水辅助注塑成型技术及其进展
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什么是水辅助注射成型技术?收藏水辅助注射成型技术,英文Water-AssistedInjectionMoldingTechnology,简称WAIM,另外有人称作WaterInjectionTechnology,简称WIT;是在气体辅助注射成型基础上发展起来的新技术,即用水来代替气体辅助熔体流动充模,最后用压缩空气将水从制品空腔中排出。
水辅助注射成型过程是利用增压器或空气压缩机产生高压水,经过活塞式的喷嘴将高压水注射到已经部分预充填熔体的型腔内,利用水的压力将熔体往前推而充满型腔。
以水不会蒸发的这种方式进行注射,水的前沿象一个位移柱塞那样作用在制品的熔融芯上,从水的前沿到熔体的过渡段,固化了一层很薄的塑料膜,它象一个高粘度的型芯,进一步推动聚合物熔体前进:待熔体冷却完成后,利用压缩空气将水从制品中压出,然后将制品顶出,形成中空的成型制品。
利用在高速的熔体流动过程水不会蒸发的这种特性,配合完善的工艺控制手段将水的优点完全展现出来,并且确保水的循环利用。
水辅助注射成型发展历程早在20世纪70年代初,就有人提出将流体(水、油等)注射到熔化聚合物中形成中空的概念,这就是后来称之为水辅助注射成型的技术。
但是,这种技术由于气体辅助注射成型的出现和广泛应用而被搁置一旁。
近年来,由于气体辅助注射成型技术使用中暴露出的一些不足,人们又转而对水辅助注射成型技术的研究工作发生兴趣。
目前这一技术的研发工作进步很大,并己得到商用。
据有关资料介绍水辅助注射成型技术的首次商业应用是德国Herford的SuloGmbH公司制造的全塑购物车。
这个项目开始于1998年,它用到了舒尔曼(Schulman)公司的PP材料和PME(ProjectManagementEngineering)公司水辅助注射成型技术,来成型一个有三条直径为20—60mm,长为800—1500mm水道的制品。
这个PP材料的购物车原来用气体辅助注射成型周期需要280s,而用水辅助注射成型只要68秒。
六种特殊成型⼯艺⼀、压缩注塑成型压缩注塑成型是⽐较传统的⼀种注塑⽅式原理:先将熔料注⼈到模腔,当熔料进⼈模肺时。
模具在其压⼑下打开少许;待熔料充满型腔后,再⽤⾼压锁紧模具得到所需的制品。
第⼆步是压制成型。
由于熔料是在模具已成微量开启状态下进⼊型腔的,故所需允模⼯⼒较⼩。
在成型时螺杆已不再向模腔内注料,⽽靠⾼压锁紧模具从⽽⼒Lf压于塑料⽽成型,因⽽制品取向较⼩,内应⼒低。
该法特别适合于成型⽽积⼩的透明度要求⾼的制品;优点:它能增加注塑零件的流长⽐;采⽤更⼩的锁模⼒和注塑压⼒;减少材料内应⼒;以及提⾼加⼯⽣产率。
注射压缩成型适⽤于各种热塑性⼯程塑胶制作的产品;如⼤尺⼨的曲⾯零件,薄壁,微型化零件,光学镜⽚,以及有良好抗冲击要求的零件;⼆、排⽓注塑成型原理:当注塑体积达到⼤约80%-95%时,注塑暂停;把模具打开⼤约0.1-0.2mm以便挥发性⽓体的排出;⼆次合模,并注塑剩余注塑量。
优点:⽓体辅助注射成型零件注射压⼒较低,可以选择较低锁模⼒的设备成型较⼤的零件。
三、低压注塑成型原理:压注塑⼯艺是⼀种使⽤很低的注塑压⼒将热熔材料注⼊模具并快速固化的封装⼯艺,以热熔材料卓越的密封性和优秀的物理、化学性能来达到绝缘、耐温、抗冲击、减振、防潮、防⽔、防尘、耐化学腐蚀等功效,对电⼦元件起到良好的保护作⽤。
优点:低压注塑成型⼯艺的设备成本低;四、⽓辅注塑成型注塑阶段(部分)-充⽓阶段(N2)-⽓体保压阶段(冷却⽓压不变)-降压阶段-脱模阶段优点:辅注塑技术具有很多的⽆可相⽐的优点,它不仅仅降低塑料制品的制造本钱,还可以进步其某些性能;振业注塑认为在制件能够达到相同的使⽤要求情况下,采⽤⽓辅注塑可以⼤⼤节省塑胶原料,其节省率可⾼达50%,⼀⽅⾯,塑胶原料⽤量减少带来整个成型周期各个环节时间的减少;五、⽔辅注塑成型⽔辅助注塑成型技术是将部分熔体注⼊模腔后,通过设备将⾼压⽔注⼊熔体内,最终使⼯件成型的⼀种先进注塑⼯艺。
几种特殊的塑胶成型工艺1.气体(水)辅助注射成型气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机咨询世以来,注射成型技术最重要的进展之一。
