模具新工藝
1、共注射成型(芯層注射成型)
采用共注射成型有助于觀察到制件中獨特的結構。塑料“甲”先注射充入部分型腔,然后塑料“乙”緊跟著“甲”注射進入型腔并保持初始推動流動壓力場。根據表皮區和芯層的尺寸大小,按正確的比例關系計量出“甲”和“乙”的用料量,可制得1個內芯層為“甲”外表完全由“乙”包裹的制件。另外,在化妝品應用方面,有小部分的表皮“甲”,料放在“乙”料之后注射,以使澆口部分的表皮能完全閉合。用2種不同顏色的樹脂進行共注射成型的制件,形成一個容易區分的表皮和芯層區間(認識到所有的注射成型件中存在有類似的表皮和芯層這一點非常重要)。如果沒有先進的檢測技術,通常難以區分表皮——芯層的區域及其分界面。
共注射成型并非一門新的工藝技術。英國ici公司早在70年代就開始應用這一技術,并取得了包括基礎理論,生產產品及機器設備等幾項專利。現普遍采用的ici生產工藝類似“三明治模塑”,由于模塑外層表皮的材料與中間或芯層的材料不同,因此兩種材料必須有一定的相容性,并且芯層材料要求具有可高度輻射、發泡成型和100%回收利用等性能。選用材料應經多種選擇比較而定。
共注射成型工藝問世15年后,才真正得以普及推廣。一種采用共注射成型的厚齒輪制作橫截面,表皮材料是非填充尼龍,而芯層材料是玻璃—珠料—填充尼龍。芯層中玻璃珠粒料收縮率極低,具有良好的尺寸穩定性。尼龍表皮賦予齒輪齒牙良好的潤滑性并避免了珠粒料容易產生的磨蝕問題。
基于共注射成型的基礎理論目前已開發出幾種新型加工改進方法。例如,模內“上漆”和氣體輔助模塑成型擴大了采用這種工藝的范圍。模內上漆加工方法是采用低分子量聚合物作為外層材料,而氣體輔助模塑成型是采用氮氣或另一種氣體作為芯層(或部分芯層)材料。隨著產品設計與生產加工設備的不斷完善改進,將滿足各種新應用和新技術的需求,共注射技術必將成為富有潛力的工業化大規模生產工藝方法。
2、氣體輔助注射成型
氣體輔助注射成型技術主要是為了減輕重量和(或)節省循環時間等而逐漸發展起來的。
通常的共注射成型中,首先注射外層材料,并只部分填充型腔。然后氣體通過噴嘴注射或直接進入模腔內,模腔制件的芯層部位。液化氣體也可注射到待成型制件的芯層部分。一般而言,在芯層內氣體壓力推動熔料向前流動,直至完全充滿型腔,并防止制件表層在固化階段從模腔壁凹下,相連的表皮層緊貼著模腔壁,氣體則保存在模塑制件的芯層區間。由于注入氣體的壓力高于大氣壓力,故此該氣體的壓力必須在制件頂出之前降低,以避免當起限位作用的模腔壁移動時,造成制件變形。盡管高度壓縮的氣體難于控制其形狀及定位氣體芯的位置,但隨著工藝及工序的不斷改進,將可重復生產出合格的制件。