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免喷涂高光无痕注塑成型技术要点

来自:Feijiu网

为了实现塑料外壳时尚、多彩、绚丽的效果,以往一般需要对其表面进行喷涂处理。但是这种方法既不环保,质量也不稳定,如今许多电器行业厂商纷纷转而采用一种新型成型工艺——免喷涂高光无痕注塑成型技术。该技术可使面板表面光泽度高且无熔接线、流痕及缩痕等缺陷,并且无需后续的喷涂工序,从而对环保及降低成本极为有利。

 

免喷涂高光无痕注塑成型技术同样可以应用于制造医疗领域的器材板面件。

 

要实现免喷涂高光注塑,首先需要选用高光泽免喷涂塑料材料。由于特殊色彩免喷涂树脂中添加了特殊颜料、金属颜料等,在材料的加工过程中,在温度和剪切力的作用下,金属颜色容易充当催化剂的作用,引起材料降解,造成制品表面产生气痕或银丝、甚至是表面气孔及材料发黄降解等不良现象。

 

另外,注射速度过高造成剪切过大,金属颜料沿着剪切方向进行排布,使产品表面产生熔接痕和流痕,影响产品外观。

 

因此,在实际生产中需要合理的模具设计、注塑工艺配合,才能制备出完美的制件。

 

免喷涂高光泽塑料材料

 

对于此种材料的特性要求一般包括:

 

?材料的流动性应较高,以便更好地复制模具表面、降低剪切及改善熔接线;

 

?需有一定的耐刮擦性,即表面硬度要好,一般铅笔硬度在H以上;

 

?材料的热稳定性要好,不易产生挥发物。特别是对于阻燃级材料,提高耐热性及减少挥发物可以防止腐蚀模具及减少产品表面白雾的产生;

 

?材料本身的光泽度要好;

 

?应具有优异的韧性和一定的刚性。

 

目前,免喷涂平板电视面框的注塑生产主要采用PMMA/ABS、PC/ABS或高光ABS材料。其中,高光ABS的硬度最低,PMMA/ABS的硬度最高,铅笔硬度可达1H或以上。

 

几种高光材料的冲击强度及表面铅笔硬度的对比

 

高光PMMA/ABS还可以做成半透效果,从而实现更炫的外观和LED光透视功能。如今很多公司都推出了PMMA/ABS,如三星第一毛织的BF-0677F、上海锦湖日丽的HAM8541以及LG化学的XG569C等。

 

如果要求使用阻燃材料,则可选用无卤阻燃PC/ABS,如锦湖日丽的HAC8250NH,或者选用阻燃高光ABS,如上海锦湖日丽的HFA705G。电视机厂商可根据产品的不同要求选用不同型号的材料。

 

免喷涂塑料最诱人的地方是价格,它比一般塑料贵10%,但是省去油漆费用后,成本反而下降20%-30%,在一些特殊情况,比如夏天,有些喷漆塑料的废品率特别高,成本效益就更高,超过40%。

 

高光注塑模具

 

高光注塑模具从设计、钢材选用到模具加工都要比普通模具有着更高的要求。模具设计方面要考虑耐高温设计、适用水路设计及安装匹配等因素。水道需确保快速升温和降温,并使模具温度均匀,一般采用贴近型腔的随形水道,并在背面增加隔热层或利用空隙隔热。

 

模具浇口设计要尽可能地减少熔接线,并有利于排气及减少剪切。对采用油加热模温机的模具,浇口尺寸要开得比较大,对其他行位、配合和导向等部位要考虑高温的要求,并注意隔热或冷却及配合。

 

由于模具内表面要求达到非常高的光洁度(镜面效果),因而模具钢材要选用抛光性好、高纯度、高镜面度及热变形小的优质钢,如瑞典ASSAB的S136、日本大同的NAK80。如果成型阻燃高光材料,模具钢还需耐腐蚀性好,最好用S136 SUP或同等级的钢材。

 

