的塑料件在汽車的內飾品的安全性方面很差,在發生危險時易造成更嚴重的傷害。在這種情況下,高光無痕注塑模具及成型技術被越來越多的業界人士所重視。
1.技術原理
我們對比傳統的注塑成型工藝,來說明高光無痕注塑工藝的特點
在傳統的普通的注射成型加工中,將模具溫度設低時,雖然可以減輕翹曲和縮痕、縮短成型周期,但容易產生熔接痕及料紋、光澤暗、表面粗糙等外觀品質不良。相反,將模具溫度設高時,可以提高產品表面的外觀品質,但容易產生翹曲、縮痕、尺寸不良等,同時延長了成型周期,提高了成本。
高光無痕注塑成型技術采用特殊的速冷速熱溫控設備,可以同時解決上述兩種問題。它利用蒸汽爐產生的蒸汽或者高溫水和冷卻水,通過快速的交換來控制一個成型周期內模具的溫度,從而使上述兩種方法的優勢均得以發揮。
首先,注射前向模具通入高溫水或蒸汽(如溫度為150℃),使模具的溫度達到超過樹脂熱變形的粘流溫度,然后注射熔融樹脂,這樣匯料前端的料溫就能夠保持在粘流狀態,就會形成沒有匯線、表面品質良好的成型品。熔融樹脂注射完成后,便開始冷卻工序。用冷卻水使模具溫度迅速下降到樹脂熱變形的溫度(如40℃)以下。這樣,可以通過加快樹脂的固化速度,來縮短成型周期,解決翹曲、下陷等問題。
過程如圖示:
高光無痕注塑成型可廣泛應用目前用于目前DVD/DMR/BD/BR/PDVD等視聽播放器的外裝面板、液晶電視機,電腦液晶顯示器,汽車液晶顯示器,空調、汽車內飾件、車燈、光學儀器等家電、汽車、通訊、醫療等行業。
3 控制原理
全閉環系統控制輸入輸出溫度的檢測,模具內部設計溫感器,以模具實際溫度反饋PLC,數彩圖變化顯示,確保輸出準確穩定。 蒸汽(高溫水、冷水、及模具溫度顯示,用時間和動作與注塑機信號互鎖。
4 技術要點
高光無痕注塑成型,技術關鍵點在于模具、材料、模具溫度控制機。
注塑機的反應靈敏度要高,穩定性要好,能夠實時快速反饋信號。
4.1 模具匹配
模具的設計方面要考慮耐高溫設計,適用水路設計、安裝匹配等因素。高光注塑是采用高溫熱水或蒸汽,在模具上做均衡的加溫道,當注塑機頂出后通入高溫循環水,首先把模具溫度提高到一個設定值,然后開始給模腔注射塑膠,在注塑機完成保壓轉入冷卻后,開始將熱水回收注入冷水,模具溫度很快下降到一個設定值后開模把冷水回收,完成整個注塑過程。因為是驟冷驟熱的成型過程,模具要經受快速的冷熱沖擊,因此模具的選材很重要,必須選擇熱疲勞強度好的模具鋼.
4.2 模溫機(控制機)匹配
能夠快速產生足夠量的高溫水(蒸汽),并能夠和注塑機信號互鎖,實現閉環控制。
5 分析
5.1 模具成本
因采用匹配水路設計及采用耐高溫部件,小型簡單模具成本略有上升約15-30%,大型模具要根據實際計算。
5.2 設備方案
由高速制熱(蒸汽或高溫水)裝置、快速冷卻裝置、控制裝置、注塑機組成。
6 發展課題 ,
雖然現在高光無痕注塑技術正在被大家廣泛接受,但是從技術發展的角度來講還有很多沒有解決的問題。如高光表面的耐劃性不是很好,對產品的生產制造和產品使用造成很多問題;再如高光成型的成型收縮率需要積累一定的經驗,對于精度要求很高的產品來說要有很精準的數據支撐;還有復雜曲面塑件高光模具的設計制造的成本問題、模具的維護保養成本過高的問題、如何結合CAE進行高光模具設計等等是我們業界人士的共同課題。