RHCM高光模具技术

高光无痕注塑模具的设计制造特点0.前言随着经济社会的不断发展，消费者对产品品质的要求也在不断提升当中。

如何提高注塑件外观表面的质量，解决注塑产品外表面熔接线（weld line）等造成的缺陷成为近些年来业内的一个技术热点。

自从日本公司首先成功发展出利用蒸汽加热和快速冷却技术实现模具无痕注塑以来，行业内的竞争者又相继开发出利用加压高温水加热技术，通过模具型腔内布设电发热丝以实现急热急冷，从而生产出拥有高光洁度产品表面的塑胶件，等等其它加热技术。

现在，笔者就以本公司制造的某几型产品为例，为大家介绍其中所涉及到的技术问题的解决。

RHCM（快速热循环注塑成型技术：Rapid Heat Cycle Molding）是运用动态模温控制技术，是一种高光洁度，无熔接痕的新型塑胶注塑成型工艺，其生产的塑件可直接进入产品装配阶段，提高了生产效率，减少或消除后续喷涂，降低因喷涂而造成的环境污染。

图片所示是表示采用RHCM工艺同传统注塑工艺之前的区别对比。

根据模具加热热量的来源不同，目前人们采用的加热方式主要包括：（1）电热层加热。

这种方式由于存在难以克服的缺陷，而在实际生产过程中非常鲜见。

（2）感应加热和邻近效应加热。

（3）辐射加热。

通常采用红外灯深入模具模板之前，以加热型腔，一般用于微型注塑。

（4）被动加热法。

通常是采用微波或激光来加热，其中若采用激光加热工艺，模具的型腔需要采用透明材料制造，以使激光束可以照到塑胶熔体上。

（5）接触加热法。

这种方式是由Mr.Stumpf and Mr.Schulte两位提出来的，这种方式一般适用于具有简单形状和高热传导率的薄壁产品。

具体内容请参考他们的著作：System for regulating mold temperature。

（6）高温气体加热。

以高温氮气为加热介质，在模具闭合后，将其快速定量地通过喷嘴和流道系统引入模具型腔内部。

由于气体的比热远小于模具钢的比热，高温气体带入的热量很快被模具钢吸收，型腔壁被快速加热，并且加热的区域通常仅限于表层深度0.1mm左右。

车灯长条柱形导光件高光无痕模具的设计李孔富;余宁;黄金香【摘要】研究开发多点顺序注塑成型工艺及模具,实现汽车灯具长条柱形导光件的高光无痕注射成型.产品中齿型花纹成型模具采用一体化镶嵌结构,确保可以直接使用微径(<R0.1mm)刀具高精切削加工成形.方案科学、合理,取得具有显著的效果,在产业上有良好的推广应用价值.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)011【总页数】4页(P5-8)【关键词】汽车灯具;导光件;高光无痕注射成型;模具【作者】李孔富;余宁;黄金香【作者单位】广州导新模具注塑有限公司,广东广州 511430;广东省机械研究所,广东广州 510635;广州导新模具注塑有限公司,广东广州 511430【正文语种】中文【中图分类】TG76当今，汽车行业已经成为经济发展的支柱产业，但是汽车带来的资源消耗和环境污染也越来越严重[1]。

汽车车灯作为汽车重要的部件之一，已经不仅仅是一个照明、传递信号的工具，更是汽车外观造型的重要组成部分[2]，但车灯又是汽车的一个用电大户，节能低碳化改造成了车灯业的一大趋势。

LED照明作为新一代的照明技术以其节能、环保等独特优势得到人们越来越多的青睐。

在倡导“低碳节能”的当今社会，各国政府及科学家也把目光重点投向LED照明这项绿色照明技术[3]。

由此，LED作为一种新型的绿色光源产品，凭借可靠性、低能耗、响应快、体积小便于设计等优点，被广泛运用于汽车信号灯具及照明灯具中，LED车灯已成为汽车行业新宠[4]。