对于高光模具的保养,要注意在使用中及时清洁模具分型面及排气槽,以免造成排气不良。此外,应该不定时用专用清洁布或纸清洁模具镜面部分,特别是注塑阻燃高光料时,必须清除粘附在模面的析出物,以免出现白雾等外观不良。注塑完成后还要用专用清洗剂清洗型腔,并喷专用防锈油。

 

模温控制技术

 

精确控制模温是实现免喷涂高光注塑成型的一大关键,目前使用较多的温控技术有如下几种:

 

1.用油加热的高温模温机

 

模温可被始终维持在恒定温度,优点是成本低、使用方便,但在模具设计上要考虑好熔接线的处理,同时对材料的流动性要求也相对更高。该种模温机主要应用于对外观要求稍低的产品。

 

2.蒸汽加热的快速模技术

 

这是较早用于塑料高光无痕成型的一种技术,其工艺原理是:在合模前及合模过程中对模具进行蒸汽加温,合模完成后,温度达到设定条件即可进行注射;注射过程中模具继续维持高温,这样可使胶料在充模过程中保持很好的流动性;注射完成,在保压冷却时,用低温水对模具进行降温处理,以便缩短制品的冷却时间,提高生产效率。

 

该工艺需要锅炉快速产生足够量的蒸汽,并能够和注塑机信号互锁,实现闭环控制,另还要求材料耐热性及相容性好。采用该技术,模温可以达到很高的温度,不存在熔接线问题,同时可以提高产品表面硬度。但由于锅炉投入较大,限制了该技术的使用。为此,目前市场上出现了无需锅炉的快冷快热一体机。

 

3.电加热的快速模技术

 

这一技术以韩国NADA公司的E-MOLD(Electricity Mold)系统为代表,可实现超高温模具的温度控制,是快速加热冷却成型技术的最新进展。该技术利用电加热在短时间内把模具的表面温度加热到很高,然后在几十秒之内又能把温度下降到50℃以下,从而帮助高光注塑成型顺利完成。E-mold技术使用方便,由控制器控制模温,利用冷水来进行模具冷却。

 

当模具开模取制品时,型芯开始加热。加热区域的温度并不是始终如一,而是根据浇口等位置的设计来决定。当模具关闭时,加热完成,同时射胶注塑开始。通过瞬间加热,升高模温,使得射胶时溶胶的流动性大大提高,从而可以较低的压力成型。  

 

较低的注塑压力意味着降低了制品的内应力,进而使得制品的耐热性和后加工性得到了提高。更重要的是,树脂流动性提高,压力降就会减少,使得产品不易出现冷料而导致表面出现熔接线、流痕等缺陷,大大提高了产品质量。

 

E-mold技术目前已被广泛用于家电产品外壳的成型,尤其对于平板电视的前框、装饰框、底座及后框的成型,已日渐成为主流。

 

4.其他模温控制技术

 

包括高频电磁感应加热系统、红外辐射加热系统以及采用韩国TITAN技术的高压水温机在内的其他模温控制系统,也在高光注塑成型中得到了应用。它们虽然加热方式不同,但控制原理大同小异,并各有优缺点。

 

注塑机及注塑工艺

 

免喷涂高光注塑技术对注塑机的要求不高,但对机器的反应灵敏度及稳定性要求较高,以便能够实时快速反馈信号,并与模温控制设备协调工作。注塑机最好配备塑化能力强的螺杆,同时要求螺杆对材料的剪切尽可能小。

 

高光注塑工艺控制根据不同产品和模具结构及模温设备的不同而有着较大差异,但一般应遵循以下原则:尽量采用高的模具温度,采用蒸汽加热模具或E-MOLD技术时,模具局部区域可以达到150℃或更高;为了更好地复制模具表面,成型温度应适当高一些,注塑压力应尽可能大一点;为顺利排气,需要采用多级注塑速度;任何工艺的调整如螺杆转速、不同阶段的注塑速度等,都要考虑减少材料的剪切。

 

更薄、更时尚和更环保将是未来的产品设计方向,免喷涂高光无痕注塑成型技术预计将会得到更多的应用,并随着塑料材料、模具以及注塑设备和成型技术的发展而得到不断完善。

 

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