注塑生产新技术注塑生产技术.doc

?? 注塑成型新技术 ?????? 高分子材料的成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、压制成型等，其中，注塑成型因可以生产和制造形状较为复杂的制品、易于与计算机技术 结合、易于实现自动化生产等优点，在高分子材料的成型加工中占有极其重要的位置。注塑成型技术广泛应用于汽车、家电、电子设备、办公自动化设备、建材等诸 多领域。近年来，这些工业领域迅速发展，给注塑成型技术的发展提供了强大的推动力，使注塑成型技术在发展速度上、水平上都得到了迅猛的发展，特别是对于注 塑成型新技术的发展更是起到了强大的推动作用。本文着眼于注塑成型新技术的最新发展动向，介绍了几种用途较为广泛的注塑成型新技术。近几年来，注塑成型新 技术发展动向主要集中在：新型气辅注塑成型技术、多组分注塑成型新技术、微孔发泡注塑成型技术、微注塑成型技术等方面。???? 1 新型气辅注塑成型技术???? 气体辅助注塑成型技术(Gas-assisted InjectionMolding Technology) 是自往复式螺杆注射机问世以来，注塑成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面，利用气体积压，减少制品残余内应力，消除制品 表面缩痕，减少用料，显示传统注塑成型无法比拟的优越性。一般气体辅助注塑成型的过程是：先向模具型腔中注入经过准确计量的塑料熔体，再直接注入压缩气 体；气体在塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空，作为动力推动塑料熔体充满模具型腔并对塑料熔体进行保压，待制品冷却凝 固后再开模顶出。近年来，气体辅助注塑成型技术发展迅速，出现了一些创新性技术，如水辅助注塑成型技术、冷却气体气辅技术、气辅共注成型技术、外部气辅注 塑技术及振动气辅技术等。???? 1.1 水辅助注塑成型技术??? 水辅助注塑成型技术(Water-Assisted Injection Molding Technology) 是以德国Aachen 大学塑料加工研究所为代表的研究人员基于气辅成型原理开发出的新的注塑成型技术。由于气体的热容量比较小、导热性差，气体辅助注塑时，制件相当于单面冷 却，因而其成型周期往往比普通注塑长。水??助注塑成型技术的原理与气体辅助注塑成型技术基本相同，只是用水代替气体注入熔体中心。其工艺过程为：（1）将 熔体注满型腔，进行短暂保压；（2）将水注入熔体中心，在水的压力下，制件中心的熔体倒流回注塑系统；（3）经过一段时间保压后，减压将水排出制件。排水 所需的压力可以由水的蒸发产生，或者通过加入水中的CO2 的蒸发产生。在注塑直径为30mm的PP中空制件的比较实验中发现，水辅助注塑的冷却时间比气体辅助注塑减少了75%。按照成型工艺过程的不同，水辅助注塑成型有短射( 欠料注塑) 法、返流法、溢流法和流动法4种工艺方法[1]。???? 1.2 冷却气体气辅成型技术????? 在气辅成型过程中，尽管气体辅助成型降低了塑件的壁厚，但在工艺过程中，冷却阶段在成型周期中所占比例最大。当气体( 氮气) 将塑件穿透时，其冷却作用是非常小的。如果制品在脱模时冷却不够充分，则内部残余热量会形成表面再结晶，从而导致制品质量降低或者变形，严重的时候制品内 部会出现气泡。为避免以上情况的发生，可以采取延长模具冷却时间或使用次级冷却装置的措施，但会增加成本。冷却气体辅助成型技术便是针对以上的问题而出现 的一种新的气辅成型方法。在冷却气体辅助成型工艺中，气体通常被冷却至–20℃ ~180℃。冷却气体形成的过程是：常温气体通过一个腔室，在其中被液氮冷却。这种冷却气体辅助成型技术的主要优势在于：当冷却气体穿透熔体时，在模腔内 会产生塞流效应，塞流产生的残余壁厚比传统气体辅助成型要小；冷却气体也防止了制件内部起泡，并能产生较光滑的内表面[2]。???? 1.3 气辅共注成型技术???? 气辅共注成型技术（Co-Injection and Gas-Assisted Injection Molding）是将聚合物共注成型技术与气辅技术相结合而得到的一种新工艺。聚合物共注成型技术是同时或者先后向模腔内注入不同的聚合物熔体，形成多层 结构的一种成型技术，而与共注成型工艺相比多了一个注气过程；相对气辅成型而言，则多了一个多层结构的形成过程[3-5]。??? 气辅共注成型的过程包括三个阶段：（1）共注塑阶段。此阶段与一般共注成型工艺类似，只是在形成表/ 内层结构后，当表层和内层所注入的材料总量占型腔总体积一定比例时，停止注塑熔体，此过程可谓气辅过程的“欠料注塑”，只是注入两种以上的熔体；（2）气 辅注塑阶段。气体对内层熔体进行穿透，随着气体的推进，被气体“排挤”的内层熔体又带动表层熔体向前流动；（3）保压冷却，释压脱模，获得制品。为了实现 聚合