多色注塑顾名思义就是一个部件用两种以上塑料注塑来实现. 广义的多色注塑包括over molding, 通过普通的注塑机, 两次注塑来实现, 狭义的多色注塑是指利用多色注塑机, 将两种以上不同的塑料在同一机台注塑完成部件, 最为常见的是旋转式的注塑机.
多色注塑经过多年的发展, 不仅仅局限于旋转式机台成型, 这门工艺已经拓展了许多固定的分支, 其中夹心注塑, 立方体模具和液态硅多色注射也是近几年的热门趋势, 夹心注塑以消耗二次料, 双螺杆分别负责注射与独立保压进而提升周期降低能耗, 堪称为目前最为环保的注塑工艺;立方体模具在效率方面有着独特的优势, 非常适合瓶盖等薄壁类产品, 在大批量生产的产品上有极佳的优势;而液态硅注射, 因为结合了LSR耐高低温, 抗腐蚀等优异的性能, 又具备了注塑件带来的稳定精度等优良的特点, 成为炙手可热的一种新兴制品选择方案. 接下我们就大家盘点一下:
多色注塑的常见的几种形式:
垂直式转盘
垂直式转盘(平行射台)注塑机是应用最广泛的双射注塑机, 能够成型大量中小型的制品. 通常吨位在1500吨以下, 对模具的尺寸和外形有一定的要求, 不能超过装盘的区域.
模内旋转
在一次注射完成后, 通过电机带动模具内的托芯旋转, 将预制件移动到下一个位置完成后续加工. 模内旋转在牙刷制造等领域有着非常突出的优势, 可以将生产效率提高50%以上, 同时可以完成多种颜色同时生产包装等定制化的需求.
水平式转盘
水平旋转(对射)注塑机可以成型大型的双色件, 如电视外框, 汽车天窗, 车灯罩等, 最大吨位可以到1900吨. 水平式转盘, 最大的优势是可以生产大吨位的制品, 该工艺是传统转盘式设备所无法比拟的. 在汽车制造领域应用非常的广泛.
单色注塑机生产双色制品
单色注塑机生产双色制品是最早也是最基本的双色注塑应用, 原理非常简单, 先生产第一道的半成品, 生产完成后再将前道半成品在第二套模具上包胶. 优点是生产弹性大, 对机台的投入降低, 缺点是会增加半成品库存. 对于刚起步的小型注塑厂比较容易投入生产, 但是在自动化程度日益提升的大环境下这种工艺将逐渐被淘汰.
联动机器人
采用联动机械手连接两台注塑机, 第一台注塑机生产完第一道产品, 机械手将产品取出放入第二台注塑机生产第二道. 原理上与人工取放产品是一样的, 但是效率上会高很多, 尺寸精度也更加稳定, 而且不需要半成品的库存. 联动机器人在卫浴行业, 特别是花洒的加工上有独到的优势, 人工投入方面比传统制造降低了60%左右, 但是需要两台机台匹配生产, 生产的灵活性不高.
与LSR结合应用
液态硅橡胶LSR适用于要求很高的场合, 因其电绝缘性很好, 耐热性, 耐冷性和耐光性都极佳, 且对人体无害, 故在医疗, 电子等各个领域都有非常广泛的应用, 目前在双色注塑领域也大量使用LSR与塑料进行双色加工满足各种需求.
液态硅的硬度范围非常的广, 能够很好的替代TPU, TPE等热塑性弹性体, 同时能够制造出非常良好的触感质地. 同时液态硅也满足了许多极端环境下的使用要求. 因此在近几年液态硅的材料在各个行业中成为一种新兴的热门选择, 逐渐走入大家的日常生活中.
夹心注塑
夹心注塑又称为三明治注塑或表层-核心加工技术, 可将一种材料完全注入到表层材料中. 可以进行回料填充, 硬度与韧性的调配, 以及产品重心调整的不同的需求领域之中, 完善了制品性能要求又可以确保表面的外观要求.
某国际知名的卫浴企业, 导入了夹心注塑, 在二次料添加方面进行优化, 一年可以节省35%的原料, 同时可以合理的利用了原来不能添加的二次料, 大大提升了企业在制造成本方面的竞争力.
