快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活得到了很大的改變，快速熱循環(huán)注塑模具在改變?nèi)藗兩钪邪l(fā)揮了極大的作用和價(jià)值。本文針對(duì)快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，擬在對(duì)該技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。

【關(guān)鍵詞】熱循環(huán)注塑模具；關(guān)鍵技術(shù)；科學(xué)

前言

近年來，為滿足人們對(duì)注塑產(chǎn)品的要求，快速熱循環(huán)注塑成型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)是一種表面無缺陷！高光澤度的塑料成型技術(shù)。利用該技術(shù)，可獲得表面無熔接痕、無流痕、無表面浮纖等缺陷的外觀優(yōu)越的塑料制品，既可取消噴涂工藝，顯著減少或完全消除因噴涂造成的污染，又可節(jié)省或省去昂貴的二次加工費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)塑料產(chǎn)品的綠色化生產(chǎn)。因此，該技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，應(yīng)用前景十分廣闊。

一、快速熱循環(huán)注塑成型的工藝原理

快速熱循環(huán)注塑（RHCM）作為一種新的注塑成型技術(shù)，也可以叫做高光無痕注塑成型。是一種采用快速加熱和快速冷卻注塑模具及動(dòng)態(tài)溫控裝置，并對(duì)模具溫度實(shí)行閉環(huán)控制的注塑成型技術(shù)。

快速熱循環(huán)注塑的工藝過程同傳統(tǒng)常規(guī)注塑的成型周期基本一致，可分為合模、射膠、保壓、冷卻、熔膠、開模、制品取出等7 個(gè)階段。不同的地方在于其可以根據(jù)各工藝階段的特點(diǎn)來調(diào)整模具溫度。其工藝原理是： 在一個(gè)注塑成型周期中，快速熱循環(huán)注塑工藝的模具溫度將在一個(gè)比較大的溫度區(qū)間內(nèi)波動(dòng)變化。在模具的快速加熱階段，首先為了使模具溫度上升到聚合物的熔點(diǎn)或熱變形溫度以上，要通過利用動(dòng)態(tài)溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。接著，為了保證塑料熔體良好的充模狀態(tài)，需要將高溫維持一定的時(shí)間。下一個(gè)階段是熔體的注射階段，將聚合物的熔體注射到模具的型腔之中，注射和保壓過程中為了防止熔體的過早冷凝，要一直使模具保持較高的溫度。高壓保持之后將進(jìn)入冷卻階段，快速冷卻已定型的聚合物熔體，將聚合物熔體溫度迅速降低到塑料頂出溫度以下。最后階段，打開模具，取出注塑制品。

二、快速熱循環(huán)注塑技術(shù)的主要特點(diǎn)

快速熱循環(huán)注塑技術(shù)是目前國(guó)際上最前沿的注塑成型技術(shù)，同傳統(tǒng)的注塑技術(shù)相比，其最大特點(diǎn)在于采用快速加熱和快速冷卻注塑模具及動(dòng)態(tài)溫控裝置。其主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）高效率

在快速熱循環(huán)注塑成型過程中，其工作的核心部分在于對(duì)模具溫度的動(dòng)態(tài)控制。在整個(gè)注塑過程中，由于采用模具的快速加熱和快速冷卻設(shè)備，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)模具的加熱和冷卻，減少注塑時(shí)間。因此，快速熱循環(huán)注塑成型可以大大縮短注塑成型的周期，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的成型效率?？焖贌嵫h(huán)注塑可以使厚壁成型注塑周期可降低60%以上。

（二）高質(zhì)量

快速熱循環(huán)注塑技術(shù)采用快速加熱和快速冷卻注塑模具及動(dòng)態(tài)溫控裝置，可以提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，改善產(chǎn)品性能。首先，快速熱循環(huán)注塑工藝的高模溫注塑可以有效改善熔體的流動(dòng)性，有效避免熔體的過早冷凝，由于冷凝層的消失，顯著提高了熔體的流動(dòng)能力，降低高分子鏈的取向程度。因此可以極大地增強(qiáng)產(chǎn)品表面的光潔度，使塑件表面光潔度可達(dá)到鏡面效果，改善塑件的表面質(zhì)量，從而獲得均質(zhì)性更優(yōu)的注塑產(chǎn)品；其次，可以改善或徹底消除塑件表面縮水現(xiàn)象，尤其是復(fù)雜微型零件應(yīng)用空間大。

三、快速熱循環(huán)注塑工藝關(guān)鍵技術(shù)

