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高光無痕注塑工藝的關鍵是什么?
發布:blast_k   時間:2019/8/12 9:08:04   閱讀:70 
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高光注塑最關鍵的是模具溫度控制系統。由于高光注塑與一般注塑最大區別在于模具溫度的控制,而對注塑機的要求并不高。高光注塑模具溫度控制系統一般也稱為高光模溫機,和通用注塑機配合,在注塑的填充、保壓、冷卻、開合模具過程中協調動作。
模具表面的加熱方式是溫控系統的關鍵技術,高光模具表面主要通過以下方式獲得熱量。一是以熱傳導為主的加熱方式,如通過模具內部管道的油、水、蒸汽、電熱元件等將熱量傳導到模具表面;二是以熱輻射為主的加熱方式,如將太陽能、激光束、電子束、紅外光、火焰、氣體等直接輻射模具表面;三是通過自身熱場加熱,如通過電阻、電磁感應加熱等使模具表面自身產生熱量。目前實用的加熱系統有:高溫油傳熱的油溫機、高溫高壓水傳熱的高壓水溫機、蒸汽傳熱的蒸汽模溫機、電熱管傳熱的電熱模溫機,以及電磁感應加熱系統和紅外輻射加熱系統等。 

(l)高溫油傳熱的油溫機 
模具內部設計均勻的加熱或冷卻管道,通過油加熱系統達到模具預熱的功效,同時在注射過程有冷卻的作用。最高溫度可達350℃。由于油的熱傳導系數低,效率較低,而且產生的油氣影響高光成型質量,但效果比較不理想。但目前企業油溫機比較普遍,使用經驗豐富。 

(2)高溫高壓水傳熱的水溫機 
模具內部設計均衡的管道,不同階段使用不同溫度的水。加熱時通入高溫過熱水,冷卻時切換為低溫冷卻水,實現模具表面的加熱或冷卻。如將水加壓,溫升還可達140~180℃,升溫很快。高溫高壓的水溫控制系統的制造廠商有:如奧德的GWS系統,由于熱水可循環利用,運行成本較低,是目前國內市場上使用較多的一種,也是代替蒸汽的最佳選擇。 

(3)蒸汽傳熱的蒸汽模溫機 
同高壓水溫機作用原理相似,模具內部設計均衡的管道,加熱時通入蒸汽,冷卻時切換為低溫水,實現模具表面的加熱或冷卻(蒸汽加熱前一般還需要用壓縮空氣將管道吹干)。高溫高壓蒸汽加熱系統可使模具表面最高溫度達到160℃。由于蒸汽相對于水,其熱容較小,相對升溫時間較長。達到150℃模具表面溫度需要300℃左右的蒸汽。但由于生產過程中蒸汽不可循環利用,需要安裝鍋爐設備和鋪設管道等,致使其運行成本偏高。 

(4)電熱管傳熱的電熱模溫機 
采取電阻加熱元件(電熱板,電熱框,電熱圈等)作為熱源,其中電熱管應用較多,它以金屬管為外殼(包括不銹鋼、紫銅管),沿管內中心軸向均布螺旋電熱合金絲(鎳鉻、鐵鉻合金),其空隙填充壓實具有良好絕緣導熱性能的氧化鎂砂,管口兩端用硅膠密封。電熱元件可加熱空氣、固體和各種液體。目前直接加裝在模具里的電熱器加熱系統成本較高,并需支付模具設計專利費。電熱管加熱速度較快,控制溫度范圍可達350℃,利用該系統后,15s就可將模具溫度加熱到300℃,然后 15 s又能將模具溫度冷卻到20℃。但只適合尺寸較小的產品使用。由于加熱絲直接加熱溫度較高,相對模具壽命會縮短。

(5)高頻電磁感應加熱系統 
根據電磁感應原理使工件的溫度升高。由于集膚效應,在工件表面上產生的渦流最強,而在內部很弱,到芯部接近于零。因此這種方法可只對工件表面至集膚深度范圍加熱,因此加熱體積小,升溫速度快,加熱速度在14℃/s以上,如臺灣中原大學研發的系統升溫速度已經達到20℃/s以上。表面加熱完成后,再搭配快速低溫冷卻設備,可達到模具表面快速加熱、冷卻的效果,實現變模溫控制。 

(6)紅外線輻射加熱系統
研究人員正開發利用紅外線輻射的方式直接對型腔部位進行加熱。紅外線的傳熱形式是輻射傳熱,由電磁波傳遞能量,不需要傳熱介質,具有一定的穿透能力。與其它方式相比,具有節省能源、安全、設備簡單、易推廣等優點。但由于光亮金屬紅外線吸收能力較弱,加熱速度慢。 

(7)氣體式回執系統 
高溫氣體作為快速變模溫的介質,在充填階段前快速準確確定量地將氣體注入型腔中,可以瞬間將模面溫度提高至200℃左右,且高溫區域可控制在模具表面附近,不會造成模具其它部分因溫度劇烈產生尺寸膨脹的配合度問題。該技術無需對現有模具作太大的修改,模具制造成本較低,但密封要求高。 

目前溫度控制系統還存在一些問題需要解決。一是實用的加熱方法少,比較成功的為蒸汽、高溫水加熱,二是高光注塑都是采取單獨的模具溫度控制系統,需要和注塑機配合使用。三是設備及運行成本高。如何能讓變模溫控制技術在不影響成型周期的每件下進行經濟規模生產是大家爭相發展與突破的題目。今后需要在實用的低成本快速加熱方法、集成的高光注塑機等方面進一步研究開發。 
       
高光注塑是目前注塑企業最為通用的叫法,從注塑產品的光澤上看,由于熔體流動前沿與模面接觸點的界面溫度提高,可使模具部分的微細形狀復制容易,如結合表面高光的模具、特殊工程塑料,可生產出高光澤度的注塑產品,實現一步注塑成功最終產品,由此被稱為高光注塑,其全稱應該為高光產品的變模溫注塑。

除此之外還有其它很多叫法,比如:該工藝采取了快速加熱冷卻,被稱為快速熱循注塑(RHCM);從模具溫度變化來看,稱為變模溫、動態模溫、交替冷熱模溫控制技術;從消除噴涂等后處理工序看,被稱為免噴涂注塑;從消除表面缺陷上看,稱為無熔接痕、無痕注塑。

從加熱方式分,又稱為蒸汽式、電熱式、熱水式、高油溫式、感應加熱式模溫控制技術等。從模溫控制機看,又稱為蒸汽模溫機、過熱水模溫機、電熱模溫機、水溫機、油溫機、電磁感應模溫機等。

文章來源:復材應用技術

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