多组分注塑成型工艺
双色注塑材料之间的结合性
双色模具的工作原理
多色注塑机的种类
1. 双色注塑结构分为五类:P型(平行双射)、L型(直角双射)、V型(天侧双射)、W型(斜背式双射)、H型(对向双射)。
这几种类型的双色注塑机各有特点,用户需要根据自身需求来选择。其中,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。再以双色机的五个形式为基础,可继续衍生出三色机及四色机的射出形式定义:
2. 三色注塑结构分为五类:直角三色-L型、天侧三色-V型、背式三色-LW型、背式三色-VW型,独立三色-LV型。
3. 四色注塑结构分为二类:平行四色-LV型、背式四色-LVW型。
P型-平行双射
L型-直角双射
V型-天侧双射
W型-斜背式双射
H型-对向双射
随著产品复杂度的提高,三色甚至四色的需求开始浮现。一般而言,三色机有两种类型,一种为两工位三色机(俗称假三色),另一种为三工位三色机(俗称真三色)。实际上,两者的区别不在于「真假」,而是根据产品结构设计(两副模具或三副模具)采用不同的转盘控制方式。
「两工位」顾名思义转盘旋转定位在两个位置,等同于双色机的180度转盘控制方式。换言之,两工位三色机的三组注塑单元中,有两组是同时注射在同一副模具,因此,产品中若有两组分的边界不相邻(可设计在同一副模具同时注塑),只需要两副模具来生产三组分产品,则适用两工位三色机。
「三工位」则不同,转盘旋转能定位在三个位置(120度)。换言之,三工位三色机的三组注塑单元中,分别注射在三副模具,因此,产品中若三组分的边界均相邻,则适用三工位三色机。
同样的,四色机也可区分为「两工位」及「多工位」四色机。从技术的角度而言,多工位转盘控制精度明显高于两工位,因此在机台的制作成本上也相对较高。所以,要根据产品结构需求选择最具效益的方案,比如以下三色U盘案例,选择多工位就显得有更高的性价比。
三色U盘案例
所以,如何在这种小巧的外形空间下,产品需要体现出不同的颜色和质感搭配,同时要兼顾内部电子器件的防尘防水要求,成为了CMF和结构设计师一大课题。
传统的方式会将上述几个功能做成不同的塑料零件,再通过组装的方式装配在一起。
装配又会带来一系列难题,如何增加固定用的扣位结构,软硬胶怎样结合,如何隐藏装配结合线,如何实现电子部分密封防水,如何让logo字体更永久,如何减少装配的人手。。。。。
胶水?---不环保 丝印?---不耐磨 喷油?---掉漆。。。。。。
能不能用注塑机直接把三种塑料一次成型出来呢?
传统的卧式注塑工艺在解决此类产品方面遇到了越来越多的瓶颈。
1. 传统卧式双色机,射台位置固定,二射以外的射台只能布置在顶侧和横侧面(插入多射台布置方式)。进胶流道相互干涉。
2. 锁模区域内空间有限,又要完成旋转和后模更换,模具能布置模穴和行位的空间更加拥挤。
3. 模具水平开模,植入件需要特别设计固定结构,否则在重力作用下容易歪斜。
为此,多射植入注塑技术(MSIM)应运而生。
多射植入技术是结合了多物料注塑和模具,立式转盘注塑机,自动化取出与植入等等多学科融合的综合性技术。
针对解决如何在小空间通过注塑和植入的方法,将不同特性和功能的物料融合成型的问题。
可以将塑料(软/硬),硅胶(固体/液体),五金(结构/导体),电子芯片,在一个机器循环中完成,达到减少装配,增强粘结,提高气密性的目的。
还是以上面提到的三色U盘为例,说明其注塑的过程:
首先,植入U盘芯片(电子器件),然后
第一射,白色 PC , 注塑单边白色底壳并形成底部字体,
第二射,绿色 PC, 注塑单边绿色底壳并形成另一半底部字体
第三射,蓝色TPU ,包裹上下底面,形成字体凹凸效果同时,产生柔软的手感。
三色U盘注塑过程
在多射植入注塑技术(MSIM)中,将采用三色六工位立式转盘注塑机,三前六后模具,一出二,人工放植和取件。全周期30秒 。产品出模后直接包装出货,不需其他装配等后工序。
多射植入注塑成型方案的优势:在于实现一体成型、多色造型、免去装配、实现多功能集成等。据了解,该工艺技术的关键在于立式注塑机的灵活运用,常见机型有单射六工位、双射四工位、三射六工位。其中多工位冷却可以缩短成型时间,提升产量,同时植入注塑、提取产品更为便捷,还可以实现自动化生产。
三色运动手环案例
注塑过程:在一号工位放置pin针,二号工位与一射前模结合注塑透明窗部件,三号工位与二射前模结合,注塑黑色遮光结构,四号工位与三射前模结合注塑彩色壳体,五号工位空气冷却,六号工位用于产品取出,所有工位均同时进行。
多射植入注塑(MSIM™)很适合生产此类手环底盖,将原有的六个工序合并为一个工序,使生产流程大大简化的同时,也节省了大量的物料转运,人员投入和不良品消耗等等成本,减少环境污染。
原有工序,零件之间需要设计固定结构或者通过辅料(密封圈、粘胶)才能满足防水要求,但密封圈的老化,点胶胶水的强度和稳定性都给防水性能增加了新的变数。现在,通过多色植入注塑工艺,把关键零件置于模具内一体成型,大大提高了防水级别,但是,此工艺由于需要多套模具,模具成本自然会有所增加,所以比较适合大批量、小型的产品。
以上案例素材来源于:现代精密集团,专注于多射植入注塑结构件研发、设计、制造及整体应用解决方案一站式供应商。
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