多组份注塑生产为塑胶加工提供了新的可能, 即在单次成型中组合不同材料或颜色. 生产可以在一个工序中完成, 而无需其他装配或机器外后处理加工步骤. 多组份注塑成型是全自动过程, 具有高度的灵活性, 特别适用于大批量生产.
最终成型零件可具备多种功能和特性. 使用这一过程, 可以生产出具有高度耐压性, 耐热性或耐化学性的着色零件.
多组份注塑成型概念涵盖多个独立过程. 这些过程的共同点是用两个或更多注塑装置将相应数目的不同材料同时注入模具, 通过一系列步骤生产出最终产品. 最终零件无需后续处理即可直接使用.
根据浇口数, 可分为两组:
运用单浇口的系统, 包括三明治式和交替注塑工艺.
多浇口的系统, 可根据抽芯和转送过程进行初步划分. 转送过程包括由机械手系统在两台标准机器之间转移, 在特定多组份机器中通过机械手系统和模具的旋转进行转移. 模具旋转包括通过旋转装置对可移动半模的旋转, 对模具内件的旋转及绕垂直轴的旋转(GRAMTM过程).
应用优势:
多组份注塑成型的优势: 在多组份注塑成型中, 成型零件的各组份之间是完全分离的. 所有组份都是表面可见的, 体现出零件的外观和功能.
比如, 键盘按钮, 带标志的开关或具有柔软区域以增加舒适性的把手. 除了可以在一个过程中生产多种颜色或材料的注塑成型零件, 无需其他装配或后续处理这一优势之外, 成型技术的不断改进还可以带来持续增长的效益.
注塑零件对外部影响(如机械效应, 热效应或化学效应)具有耐受力, 它通过适当的材料组合和高粘合强度来实现. 双组份结合表面的粘合度可通过化学粘合或机械链接来实现. 如果使用化学相容材料, 还能通过熔化或焊接过程实现永久分子结合.
双组份注塑成型:
全自动双组份注塑成型的模具有两站式, 成型零件预注后经过另一个注塑阶段完成零件的生产. 预制零件在第一个型腔内生产. 然后模具打开, 整个活动半模旋转180°, 将预制型腔转动到最后注塑的位置. 然后, 通过添加第二种材料, 使预制零件制造为最终零件. 模具型腔可以同方向转动, 也可以不同方式交替转动. 在最终零件脱模后, 空型腔即可进行下一次预制.
为了使零件脱模独立于生产过程, 将一个脱模站集成到了双组份成型中. 然后, 模具进行顺时针旋转. 在第三站的侧面有一个开口, 机械手系统抓手可从中伸入闭合的模具, 将零件及其浇口脱模, 置于传送带上以备进一步处理.
三种以上组份注塑成型:
三种以上组份的成型工艺可由多种方法实现. 下面介绍两种可行方法.
两站式模具:
可以用类似于前述三组份模具的设定方式来完成两站式模具的设定. 在第一个工艺步骤中, 同时注塑三种或更多(最多五种)组份来生产预制零件. 然后, 整个半面模具旋转180, 移到第二个位置. 这时, 使用其他材料注塑包封预制件, 生产出最终零件.
另一种方法是在相应配置的模具中, 是零件基本在一个生产步骤中可以与最多五种由其他材料/颜色构成的表面元素组合. 因此, 模具中的嵌入件可以通过旋转范本和电驱动旋转装置在三站之间旋转.
四站式模具:
举例来说, 多层塑胶零件可以使用四站式模具生产. 使用再生料和阻隔层时, 采用这种方法则易于实现. 最内层在第一站生产. 然后, 模具旋转90°;到下一站. 这时, 使用第二组份注塑包封第一组份. 然后, 半模继续旋转到第三站, 最后旋转到第四站, 进行最后阶段的生产.
这时, 在零件上注塑具有保护作用的外层, 或成型零件的表层. 经过冷却阶段后, 将最终多层式零件从型腔中脱模. 在连续循环内, 每次打开模具时, 都会生产出一个最终成型零件.
交替注塑成型, 交替注塑成型将两种不同颜色的同一塑胶组份交替注入同一型腔.
进入模具之前, 两种颜色都置于一个特殊混合喷嘴中. 双色组份混合, 形成色彩效果. 两种颜色可以有目的地来混合配置. 在交替注塑成型过程中, 两个注塑装置是用特殊交替注塑装置(其中有混合喷嘴)联结在一起的.
三明治式注塑成型:
三明治注塑成型过程将一种核芯材料注入到外表层里. 该过程在一个型腔内以两个或三个步骤进行.
首先, 在型腔部分空间注入行程表层的材料. 然后, 将核芯组份通过第一种材料注塑到其内部中心. 最后, 用第一种组份在浇口位置进行密封. 这样, 可以防止表面出现核芯材料, 同时, 清除浇口系统中的第二组分, 以备下次注塑第一组份.
装配注塑成型:
使用旋转模具, 需要在注塑成型后组装的元件可以在双组份机器上单独成型, 然后在模具中装配. 在电缆导管中装配的封口示例说明了如何在模具中实现装配过程. 两个单独的元件首先在各自模具站同时成型.
然后, 打开模具后, 通过旋转嵌入件, 将第一个元件传送至第二站, 然后放置在第二个元件芯的上面. 两个零件的装配是通过轴芯冲模实现的. 因此, 可以省去后续的步骤, 也不必使用复杂的自动化解决方案.
总结:
多组份注塑成型在将来会越来越重要. 尤其是制造硬软组合的功能, 这一技术的发展才刚刚起步. 使用装配注塑成型, 可在不远的将来实现各种功能元素的合理集成, 逐步取代联结工艺.
未来具有发展潜力的技术包括: 利用材料的收缩行为进行元件的定向分离, 或通过金属-塑胶组合来制造集体电路等.