多色注塑顧名思義就是一個部件用兩種以上塑料注塑來實現. 廣義的多色注塑包括over molding, 通過普通的注塑機, 兩次注塑來實現, 狹義的多色注塑是指利用多色注塑機, 將兩種以上不同的塑料在同一機台注塑完成部件, 最為常見的是旋轉式的注塑機.
多色注塑經過多年的發展, 不僅僅局限於旋轉式機台成型, 這門工藝已經拓展了許多固定的分支, 其中夾心注塑, 立方體模具和液態矽多色注射也是近幾年的熱門趨勢, 夾心注塑以消耗二次料, 雙螺杆分別負責注射與獨立保壓進而提升周期降低能耗, 堪稱為目前最為環保的注塑工藝;立方體模具在效率方面有著獨特的優勢, 非常適合瓶蓋等薄壁類產品, 在大批量生產的產品上有極佳的優勢;而液態矽注射, 因為結合了LSR耐高低溫, 抗腐蝕等優異的性能, 又具備了注塑件帶來的穩定精度等優良的特點, 成為炙手可熱的一種新興製品選擇方案. 接下我們就大家盤點一下:
多色注塑的常見的幾種形式:
垂直式轉盤
垂直式轉盤(平行射台)注塑機是應用最廣泛的雙射注塑機, 能夠成型大量中小型的製品. 通常噸位在1500噸以下, 對模具的尺寸和外形有一定的要求, 不能超過裝盤的區域.
模內旋轉
在一次注射完成後, 通過電機帶動模具內的托芯旋轉, 將預製件移動到下一個位置完成後續加工. 模內旋轉在牙刷製造等領域有著非常突出的優勢, 可以將生產效率提高50%以上, 同時可以完成多種顏色同時生產包裝等定製化的需求.
水平式轉盤
水平旋轉(對射)注塑機可以成型大型的雙色件, 如電視外框, 汽車天窗, 車燈罩等, 最大噸位可以到1900噸. 水平式轉盤, 最大的優勢是可以生產大噸位的製品, 該工藝是傳統轉盤式設備所無法比擬的. 在汽車製造領域應用非常的廣泛.
單色注塑機生產雙色製品
單色注塑機生產雙色製品是最早也是最基本的雙色注塑應用, 原理非常簡單, 先生產第一道的半成品, 生產完成後再將前道半成品在第二套模具上包膠. 優點是生產彈性大, 對機台的投入降低, 缺點是會增加半成品庫存. 對於剛起步的小型注塑廠比較容易投入生產, 但是在自動化程度日益提升的大環境下這種工藝將逐漸被淘汰.
聯動機器人
採用聯動機械手連接兩台注塑機, 第一台注塑機生產完第一道產品, 機械手將產品取出放入第二台注塑機生產第二道. 原理上與人工取放產品是一樣的, 但是效率上會高很多, 尺寸精度也更加穩定, 而且不需要半成品的庫存. 聯動機器人在衛浴行業, 特別是花灑的加工上有獨到的優勢, 人工投入方面比傳統製造降低了60%左右, 但是需要兩台機台匹配生產, 生產的靈活性不高.
與LSR結合應用
液態矽橡膠LSR適用於要求很高的場合, 因其電絕緣性很好, 耐熱性, 耐冷性和耐光性都極佳, 且對人體無害, 故在醫療, 電子等各個領域都有非常廣泛的應用, 目前在雙色注塑領域也大量使用LSR與塑料進行雙色加工滿足各種需求.
液態矽的硬度範圍非常的廣, 能夠很好的替代TPU, TPE等熱塑性彈性體, 同時能夠製造出非常良好的觸感質地. 同時液態矽也滿足了許多極端環境下的使用要求. 因此在近幾年液態矽的材料在各個行業中成為一種新興的熱門選擇, 逐漸走入大家的日常生活中.
夾心注塑
夾心注塑又稱為三明治注塑或表層-核心加工技術, 可將一種材料完全注入到表層材料中. 可以進行回料填充, 硬度與韌性的調配, 以及產品重心調整的不同的需求領域之中, 完善了製品性能要求又可以確保表面的外觀要求.
某國際知名的衛浴企業, 導入了夾心注塑, 在二次料添加方面進行優化, 一年可以節省35%的原料, 同時可以合理的利用了原來不能添加的二次料, 大大提升了企業在製造成本方面的競爭力.