它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面,利用气体积压,减少制品残余内应力,排除制品表面缩痕,减少用料,显示传统注射成型无法比拟的优越性。
气体辅助注射的工艺过程要紧包括三个时期:起始时期为熔体注射。
该时期把塑料熔体注人型腔,与传统注射成型相同,然而熔体只充满型腔的60%-95%,具体的注射量随产品而异。
第二时期为气体注人。
该时期把高压惰性气体注人熔体芯部,熔体前沿在气体压力的驱动下连续向前流淌,直至充满整个型腔。
气辅注塑时熔体流淌距离明显缩短,熔体注塑压力能够大为降低。
气体可通过注气元件从主流道或直截了当由型腔进人制件。
因气体具有始终选择阻力最小(高温、低粘)的方向穿透的特性,因此需要在模具内专门设计气体的通道。
第三时期为气体保压。
该时期使制件在保持气体压力的情形下冷却.进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部平均地向外施压,并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩(二次穿透),保证制品外表面紧贴模壁。
气辅技术为许多原先无法用传统工艺注射成型的制件采纳注塑提供了可能,在汽车、家电、家具、电子器件、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域差不多得到了广泛的应用,同时作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开创了全新的应用领域。
气辅技术专门适用于制作以下几方面的注塑制品:1)管状、棒状制品:如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等。
采纳中空结构,可在不阻碍制品功能和使用性能的前提下;大幅度节约原材料,缩短冷却时刻和生产周期。
2)大型平板制件:如汽车外表板、内饰件格栅、商用机器的外军及抛物线形卫星天线等。
通过在制件内设置式气道,能够显著提高制品的刚度和表面质量,减小翘曲变形和表面凹陷,大幅度降低锁模力,实现用较小的设备成型较大的制件。
3)厚、薄壁一体的复杂结构制品:如电视机、运算机、打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。
汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展,大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。
而满足用户对汽车内饰的要求,更离不开汽车内饰的各种制造工艺。
为此,今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。
一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型,又称旋转成型,主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。
该技术起源于日本,在21世纪初才开始引进国内的,最初只在少数合资企业中得到应用,直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。
2. 优点与缺点优点:原材料来源广泛,价格便宜,有着丰富的设计和生产经验,表皮的花纹不仅清晰、美观,而且一致性非常好。
可以设计出比较复杂的型面特征,制得的产品有良好的弹性和低收缩率。
缺点:模具的投资成本大,且寿命短(一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命);设备的投资成本大;需要不断清理模具,导致辅助工时较长。
3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度,然后将粉箱与搪塑模扣合,使之按设定的程序进行旋转。
当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后,脱开粉箱;接着,继续加热模具的外表面,使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结;最后,快速冷却模具外表面,使表皮冷却成型。