然而由于LED光源具有单向发光的特点，需要利用导光柱的方法使LED光源实现全方位照明[5]。

导光柱为光学元件，其面轮廓度、表面光洁度以及体内介质一致性要求极高，否则会影响光学折射、反射性能和效率。

高光无痕注射成型（RHCM）技术是一种新兴的注射技术，能够消除塑件表面熔接痕等缺陷，表面可以达到镜面效果，免去二次喷涂[6]。

在高光注塑中，技术核心在于模具。

热变温急冷急热高光无痕注塑RHCM技术优势★ 消除产品表面熔接线；★ 增强原料流动填充效果，提高生产效率★ 提高产品表面光洁度，使之达到镜面效果；★ 产品无需后序喷漆加工处理；；★ 解决加纤产品所产生的浮纤现象。

热变温急冷急热高光无痕注塑RHCM技术分类①蒸汽高光无痕辅助成型技术该工艺加热介质为高温高压的饱和蒸汽，在蒸汽热效控制器的作用下，高温高压蒸汽，冷却水以及压缩空气按顺序输入至模具，使模具相应部位的温度急速升高及降低，从而使塑料制品获得良好表面。

该技术适合于大型热变温无痕注塑成型产品，如大型平板类显示器或相似产品，系当前最为广泛使用的热变温高光无痕注塑系统技术。

高温高压蒸汽通常来自于市政、电厂等机构的商品化管道蒸汽或企业外购的工业蒸汽燃气锅炉自制蒸汽，目前很多企业通过加装小型电加热环保蒸汽发生器自制蒸汽。

蒸汽压力和温度越高，生产效率越高，同时生产的稳定性以及产品的表面高光效果越好。

目前工业化生产中，当饱和蒸汽压力达到2.2MPa时，可以适配任何高光材料的温度要求。

②电热辅助成型技术既在多功能电热控制的作用下，将内置在模具中的加热元件迅速通电加温，使模具相应部位的温度升高及降低，从而使塑料制品获得良好表面质量的成型方法。

适合于小型热变温无痕注塑成型产品，如小尺寸平板类显示器或相似产品，但其模具技术较为复杂，模具冷却问题难度较大，且模具内置电加热部件的损耗寿命问题不太稳定，目前其应用领域和普及程度比蒸汽辅助技术还有差距。

③过热水辅助成型技术在过热水热效控制器的作用下，将热水机产生的高温热水（110-120度），冷却水以及压缩空气进行顺序切换输入至模具水路，从而达到使模具相应部位的温度升高及降低的整套设备。

④热油辅助成型技术设备在热油热效控制器的作用下，将热油机产生的高温热油与常温冷油进行顺序切换输入至模具油路，从而达到使用模具相应部位的温度升高及降低的整套设备。

在上述技术设备中，蒸汽辅助成型技术和电热辅助成型技术系当前主流的高光无痕技术方向，蒸汽辅助成型技术主要针对大中型产品；电热辅助成型技术则面向小型产品，该两项技术由于其高光效果完美、加热效率高、工艺稳定性高、良品率高等显著特点，在实际生产中已几乎涵盖了目前所有批量生产的高光无痕产品。

科技成果——高光快速注塑成型技术适用范围轻工行业家电、汽车、电子通讯、医疗卫生等对塑件外观要求较高的行业行业现状普通注塑工艺下，塑件成型后还需要喷涂处理，才能达到镜面要求效果。

以电视机壳为例，普通注塑（含喷涂）的能耗约为每万件23.1tce，能耗高，成型周期长，造成能源浪费和环境污染。

与普通注塑工艺相比，高光注塑工艺的能耗约为每万件11.3tce，可节能约50%，具有较大的节能潜力。

成果简介1、技术原理高光快速注塑成型技术可快速提升模温到100-120℃（普通模具只有30-60℃），提高熔体填充时的流动能力，减小注塑压力，从而减小注塑机的输出功率（8%左右）；同时快速加热、快速冷却的技术特点，可缩短成型周期50%以上。

采用该技术，可一次注射成型表面完全无熔痕、高光泽度的塑件，直接作为成品使用，取消喷涂等加工环节，省去再加工所需要的能耗。

2、关键技术高光快速注塑成型技术（RHCM）主要体现在模具设计和快速模温控制2个方面：（1）高光模具设计技术高光模具设计包括管路设计和镜面设计。

通过模具内部布局合理的加热、冷却管路，提高了加热（冷却）过程的热交换效率，满足模具温度精确快速控制的要求；控制型腔表面粗糙度Ra<0.01μm（普通模具Ra=2.5μm），成型产品表面光泽度由80%提升到95%左右。