立方体模具
立方体模具能够充分的利用开模的时间进行冷却, 从而大大提高生产的效率, 将设备的产能提高到极限.
在生产薄壁大批量的产品中有非常突出的优势. 唯一的缺点是模具投入成本极高, 另外对设备需要进行一些定制化的改造.
在目前的多色成型工艺中, 立方体模具在效率方面的优势是无与伦比的, 这种工艺充分了利用了成型周期中的开合模, 顶出等时间, 在大批量制造中有着突出的优势.
多色注塑的工艺要求
软硬胶双色设计:
两种材料必须熔点存在一定的温度差, 一般推荐要求达到60°, 建议至少30°以上, 第一射材料的熔点温度高, 一般第一射是PC或PC/ABS, 第二射是TPU或TPE, PC厚0.6-0.7mm, 软胶件厚度要求0.4mm以上.
尽量加宽接触面积, 做沟槽等增加粘合力, 或第一射采用抽芯, 第二射部分材料注塑到第一射里面, 第一射模具表面尽量做粗糙.
材料相容性
多色注塑的配对材料必须满足两个基本相容条件, 分别是粘合相容和加工过程相容.
透明的和非透明的双射设计
‧ 小镜片的双射设计
第一射做非透明的, 第二射做镜片, 第一射尽量用PC 熔点高, 第二射用PMMA .
‧ 装饰用的透明和非透明的双射设计
第一射为非透明材料, 第二射为透明材料, 非透明材料常用的是SABIC的PC料温高, 第二射透明材料PMMA或PC. PC需要喷涂UV来保护, PMMA可选择uv或强化, 如表面有字元则必须选择UV.
双色注塑模具特点
动模是一样的, 注塑过程是旋转, 需要交换的, 所以动模必须是一模一样的. (有特例, 成型时候型腔可以不一样)
模具的第一射的流道注塑完成后, 是不能留在模具上的, 最好是热浇道, 不然也是可以用机械手抓取的, 最差的也要是潜伏类浇口, 可以自动脱落, 否则浇口留在模具上面第二射没法连贯生产还容易发生压模事故.
产品两次射出, 产品开模后, 第一射必须留在动模侧, 就一般情况而言, 一般都是选择将两射的产品都是留在动模侧的, 所以模具需要开闭器, 拉杆等实现顺序开模, 先拉开定模侧, 在定模侧需要加顶出机构.
多色注塑的工艺评估:
双色注塑已经是非常成熟的成型工艺, 在模具开发的初级阶段, 可以通过各种CAE软件进行类比分析, 通过模型的类比运行可以精确的确定模具以及成型的各个参数.
材料分析
材料的分析是双色注塑研发阶段需要重点考量的问题, 随着市场需求的日益提高, 各种各样的材料都出现在双色注塑的领域中, 在研发阶段进行合理的材料选型成了一个非常关键的环节. 比较严谨的做法是可以通过CAE软件进行表面相容性和结合度的模拟测试, 通过数据进行选型.
水路分析
到了模具开发阶段, 水路是一个至关重要的环节, 因为在双色注塑过程中如果冷却不充分或者不稳定, 都会造成制品在尺寸外观方面的缺陷, 所以在开发阶段必须对水路的分布做认真的评审.
在LSR等领域中的分析
在LSR等目前国内逐渐新兴的成型工艺中, 我们也可以通过一些软件的分析来确定成型中可能发生的问题点, 进而降低生产过程的不良率.
综上所述, 多色注塑成型技术经过了多年时间的发展, 其成型的分支也越发完善, 能够良好的应用于各个领域, 同时制造效率极高, 对不同的实际要求能够很好地满足, 因此逐渐被广泛地使用, 在汽车产业, 电子, 医疗等领域都有着很好的经济效益, 是非常具有发展潜力的一种技术. 在这些分支中, 夹心注塑, 立方体模具, LSR成型因为其自身在环保, 高效, 以及卓越应用性能等方面彰显著与众不同的优势, 这些工艺也逐渐成为行业的热门趋势, 慢慢地走进大家的日常生活中. 我们也希望多色成型工艺能为大家的生产带来更多的精彩.