二、PU(聚氨酯)喷涂PU喷涂工艺是近几年迅速发展起来的一种新的表皮成型工艺,主要用于仪表板的表皮和护板的表皮等。
1. 成型工艺图 PU喷涂表皮的生产流程PU喷涂是指先在表皮成型模表面喷上脱模剂,而后再喷涂模内漆(可根据产品需要喷涂不同颜色的模内漆),随后喷涂液态的PU原料(可通过喷涂机械手控制表皮的厚度),最后冷却起模。
2. 相比于搪塑工艺的优势第一部分搪塑工艺和PU喷涂工艺都是软质仪表板表皮的主要制作工艺,但相对于搪塑工艺而言,PU喷涂有许多优点,比如:可实现双色仪表板表面,使得造三、模内转印(IMD)1. 模内转印概念与应用模内转印是一种在成型过程中与装饰同步进行的工艺。
蚀性。
一些加工厂家将聚丙烯用在水辅工艺中,另外一些厂家则正在评估非填充型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、乙缩醛及聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT)等基料的相关应用。
应用前景
水辅注塑成型技术主要在欧洲得到发展,这意味着在欧洲这一技术的商业应用比在北美或亚洲更为领先。
它的应用涉及车用部件、消费品部件及工业用部件。
典型的应用有手柄、顶架、摇杆盖、车门组块、铲子、托架、椅子和办公家具等。
这些管状组件中有些过去采用气辅成型技术生产,但用水辅技术更为适合。
法国L av ans-lès-St.-Claude的Smoby SA公司生产的三轮车把和前轮支叉是采用水辅注塑成型的一个范例。
这套车把-前叉三组件由聚丙烯制成。
车把重约400克,前叉重约350克。
壁厚为20-40毫米。
使用Battenfeld公司的Aquamold系统,水辅的应用使其成型周期较之气辅注塑成型减少了约40%。
BMW公司的机油油尺现正采用Engel公司的Watermelt水辅工艺生产。
此标管长450毫米,有着15毫米的外径和6.5毫米的壁厚。
油尺由杜邦公司的水辅注塑尼龙制成。
紧密容忍度要求油尺公隙不超过1毫米。
来源于:注塑财富网连续硬段/软段水辅注塑成型技术水辅注塑成型技术(WIT)最早由德国塑料加工研究院(IKV)于20世纪90年代开发出来。
2004年,采用水辅技术注射成型的双组分材料的双层汽车管材的价值得到了显现。
目前,IKV正在进一步开发这种具有硬段和软段的汽车中空部件的连续注射成型生产技术的潜在优势。
在亚琛举行的德国塑料加工研究院第24届技术研讨会上,研究生AndreasNeuss介绍了他在连续硬段/软段水辅注射成型技术方面的研究成果。
据介绍,该技术的潜在应用包括汽车进气管、冷气道、输油管以及一些非汽车用部件,如洗衣机的排水管等。
尽管采用3D连续共挤出吹塑成型的方法也可将这些产品生产出来,但是Neuss表示,与使用一台带有水辅助技术的多组分注射成型机相比,在多数情况下,上述设备的投资明显要昂贵许多。
关于连续硬段/软段水辅注射成型技术,Neuss介绍了2种工艺方法。
其中,“流体泡迁移(fluid-bubbletransfer)”工艺是同步在管道的中心注射软组分材料,并在部件的两端注入硬组分材料,接着,从部件的一端注入水。
受水压的推动,管道前端的硬段熔体流峰便向软段渗入。
在此过程中,水由硬段流经软段然后再通过硬段到达管道的另一端。
第二种工艺方法被称为“熔体突破(meltbreakthrough)”。
其特点是:在管道的中心注射硬组分材料,并在其一端注射软组分材料。
当软组分的熔体前峰与管道中心的硬组分材料相遇后,就会渗透过去,并到达另一端。
在这个工艺中,水由一端被注入,并且其前峰保留在软段材料的内部,它穿过硬段向前流动,由此便形成了一个中空的双层结构。
Neuss使用了一台220t的FerromatikMilacronK-Tec注射机,用水平料筒注射硬段,小型的立式料筒注射软段。
硬段材料为PP,软段材料可以使用TPO、TPV 或者苯乙烯系TPE。
Neuss介绍说,他还将在研究中考察其他多种具有商业化应用价值的材料组合,如玻纤增强尼龙12和柔性尼龙12、PPS和柔性尼龙、PBT和共聚酯TPE等。
什么是水辅助注射成型技术?收藏水辅助注射成型技术,英文Water-AssistedInjectionMoldingTechnology,简称WAIM,另外有人称作WaterInjectionTechnology,简称WIT;是在气体辅助注射成型基础上发展起来的新技术,即用水来代替气体辅助熔体流动充模,最后用压缩空气将水从制品空腔中排出。
