多色多物料注塑成型工艺的应用
多色多物料注塑制品是指两种或两种以上颜色的材料或不同材料通过一个或一个以上的流道注塑成型的塑胶制品。多色注塑制品由不同颜色的塑料材料通过注塑成型,每种材料在成型过程中是不允许相互渗透,必须要严格区分开来,比如各种带标识的按键及汽车车灯等。
多物料注塑制品不仅要求结合不同的颜色材料,而且需要结合不同种类的塑胶材料,其中包括:
(1)软硬结合的制品。
在大多数情况下,软硬结合制品都是由热塑性材料及热塑性弹性体(如TUE,TPU等)结合成型的,这样的结合可以使制品具备坚硬可抗腐蚀的基体,另外具备密封抗震,或者更有舒适的手感(比如手柄类制品)。当结合不同材料成型时,原材料之间的粘合性是必须考虑的,而且还需要考虑它们之间不同的收缩率、热膨胀系数及成型处理温度。在设计允许的情况下,可以通过内部机构的机械连接或化学反应来增强结合强度。
(2)与液态硅橡胶(LSR)结合的制品。
LSR与热塑性弹性体相比,具备更好的耐温及机械性能,其在多物料注塑工艺的应用越来越受到重视。由于LSR的高模温,模具设计时模具的隔热成为挑战。在成型LSR的时候,模具通常需要设计冷流道系统,这个冷流道系统必须与成型热塑性材料的热流道系统完全隔热。另外,目前能够承受LSR成型温度的材料也十分有限,比如Polyamide,PPS,PETP是比较适合于LSR结合成型的材料。
(3)与电镀/导电材料结合的制品。
用具有电镀/导电性能的材料和不具备电镀/导电性能结合,可以使制造三方向传电导体零件成为可能。
(4)模内组装(In Mold Assembly)制品。
两种相互不相容的材料可以通过注塑结合起来后,变成一个相互连接而且可以移动的零件,我们称之为模内组装零件。两种材料,由于模塑件的尺寸、收缩率不同及不相容性,可以使注塑出来后的零件可以“活动”,比如应用在汽车的出风口、玩具及机械连接零件等。
多色多物料注塑机由两个或两个以上注塑单元组成,根据注塑单元(副射台)的布置方式,可以分类为V型、L型、P型及W型。这几种类型的多色多物料注塑机各有特点,用户需要根据自身需求来选择。其中,较为V型及L型在欧洲注塑机的应用较为广泛,而日本及国产机台则多数采用P型。另一种创新的多色多物料注塑机则是在单色注塑机上连接独立的副射台,组成多色多物料成型机台,比如Babyplast全自动注塑单元,具有独立的动力及控制系统,可以与其它任何品牌规格的单色机连接,使单色机台变成多色多物料机台。
目前市场上的多色多物料注塑机台大多数为注塑机制造厂家根据用户需要进行标准制作,在很多情况下这些机台只可以生产特定的制品,而独立副射台的应用则可以利用现有机台来改造,大大提升了设备的利用率及使用灵活性,也减少了初期的设备投资,这是目前一个灵活、环保及低成本的多色多物料设备方案。
Babyplast全自动注塑单元安装于模具上,用于成型第二种物料
多色多物料注塑模具的设计概念,原理上可以分为两大类:
第一大类的模具设计概念是模具有两个或两个以上进胶流道,通过转动装置(转盘或托转机构)或移动机构(人手、机械手或者液压滑动机构),把第一次成型件移动至另一个模具型腔内,合模后让其可以被第二次注塑的物料结合。这里模具概念需要思考的是成型件从一个模腔如何转换到另一个模腔。
第二大类的模具设计概念是模具共用一个流道系统,把两种材料或两种以上材料注入传统模具的模腔内,这种多物料注塑方式我们通常称之为夹芯注塑(Sanwich Molding)或者叫做共注塑(Co-injection)。夹芯注塑目前有两料筒注塑及单料筒注塑的两种方式。