（一）注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

注塑成型制品的質(zhì)量主要取決于材料性能！制品結(jié)構(gòu)！模具設(shè)計(jì)和加工以及成型工藝。傳統(tǒng)的提高制品質(zhì)量的方法主要是用嘗試法通過不斷試模來調(diào)整工藝參數(shù)和改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，效率低下。隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的進(jìn)步和智能算法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，將注塑成型模擬技術(shù)、模具設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)成型過程和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題之一。

（二）快速熱循環(huán)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)

注塑產(chǎn)品的質(zhì)量不僅與模具結(jié)構(gòu)和成型工藝及其參數(shù)有關(guān)，還取決于產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合成型的工藝性要求。結(jié)構(gòu)良好的塑件，不僅能提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，還能減少產(chǎn)品的成型缺陷。RHCM成型工藝雖然能夠消除產(chǎn)品表面的熔接痕、流痕等缺陷，能得到表面光澤度優(yōu)越的高品質(zhì)產(chǎn)品，但是產(chǎn)品表面卻容易產(chǎn)生縮痕（Sink）且成型產(chǎn)品難于脫模。

（三）快速熱循環(huán)模具關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)研究

RHCM注塑成型過程中，模具加熱的溫度較高，冷卻時(shí)所需的時(shí)間必然延長(zhǎng)，欲保證產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，勢(shì)必對(duì)模具結(jié)構(gòu)提出更高的要求”根據(jù)RHCM工藝及其塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究適合于Rl>CM注塑的模具結(jié)構(gòu)，包括澆注系統(tǒng)、變溫系統(tǒng)和其它影響成型質(zhì)量的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)方法，既可保證塑件的成型質(zhì)量又可提高生產(chǎn)效率。

（四）快速熱循環(huán)注塑產(chǎn)品質(zhì)量控制研究

目前，快速熱循環(huán)注塑工藝主要應(yīng)用于生產(chǎn)高光、無熔痕等表面質(zhì)量要求較高的塑料制品，如液晶電視機(jī)前殼、數(shù)碼電子產(chǎn)品外殼！汽車內(nèi)飾等薄殼類產(chǎn)品。雖然快速熱循環(huán)注塑技術(shù)可以提高產(chǎn)品的表觀質(zhì)量和強(qiáng)度，但是實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)該技術(shù)難以很好地解決制品的縮痕！翹曲變形以及體積收縮等缺陷。隨著對(duì)注塑件品質(zhì)要求的不斷提高，制品的翹曲！縮痕等缺陷同樣備受關(guān)注，尤其是薄壁類塑件尺寸的穩(wěn)定性已成為衡量塑件品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)”對(duì)于薄壁類塑件，翹曲變形是一種無法避免的注射成型缺陷，會(huì)影響產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和穩(wěn)定性，長(zhǎng)時(shí)間的翹曲還會(huì)導(dǎo)致塑件變形與表面微裂紋，因此在注射成型中應(yīng)盡量減小此類缺陷。

（五）快速熱循環(huán)注塑生產(chǎn)線構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究

RHCM注塑的工藝過程與常規(guī)注塑基本一致，但RHCM注塑增加了模具快速加熱與快速冷卻及溫度動(dòng)態(tài)控制過程。在模具加熱階段，需使模溫升高到塑料的熱變形溫度以上，以保證塑料熔體良好的充模狀態(tài)；而在冷卻階段，需要向模具內(nèi)部管路中通入低溫冷卻水，以使熔體溫度迅速降低到塑料的頂出溫度以下，減少注塑成型周期。因此，RHCM生產(chǎn)線的建立需綜合考慮模具溫度的動(dòng)態(tài)變化過程和生產(chǎn)中實(shí)施的成本及難易程度。

四、結(jié)論

快速熱循環(huán)注塑模具極大的改變了現(xiàn)代社會(huì)的生活與生產(chǎn)過程，對(duì)于我們的社會(huì)有著極為重要的價(jià)值與意義，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物。因此，我們應(yīng)該對(duì)該技術(shù)予以充分的研究，促進(jìn)其更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇曉聲，劉潛發(fā)，柴頌剛，等.SiO2/丁酮分散液的制備及其在環(huán)氧復(fù)合材料中的應(yīng)用[J].塑料工業(yè)，2012，40（6）：96-99.

[2]劉學(xué)清，劉繼延，朱虎義，等.稻殼二氧化硅/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料機(jī)械性能研究[J].塑料工業(yè)，2009（11）：18-20.