（2）快速模温控制技术通过自主开发的模温控制系统（图1），将蒸汽和冷水交替引入模具内部（图2），实现模具温度快速变化（图3）。

图1 快速注塑热循环系统简图图2 加热快速热循环系统工作流程图这种动态温度曲线可提高熔体充模的流动能力，使熔体与型腔面良好贴合，达到高光效果；可有效避免熔体流动时前端形成冷凝层，消除熔接痕等缺陷；可实现快速加热、快速冷却，提高生产效率。

3、工艺流程如图3所示，快速热循环注塑技术可根据各工艺阶段的特点，随时调整模具温度：（1）在射胶前，将模具型腔表面加热至100-120℃，开始注射；（2）在熔体填充流动过程中，模具温度始终保持在较高的数值；（3）在保压阶段后期（注塑机开始溶胶时），快速冷却已定型的聚合物熔体，使材料温度降低到热变形温度以下，便于顶出产品及开模取件。

第26卷第7期高分子材料科学与工程Vol.26,No.7 2010年7月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jul.2010RHCM成型工艺对制品复原性的影响刘东雷,辛 勇(南昌大学机电工程学院,江西南昌330031)摘要:以自主开发的车用蓝牙高光模具和成型温控辅助装置为试验基础研究了高光注射成型(RHCM)工艺参数对制品型腔复原性的影响规律。

结果表明,高光成型的高模温充型、保压及快速冷却等技术特点可更好地保证制品对型腔的高复制率;压力因素和温度因素对制品复制度的影响比较显著,而时间因素影响甚微;相对于普通成型,高光成型所需熔体温度和注射压力均有所提高,且保压时间对制品复制度的影响有所增加。

通过对各工艺参数对浇注系统凝料影响研究发现,可采用提高成型温度的方法在不增加系统凝料的前提下大幅提高制品复制度。

关键词:高光注射成型;工艺参数;复制率;试验中图分类号:T Q320.66 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2010)07 0105 04收稿日期:2009 06 23基金项目:江西省自然科学基金(GZC0022)通讯联系人:刘东雷,主要从事高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/CAM研究, E mail:ldl_yang@si 高光注射成型(RH CM)[1]是一种新兴的注射成型技术。

在其应用研究中有关制品对模具型腔复原性能的研究较多,例如,Kim[2]等利用瞬间加热法来提高制品对型腔的复原性能;Satio[3]等开发了一主动式温控系统以改善制品微结构的填充状况;Li Y Y[4]等的研究表明,注射速度和模具温度对微结构复制度影响最大;张宏超[5]发现模具温度、保压压力和注射速度对改善制件表面微特征孔洞的填充影响显著;林晃业[6]则认为模具温度、熔体温度和注射压力对制件表面微结构的填充影响显著。

本文以自主开发的车用蓝牙高光模具及成型温控辅助装备为试验基础,研究了成型工艺制品对模具型腔复原性的影响规律,以期为制定高光成型工艺提供理论参考。

免喷涂高光无痕注塑成型--平板电视面板成型新技术近年来，人们已不再满足于平板电视的使用功能，对其外观的欣赏品味及绿色环保的要求越来越高。

由于以往那种先注塑电视机机壳，然后再喷涂的方法，既不环保，质量也不稳定，众多国际国内知名电视厂商如三星、夏普、长虹及海尔等纷纷摒弃了老方法，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。

该技术可使平板电视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。

由于免喷涂高光注塑技术的实施离不开高光泽塑料材料、高光注塑模具、模温温控设备以及注塑机和注塑工艺的紧密配合，因此本文将从这几个方面对该技术进行阐述。

免喷涂高光泽塑料材料要实现免喷涂高光注塑,首先需要选用高光泽塑料材料。

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，可通过家电所要求的跌落测试和其他功能测试。

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（如图1所示）。

高光PM MA/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P MMA/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。