立方體模具
立方體模具能夠充分的利用開模的時間進行冷卻, 從而大大提高生產的效率, 將設備的產能提高到極限.
在生產薄壁大批量的產品中有非常突出的優勢. 唯一的缺點是模具投入成本極高, 另外對設備需要進行一些定製化的改造.
在目前的多色成型工藝中, 立方體模具在效率方面的優勢是無與倫比的, 這種工藝充分了利用了成型周期中的開合模, 頂出等時間, 在大批量製造中有著突出的優勢.
多色注塑的工藝要求
軟硬膠雙色設計:
兩種材料必須熔點存在一定的溫度差, 一般推薦要求達到60°, 建議至少30°以上, 第一射材料的熔點溫度高, 一般第一射是PC或PC/ABS, 第二射是TPU或TPE, PC厚0.6-0.7mm, 軟膠件厚度要求0.4mm以上.
盡量加寬接觸面積, 做溝槽等增加粘合力, 或第一射採用抽芯, 第二射部分材料注塑到第一射裡面, 第一射模具表面盡量做粗糙.
材料相容性
多色注塑的配對材料必須滿足兩個基本相容條件, 分別是粘合相容和加工過程相容.
透明的和非透明的雙射設計
‧ 小鏡片的雙射設計
第一射做非透明的, 第二射做鏡片, 第一射盡量用PC 熔點高, 第二射用PMMA .
‧ 裝飾用的透明和非透明的雙射設計
第一射為非透明材料, 第二射為透明材料, 非透明材料常用的是SABIC的PC料溫高, 第二射透明材料PMMA或PC. PC需要噴塗UV來保護, PMMA可選擇uv或強化, 如表面有字元則必須選擇UV.
雙色注塑模具特點
動模是一樣的, 注塑過程是旋轉, 需要交換的, 所以動模必須是一模一樣的. (有特例, 成型時候型腔可以不一樣)
模具的第一射的流道注塑完成後, 是不能留在模具上的, 最好是熱澆道, 不然也是可以用機械手抓取的, 最差的也要是潛伏類澆口, 可以自動脫落, 否則澆口留在模具上面第二射沒法連貫生產還容易發生壓模事故.
產品兩次射出, 產品開模後, 第一射必須留在動模側, 就一般情況而言, 一般都是選擇將兩射的產品都是留在動模側的, 所以模具需要開閉器, 拉杆等實現順序開模, 先拉開定模側, 在定模側需要加頂出機構.
多色注塑的工藝評估:
雙色注塑已經是非常成熟的成型工藝, 在模具開發的初級階段, 可以通過各種CAE軟體進行類比分析, 通過模型的類比運行可以精確的確定模具以及成型的各個參數.
材料分析
材料的分析是雙色注塑研發階段需要重點考量的問題, 隨著市場需求的日益提高, 各種各樣的材料都出現在雙色注塑的領域中, 在研發階段進行合理的材料選型成了一個非常關鍵的環節. 比較嚴謹的做法是可以通過CAE軟體進行表面相容性和結合度的類比測試, 通過數據進行選型.
水路分析
到了模具開發階段, 水路是一個至關重要的環節, 因為在雙色注塑過程中如果冷卻不充分或者不穩定, 都會造成製品在尺寸外觀方面的缺陷, 所以在開發階段必須對水路的分布做認真的評審.
在LSR等領域中的分析
在LSR等目前國內逐漸新興的成型工藝中, 我們也可以通過一些軟體的分析來確定成型中可能發生的問題點, 進而降低生產過程的不良率.
綜上所述, 多色注塑成型技術經過了多年時間的發展, 其成型的分支也越發完善, 能夠良好的應用於各個領域, 同時製造效率極高, 對不同的實際要求能夠很好地滿足, 因此逐漸被廣泛地使用, 在汽車產業, 電子, 醫療等領域都有著很好的經濟效益, 是非常具有發展潛力的一種技術. 在這些分支中, 夾心注塑, 立方體模具, LSR成型因為其自身在環保, 高效, 以及卓越應用性能等方面彰顯著與眾不同的優勢, 這些工藝也逐漸成為行業的熱門趨勢, 慢慢地走進大家的日常生活中. 我們也希望多色成型工藝能為大家的生產帶來更多的精彩.