由二種或者二種以上不同的塑料(多物料)組成的塑料製品已經成為汽車、家電、通訊、玩具、家居行業中不可缺少的部分。


1. “包膠法”技術


此類產品最早出現的加工方法稱為“包膠法”,先在第一套模具中用第一種塑料做出產品的一部分。然後將這個“半成品”放入第二套模具中,再註入第二種塑料,使得第二種塑料“包”住第一種塑料。成為所需要的製品。這種加工方法目前還是有比較廣泛的應用。但是生產效率比較低。不良品比較多,特別是大型件。

2.雙色模具和雙色註塑機技術


雙色模具和雙色註塑機的出現很大程度上改進了“包膠法”的不足。傳統的雙色註塑模具有“凸模平移”和“凸模旋轉”二種形式。

(1)“凸模平移”

“凸模平移”的模具有二個凹模和一個凸模。第一個料筒射膠時,凸模與第一個凹模閉合,完成第一種塑料的註射,如下圖。


第一種塑料凝固後,凹、凸模分開,由第一種塑料形成的半成品停留在凸模,並隨凸模一起移動到對準第二個凹模的位置,如下圖。


註塑機閉合後,第二個料筒進行第二種塑料的註射,如下圖。


第二種塑料凝固後,註塑機打開模具,取出完整的製品,如下圖。


2.“凸模旋轉”

“凸模旋轉”形式的雙色模具有二個凹模和由二個背對背組合成的凸模,這個凸模是可以旋轉的,第一料筒和第二筒可以同時註射,如下圖。


配備的雙色註塑機有二個料筒,第二料筒最好是設計在註塑機運動方向的垂直方向。可以同時註射二種不同的塑料。當射入的二種塑料凝固後,註塑機打開並且自動頂出完整的製品,如下圖。


取掉製品後,“可旋轉凸模”轉過180度,如下圖。


註塑機閉合,進行下一個循環,如下圖。


由於“凸模平移”模式的第一、第二料筒是輪流註射的,而“凸模旋轉”模式的第一、第二料筒是同時註射的。所以,同樣的產品,用“凸模旋轉”模式生產的效率是用“凸模平移”模式生產的2倍。

3. 雙色模具單腔雙射技術

我現在介紹雙色模具(或者多色,又稱多物料模具)的一種新的形式,簡稱“雙色模具單腔雙射技術”,現做一簡介。

雙色註塑機備有二個料筒。模具是單腔的,同時具備第一種塑料(“硬膠”)和第二種塑料(“軟膠”)所需要的共同空腔。這項技術所需要的凹模和凸模是單一的,它與前二種生產模式有根本的區別,如下圖。


當第一料筒註射完第一種塑料後,等第一種塑料有部分凝固或者凝固後。控制開關的動力油缸帶動起隔離作用的刀片,退到與凸模的型面相平,如下圖。


這時第二料筒註射第二種塑料,如下圖。


等第二種塑料完全凝固後,註塑機打開,並取出完整的製品,如下圖。


然後註塑機關閉,進行下一個循環。

這項技術明顯的優勢就是簡化了模具和減少了對註塑機工作空間的需求(可以用較小的雙色註塑機以減少投資和減少能耗)。並且可以比以前採用的“包膠法”成倍地提高產量,並且從根本上避免了由於將經過收縮和變形的“硬膠”重新放進模腔而產生的不良品。

這項技術可廣泛應用在雙色或者多色(多物料組合)的塑料製品。特別是在汽車裝飾塑料件的生產中,有很大的前景。

3. “前通風格柵”案例


(1)產品


下麵拿“神龍富康”的“前通風格柵”為例:(青島華濤生產中),產品外觀如下圖。



該產品由二種不同的塑料組成,主體是改性PP,簡稱“硬膠”(天),周邊是由乙丙橡膠製成,簡稱“軟膠”(黑色)。由於產品較長(1570mm),無論是採用“旋轉”式或者是“平移”式的雙色模具。相配套的雙色註塑機都比較大(全球暫無廠家生產),模具和註塑機的投資成本較大。

(2)傳統的包膠法、傳統的雙色註塑及不足

目前常規的生產方式是採用俗稱“包膠法”的形式。“包膠法”的形式不屬於雙色模具,也稱為“二次註塑”。先在第一臺註塑機上,利用僅有“硬膠”造型的模具,製造出“硬膠”部分,然後在第二台註塑機上。用有完整造型的模具,把第一次做的“硬膠”放進第二套模具中,註入“軟膠”。