水辅助注射成型过程是利用增压器或空气压缩机产生高压水,经过活塞式的喷嘴将高压水注射到已经部分预充填熔体的型腔内,利用水的压力将熔体往前推而充满型腔。
以水不会蒸发的这种方式进行注射,水的前沿象一个位移柱塞那样作用在制品的熔融芯上,从水的前沿到熔体的过渡段,固化了一层很薄的塑料膜,它象一个高粘度的型芯,进一步推动聚合物熔体前进:待熔体冷却完成后,利用压缩空气将水从制品中压出,然后将制品顶出,形成中空的成型制品。
利用在高速的熔体流动过程水不会蒸发的这种特性,配合完善的工艺控制手段将水的优点完全展现出来,并且确保水的循环利用。
水辅助注射成型发展历程早在20世纪70年代初,就有人提出将流体(水、油等)注射到熔化聚合物中形成中空的概念,这就是后来称之为水辅助注射成型的技术。
但是,这种技术由于气体辅助注射成型的出现和广泛应用而被搁置一旁。
近年来,由于气体辅助注射成型技术使用中暴露出的一些不足,人们又转而对水辅助注射成型技术的研究工作发生兴趣。
目前这一技术的研发工作进步很大,并己得到商用。
据有关资料介绍水辅助注射成型技术的首次商业应用是德国Herford的SuloGmbH公司制造的全塑购物车。
这个项目开始于1998年,它用到了舒尔曼(Schulman)公司的PP材料和PME(ProjectManagementEngineering)公司水辅助注射成型技术,来成型一个有三条直径为20—60mm,长为800—1500mm水道的制品。
这个PP材料的购物车原来用气体辅助注射成型周期需要280s,而用水辅助注射成型只要68秒。
汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展,大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。
而满足用户对汽车内饰的要求,更离不开汽车内饰的各种制造工艺。
为此,今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。
一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型,又称旋转成型,主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。
该技术起源于日本,在21世纪初才开始引进国内的,最初只在少数合资企业中得到应用,直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。
2. 优点与缺点优点:原材料来源广泛,价格便宜,有着丰富的设计和生产经验,表皮的花纹不仅清晰、美观,而且一致性非常好。
可以设计出比较复杂的型面特征,制得的产品有良好的弹性和低收缩率。
缺点:模具的投资成本大,且寿命短(一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命);设备的投资成本大;需要不断清理模具,导致辅助工时较长。
3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度,然后将粉箱与搪塑模扣合,使之按设定的程序进行旋转。
当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后,脱开粉箱;接着,继续加热模具的外表面,使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结;最后,快速冷却模具外表面,使表皮冷却成型。
1. 成型工艺图膜内转印的膜片结构2. 成型工艺图膜内转印的制作工艺流程是指将事先设计有不同花纹的膜片在合模前吸附到注塑模具的型腔表面,再将熔融状态的塑胶(一般为PC+ABS)注射到模具内,从而使膜片与塑胶融合为一体。
3. 优点与缺点优点:1)一体成型,制程简化,降低生产/库存成本及工时,缩短产品制造周期,提高生产效率;2)各类可靠性测试均为业界最高水准,保证产品的稳定性及耐久性;3)高自动化生产,保证高良品率稳定生产;4)采用自动印刷及环保油墨,符合环保要求;5)可作多色印刷,如木纹丶炭纤维丶金属色系等。
产品表面纹理及坑纹可同时着色。