由於產品的尺寸大,雖然“軟膠”的重量並不大。但是模具還是和第一套模具差不多大,註塑機也是和第一臺差不多大。總的一句話,用“包膠模”的形式生產“前通風格柵”,一定是二台機和二套模具。

由於製造“硬膠”的原料改性PP的特性,收縮率比較大,(2%左右,總收縮量約31mm,而且受註塑工藝參數的影響很大)整個收縮過程的90%是在註塑成型後一小時左右完成的,其餘的10%大約是在48小時內完成。也就是說,“硬膠”在生產出來的48小時里,其幾何尺寸是在不斷變化中的。並且最後定型的尺寸也是不統一的(當然可以控制在允許的範圍內),這樣就給“硬膠”放入第二套模具造成了很大的困難,給生產管理增加了難度。事實上,用“包膠法”的形式生產“前通風格柵”這個產品。不良品的比例是很高的。

不良品的產生分二類:第一類是“硬膠”由於收縮和變形引起的幾何尺寸的誤差,導致放進第二套模具過程中引起的“壓傷”。第二類是由於防止“軟膠”溢出,在“軟膠”和“硬膠”的交會處產生“飛邊”,第二套模具必須沿“硬膠”的周邊壓緊,產生一個“封膠區”。在這個“封膠區”,模具的錶面對“軟膠”的相應錶面有一個壓緊力,“硬膠”上的裝飾花紋不可避免地被壓傷。

這個急待解決和改良的問題,我們設想一下用傳統的雙色註塑機和採用“旋轉”式或者是“平移”式的雙色模具來進行生產。一個必然的結果就是:雙色註塑機要比原來的大很多(全球暫時無廠家批量生產,要定做),其價格大於原來用“包膠模”的形式所用的二台註塑機的價格的總和。模具的製造成本也大於原來用“包膠模”的形式所用的二套模具的成本的總和。

綜上所述,“前通風格柵”現有的生產方式是投資大,產量低,不良品的比例高,外觀差,成本高。

(3)“雙色模具單腔雙射技術”

我現在提出一個“一攬子”解決的設想:用一套模具在雙色註塑機上來解決所有問題,這套模具同時具有“硬膠”和“軟膠”的型腔。二者之間有一個功能類似於“開關”的機構。

當註塑機的第一個料筒註射“硬膠”時,“開關”將“硬膠”和“軟膠”的型腔隔開,“硬膠”凝固後,“開關”打開,註塑機的第二個料筒註射“軟膠”,待“軟膠”凝固後打開模具,取出完整的產品。

這是一個非常有價值的設想,我們稱它為“雙色模具單腔雙射技術”。

首先是模具製造成本比“凸模旋轉”模式所用的模具下降了50%,註塑機的投資也下降了50%以上。第二是產量可比原來提高2倍以上。第三是不良品的比例從理論上講,可下降為零。

此設想由國內最大的汽車內飾件生產商,青島華濤總經理陳延民先生提出。實施方案由本人和江蘇大學汽車學院副院長陳昆山先生共同商定。這套模具由本人在2007年10月設計完成。由深圳興華達精密模具有限公司加工完成。目前,我公司是全球第二個開發成功此工藝的公司(第一個是法國)。

為了使這項技術發揚光大,我們在這裡介紹這套模具的情況。希望能拋磚引玉。

1)模具外觀和註塑機

外形尺寸:2000X1000X1220mm;

模具重量:14700公斤;

熱流道:第一組5個針閥式進料口,註射“硬膠”;第二組6個針閥式進料口,轉12個潛伏式澆口。註射“軟膠”。

註塑機採用的是廣東東莞東華機械廠的FT1500雙色註塑機。

熱流道佈置:


圖中天的是第一組,5個針閥式進料口,註射“硬膠”,從側面進料。綠色的是第二組,6個針閥式進料口,轉12個潛伏式澆口。註射“軟膠”。正面進料。熱流道系統用定製的程序控制。

隔離“開關”的佈置:


其中:天的是隔離“刀片”,灰色的是刀片連接塊,4個古銅色的是動力油缸。“刀片”的運動行程是2.2mm動力油缸採用的是單方向進、出油,壓力油從動模底板經過。



下圖是做出來的產品。


以上的介紹,供廣大同行參考,希望能夠起到拋磚引玉的效果。

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